Phương pháp đề xuất đã được áp dụng để phân tích hóa chất bảo vệ thực vật cơ clo trong 10 mẫu gạo Séng Cù được thu thập tại cánh đồng Mường Vi, Mường Khương, Lào Cai. Kết quả thu được ở Bảng 3.6:
Bảng 3.6: Kết quả phân tích mẫu thực
Chất phân tích S-1 S-2 S-3 S-4 S-5 S-6 S-7 S-8 S-9 S-10 Alpha-HCH ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Beta-HCH ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Gamma-HCH ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Delta-HCH ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Heptachlor ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Aldrin ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Chlordane cis ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND α-Endosulfan ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Chlordane trans ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND pp' DDE ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Dieldrin ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Endrin ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND β-Endosulfane ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND pp' DDD ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Endrin Aldehyde ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Endosulfane Sulfate ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND pp' DDT ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Endrin Ketone ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Methoxychlor ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND
(*Ghi chú: “ND” chỉ nồng độ dưới giới hạn định lượng của phương pháp) Kết quả phân tích 10 mẫu gạo, dư lượng HCBVTV cơ clo đều nằm dưới giới hạn định lượng của phương pháp. Để có cái nhìn tổng quát hơn cần phải tiến hành phân tích số lượng mẫu và tần xuất phân tích lớn hơn.
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết luận
Với các mục tiêu, nội dung nghiên cứu đã đề ra, luận văn đã thu được các kết quả sau:
1. Đã khảo sát và lựa chọn các điều kiện GC-MS/MS để phân tích 19 OCPs trong gạo:
- Điều kiện MS/MS để xác định OCPs
+ Tìm được ion mẹ, ion con định tính và định lượng của từng chất + Các điều kiện tối ưu của MS: Nguồn năng lượng ion hóa EI: 70eV, Nhiệt độ bộ kết nối (giữa hệ sắc ký và khối phổ): 280, Nhiệt độ nguồn ion: 280°C.
- Điều kiện chạy GC: Cột HP5-MS (30m x 0,25mm x 0,25µm), thể tích bơm mẫu là 1,0 L, chế độ tiêm không chia dòng (splitless), tốc độ dòng khí mang là 1ml/phút và nhiệt độ cổng bơm mẫu là 250 oC. Chương trình nhiệt độ như sau: nhiệt độ ban đầu 70oC, từ 70oC đến 150oC, mỗi phút tăng 15oC, giữ trong 1.5 phút; từ 150oC đến 280oC, mỗi phút tăng 10oC, giữ trong 0.50 phút; từ 280oC trở về 70oC, mỗi phút tăng 30oC. Tổng thời gian chạy máy là 27 phút.
2. Đã khảo sát để đưa ra quy trình tách và làm sạch với các bước chiết mẫu cơ bản theo phương pháp QuEChERs và làm sạch bằng sắc ký cột (SPE) như sau: Cân 2 g mẫu gạo cho vào ống Falcon 50 ml và 5ml H2O. Thêm 10 mL ACN (1% axit axetic). Lắc đều bằng vortex trong 1 phút và lắc 30 phút. Sau đó thêm 1g NaCl, 4g MgSO4, 1g Na3Citrate, 0,5g Na2HCitrate. Lắc nhanh bằng vortex trong 1 phút rồi ly tâm trong 10 phút với tốc độ 4500 vòng/phút. Sau khi ly tâm, hút 5 mL dung dịch (lớp dung môi phía trên) và cho đi qua cột được nhồi 500mg PSA và 500mg C18 (C18 được nhồi phía trên, cột đã được hoạt hóa bằng 5ml ACN (1% axit axetic). Rửa giải bằng 20ml ACN-Toluenen 3:1 v/v. Thu thập dung dịch chiết và dung dịch rửa giải. Cô quay chân không dung dịch đến 5ml và làm bay hơi dưới dòng khí N2 ở nhiệt độ thấp đến thể tích 1ml rồi đem phân tích bằng GC-MS/MS. Kết quả chỉ ra rằng độ thu hồi của các chất trên nền mẫu trắng từ 81,8% đến 115,5%, ỏ nồng độ 10 µg/kg và
từ 83,9% đến 116,1% ở nồng độ 50 µg/kg. Quy trình này cho hiệu quả chiết cao hơn so với quy trình QuEChERS PSA/C18 d-SPE thông thường.
3. Thẩm định phương pháp: Xây dựng phương trình đường chuẩn của các chất ở khoảng nồng độ từ 5-100µg/L với hệ số tương quan R2>0,995. LOQ được chọn ở nồng độ 10 μg/kg đối với tất cả 19 OCPs. Hiệu suất thu hồi của tất cả các chất đều nằm trong khoảng 70-120%. Độ lặp lại của phương pháp phân tích trên tất cả các chất RSDr đều nhỏ hơn 20%. Tất cả đều đáp ứng các yêu cầu trong Hướng dẫn SANTE.
Từ các kết quả thu được chúng tôi nhận thấy có thể áp dụng phân tích dư lượng hóa chất BVTV trong các loại gạo với độ tin cậy cao.
4.2. Kiến nghị
Do thời gian gấp rút, phương pháp nghiên cứu còn tồn tại một số vấn đề như chưa đánh giá độ không đảm bảo đo và do điều kiện hạn chế của phòng thí nghiệm nên chưa so sánh kết quả phân tích so với các phương pháp phân tích khác. Vì vậy trong thời gian tới, luận văn sẽ tiếp tục hoàn thiện những vấn đề trên và tiến hành nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định dư lượng hóa chất BVTV các nhóm khác như cơ photpho, cacbamat, pyrethroid….
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường, Tổng cục Môi trường, 2015, Hiện trạng ô nhiễm môi trường do hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu thuộc nhóm chất hữu cơ khó phân hủy tại Việt Nam, Dự án “Xây dựng năng lực nhằm loại bỏ hóa chất bảo vệ thực vật POP tồn lưu tại Việt Nam”.
2. Naranun Khammanee, Yanling Qiu, Nipapun Kungskulniti, Anders Bignert, Yuan Meng, Zhiliang Zhu and Zebene Lekew Teffera, 2020, Presence and Health Risks of Obsolete and Emerging Pesticides in Paddy Rice and Soil from Thailand and China, Environmental Research and Public Health.
3. Riaz Uddin, Sajid Iqbal, Muhammad Farhanullah Khan, Zahida Parveen, Mubarik Ahmed, Muhammad Abbas, 2011, Determination of Pesticide Residues in Rice Grain by Solvent Extraction, Column Cleanup, and Gas Chromatography-Electron Capture Detection, Bull Environ Contam Toxicol, 86, 83–89.
4. G.W. Ware, 1999, The pesticide book, 5th ed, USA: Freeman & Company, W. H.
5. IARC, DDT, Lindane, and 2,4-D Vol, 113, 2018, IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans: World Health Organization 6. Rufina-Mary Chinelo and Chukwumalume, Rufina-Mary Chinelo Chukwumalume. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and organochlorine pesticide residues in selected marine fish species along the coast of South Africa, Stellenbosch University, 2016
7. F. Gao, J. Jia, and X. Wand, 2008, Occurrence and ordination of dichlorodiphenyltrichloroethane and hexachlorocyclon-hexane in agricultural soils from Guangzhou, China, Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 54, 155–166.
8.M. Kubista, J.M. Andrade, M. Bengtsson, et al., 2006, The real-time polymerase chain reaction, Molecular Aspects of Medicine, 27, 95-125
9.Prof. Margarita Stoytcheva, Pesticides - Strategies for Pesticides Analysis, Published by InTech, 2011, Croatia
10.Lijin Zhang, Shaowen Liu, Xinyi Cui, Canping Pan, Ailin Zhang, Fang Chen, 2012, A review of sample preparation methods for the pesticide residue analysis in foods, Central European Journal of Chemistry, 10(3), 900– 925 11.Miguel Angel Gonza, lez-Curbelo, Antonio V. Herrera-Herrera, Lidia M. Ravelo-Perez, Javier Hernandez-Borges, 2012, Sample-preparation methods for pesticide-residue analysis in cereals and derivatives, Trends in Analytical Chemistry, Vol. 38.
12.J.L. Martínez Vidal, P. Plaza-Bolanos, R. Romero-González, A. Garrido Frenich, 2009, Determination of pesticide transformation products: A review of extraction and detection methods, Journal of Chromatography A, 1216, 6767–6788
13.Herdman, R. C., W. E. Pahrham, and S. Shen, 1988, Pesticide residues in food: Technologies for detection" Government Printing Office, Washington, vol. 6.
14.Riaz Uddin, Sajid Iqbal, Muhammad Farhanullah Khan, Zahida Parveen, Mubarik Ahmed, Muhammad Abbas, 2011, Determination of Pesticide Residues in Rice Grain by Solvent Extraction, Column Cleanup, and Gas Chromatography-Electron Capture Detection, Bull Environ Contam Toxicol 86:83–89
15.Ntow, W., 2001. Organochlorine Pesticides in Water, Sediment, Crops, and Human Fluids in a Farming Community in Ghana, vol. 40.
16.G. Darko, O. Akoto, C. Oppong, 2008, Persistent organochlorine pesticide residues in fish, sediments and water from Lake Bosomtwi, Ghana
Chemosphere, 72 (1), pp. 21-24.
17.D.Aguilera, A., Rodríguez, M., Brotons, M., Boulaid, M., & Valverde, 2005, Evaluation of Supercritical Fluid Extraction/Aminopropyl Solid-Phase “In-Line” Cleanup for Analysis of Pesticide Residues in Rice. Journal of Agricultural and Food Chemistry.
18.Fillion J., Sauve F., Selwyn J., 2000, Multiresidue methods for the determination of residues of 251 pesticides in fruits and vegetables by gas chromatagraphy/mass spectrometry and liquid chromatography with fluorescence detection, J AOAC In. 83: 698-713.
19.Yaping Zhang, Jun Yang, Ronghua Shi, Qingde Su, Yun Gao & Xiaolan Zhu, 2011, Development of an Analytical Method Based on Accelerated Solvent Extraction, Solid-Phase Extraction Clean-Up, then GC–ECD for Analysis of Fourteen Organochlorine Pesticides in Cereal Crops, Chromatographia volume 73, pages385–391.
20.Abdulnaser Hajisamoh, Sarimoh Sosanae, Nawawi Lemeahmad, Jamilah Abu, Application of solid phase extraction cleanup for the determination of pesticide residues in fresh food items followed by GC-ECD. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences 4(2):22-27
21.Ardrey R.E. (2003), Liquid Chromatography-Mass Spectrometry: An Introduction, John Wiley & Sons.
22.Poole, F. Colin, 2003, The essence of chromatography, Elsevier.
23.University of Bristol, School of Chemistry, Mass Spectrometry Facility. 24.Ch. Ravikumar, P. Srinivas and K. Seshaiah, 2013, Determination of organochlorine pesticide residues in rice by gas chromatography tandem mass spectrometry, Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 5(1):361- 366
25.Xue Hou, Mei Han, XiaoHang Dai, XiaoFeng Yang, Shengguo Y, A multi-residue method for the determination of 124 pesticides in rice by modified QuEChERS extraction and gas chromatography–tandem mass spectrometry.
26.Riaz Uddin, Sajid Iqbal, Muhammad Farhanullah Khan, Zahida Parveen, Mubarik Ahmed, Muhammad Abbas, 2011, Determination of Pesticide Residues in Rice Grain by Solvent Extraction, Column Cleanup, and Gas Chromatography-Electron Capture Detection, Bull Environ Contam Toxicol 86:83–89
27.Thanh Dong Nguyen, Eun Mi Hana, Mi Suk Seo, Sa Ra Kima, Mi Young Yuna, Dae Myung Lee, Gae-Ho Lee, 2008, A multi-residue method for the determination of 203 pesticides in rice paddies using gas chromatography/mass spectrometry, analytica chimica acta 619, 67–74.
28.Guo-Fang Pang, Yong-Ming Liu, Chun-Lin Fan Jin-Jie Zhang, Yan- Zhong Cao, Xue-Min Li Zeng-Yin Li, Yan-Ping Wu, Tong-Tong Guo, 2006,
Simultaneous determination of 405 pesticide residues in grain by accelerated solvent extraction then gas chromatography-mass spectrometry or liquid chromatography-tandem mass spectrometry, Anal Bioanal Chem 384: 1366– 1408.
29.Katerina Mastovska, Kelly J. Dorweiler, Steven J. Lehotay, Jennifer S. Wegscheid, And Kelli A. Szpylka, 2010, Pesticide Multiresidue Analysis in Cereal Grains Using Modified QuEChERS Method Combined with Automated Direct Sample Introduction GC-TOFMS and UPLC-MS/MS Techniques, J. Agric. Food Chem, 58, 5959–5972.
30.Tuan-Kiet Ly, Tuan-Dat Hoa, Philippe Behrab,Tran-Thi Nhu-Trang, 2020, Determination of 400 pesticide residues in green tea leaves by UPLC- MS/MS and GC-MS/MS combined with QuEChERS extraction and mixed- mode SPE clean-up method, Food Chemistry, Volume 326, 126928.
31.Maria Concetta Bruzzoniti & Leonardo Checchini & Rosa Maria De Carlo & Serena Orlandini & Luca Rivoira & Massimo Del Bubba, 2014, QuEChERS sample preparation for the determination of pesticides and other organic residues in environmental matrices: a critical review, Anal Bioanal Chem, 406, 4089–4116.
32.Jose Vera, Luisa Correia-Sa, Paula Paiga, Idalina Braganca, Virginia C. Fernandes, Valentina F. Domingues, Cristina Delerue-Matos, 2013, QuEChERS and soil analysis. An Overview. Sample preparation (versita), 54–77.
33.Rejczak, T., & Tuzimski, 2015, A review of recent developments and trends in the QuEChERS sample 471 preparation approach. Open Chem. 13, 980-1010.
34.Xu, Z.; Li, L.; Xu, Y.; Wang, S.; Zhang, X.; Tang, T.; Yu, J.; Zhao, H.; Wu, S.; Zhang, C., 2021, Pesticide multi-residues in Dendrobium officinale Kimura et Migo: Method validation, residue levels and dietary exposure risk assessment. Food Chem, 343, 12849
35.S. Walorczyk, D. Drożdżyński, R. Kierzek, 2015, Determination of pesticide residues in samples of green minor crops by gas chromatography
and ultra performance liquid chromatography coupled to tandem quadrupole mass spectrometry, Talanta, 132, pp. 197-204
36.X. Ye, H. Shao, T. Zhou, et al, 2020, Analysis of organochlorine pesticides in tomatoes using a modified QuEChERS method based on n- doped graphitized carbon coupled with GC-MS/MS, Food Anal. Methods., 13, pp. 823-832.
37.European Commission, Method Validation and Quality Control Procedures for Pesticide Residues Analysis in Food and Feed, SANTE/12682/2019, 2019
38.Luigi Silvestro, Isabela Tarcomnicu and Simona Rizea Savu, Matrix Effects in Mass Spectrometry Combined with Separation Methods — Comparison HPLC, GC and Discussion on Methods to Control these Effects 39.Wang, Y.; Jin, H.-Y.; Ma, S.-C.; Lu, J.; Lin, R.-C, 2011, Determination of 195 pesticide residues in Chinese herbs by gas chromatography–mass spectrometry using analyte protectants. J. Chromatogr. A, 1218, 334–342. 40.Valeria Nardelli, Valeria D’Amico, Mariateresa Ingegno, Ines Della Rovere, Marco Iammarino, Francesco Casamassima, Anna Calitri, Donatella Nardiello, Donghao Li and Maurizio Quinto, 2021, Pesticides Contamination of Cereals and Legumes: Monitoring of Samples Marketed in Italy as a Contribution to Risk Assessment, Appl. Sci., 11, 7283.
PHỤ LỤC
Hình 1: Con đường di chuyển của POP trong môi trường
Bảng 1: Khảo sát lựa chọn dung môi chiết
Chất phân tích
ACN H2O + ACN H2O + ACN + AA
Độ thu hồi (%) RSD (%) Độ thu hồi (%) RSD (%) Độ thu hồi (%) RSD (%) Alpha-HCH 82.7% 4% 81.8% 8% 89.0% 1.6% Beta-HCH 69.7% 5% 78.1% 11% 90.1% 8.3% Gamma-HCH 70.3% 9% 81.4% 8% 92.9% 7.4% Delta-HCH 75.1% 6% 86.4% 6% 92.7% 5% Heptachlor 96.1% 6% 113.7% 9% 86.1% 17% Aldrin 75.0% 10% 76.1% 8% 88.1% 8% Chlordane cis 85.4% 4% 92.0% 5% 92.2% 3% α-Endosulfan 79.3% 6% 84.8% 7% 101.6% 13% Chlordane trans 67.4% 3% 74.9% 5% 93.6% 12% pp' DDE 89.3% 7% 94.1% 9% 91.7% 6% Dieldrin 60.7% 10% 76.0% 8% 116.1% 3% Endrin 67.2% 6% 64.4% 9% 93.8% 15% β-Endosulfane 109.7 % 9% 87.5% 7% 101.0% 10% pp' DDD 71.9% 11% 73.3% 6% 100.2% 5% Endrin Aldehyde 56.4% 10% 68.2% 11% 91.3% 2% Endosulfane Sulfate 72.6% 4% 93.3% 6% 93.7% 9% pp' DDT 73.7% 8% 94.6% 4% 94.8% 5% Endrin Ketone 88.5% 7% 95.0% 16% 95.1% 16% Methoxychlor 98.2% 9% 91.9% 13% 83.9% 17%
Bảng 2: Khảo sát quá trình bay hơi dung môi Chất phân tích EC-A EC-B Độ thu hồi (%) RSD (%) Độ thu hồi (%) RSD (%) Alpha-HCH 84.2% 8% 53.9% 19% Beta-HCH 90.10% 8.4% 76.50% 12.6% Gamma-HCH 84.2% 9.8% 84.1% 15.9% Delta-HCH 83.8% 9.4% 89.2% 11.9% Heptachlor 87.0% 8.9% 64.7% 9.5% Aldrin 82.3% 8.1% 65.4% 5.5% Chlordane cis 90.4% 8.7% 86.5% 10.6% α-Endosulfan 85.7% 9.4% 91.7% 10.5% Chlordane trans 89.1% 5.5% 88.7% 5.2% pp' DDE 83.3% 8.7% 90.8% 11.5% Dieldrin 88.1% 7.4% 91.4% 6.1% Endrin 85.5% 9.8% 90.1% 7.2% β-Endosulfane 89.9% 7.8% 95.7% 7.1% pp' DDD 88.6% 8.7% 88.1% 9.8% Endrin Aldehyde 94.1% 5.2% 102.1% 6.0% Endosulfane Sulfate 92.0% 6.8% 91.6% 15.6% pp' DDT 92.2% 4.7% 98.8% 9.7% Endrin Ketone 92.2% 4.2% 91.4% 17.0% Methoxychlor 95.6% 6.6% 103.4% 12.6%
Bảng 3: Kết quả hiệu ứng nền mẫu Chất phân tích ME (%) Alpha-HCH -37% Beta-HCH -42% Gamma-HCH -34% Delta-HCH -33% Heptachlor -46% Aldrin -29% Chlordane cis -32% α-Endosulfan -37% Chlordane trans -26% pp' DDE -45% Dieldrin -35% Endrin -15% β-Endosulfane -34% pp' DDD 6% Endrin Aldehyde -17% Endosulfane Sulfate -25% pp' DDT -34% Endrin Ketone -45% Methoxychlor -36%
Bảng 4: Kết quả hiệu suất thu hồi tại giá trị LOQ = 10 μg/kg
Chất phân tích Hiệu suất thu hồi (%) RSDr (%)
Alpha-HCH 90.0% 5.2% Beta-HCH 89.6% 4.9% Gamma-HCH 91.2% 7.9% Delta-HCH 91.3% 6.3% Heptachlor 82.4% 16.5% Aldrin 86.1% 8.2% Chlordane cis 93.2% 5.3% α-Endosulfan 99.7% 11.9% Chlordane trans 93.6% 12.1% pp' DDE 89.1% 9.3% Dieldrin 115.5% 4.1% Endrin 87.8% 14.8% β-Endosulfane 96.9% 13.2% pp' DDD 97.6% 3.5% Endrin Aldehyde 90.6% 3.4% Endosulfane Sulfate 91.0% 8.9% pp' DDT 94.1% 4.2% Endrin Ketone 87.3% 18.0% Methoxychlor 81.8% 15.9%
Bảng 5: Kết quả hiệu suất thu hồi tại giá trị 5xLOQ = 50 μg/kg
Chất phân tích Hiệu suất thu hồi (%) RSDr (%)
Alpha-HCH 89.0% 1.6% Beta-HCH 90.1% 8.3% Gamma-HCH 92.9% 7.4% Delta-HCH 92.7% 5.0% Heptachlor 86.1% 17.2% Aldrin 88.1% 8.5% Chlordane cis 92.2% 3.5% α-Endosulfan 101.6% 13.1% Chlordane trans 93.6% 12.2% pp' DDE 91.7% 5.7% Dieldrin 116.1% 2.9% Endrin 93.8% 15.0% β-Endosulfane 101.0% 10.4% pp' DDD 100.2% 4.8% Endrin Aldehyde 91.3% 1.6% Endosulfane Sulfate 93.7% 8.6% pp' DDT 94.8% 4.9% Endrin Ketone 95.1% 15.9% Methoxychlor 83.9% 16.9%