8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ … http://slidepdf.com/reader/full/xac-dinh-hop-chat-thuoc-tru-sau-co-phot-pho-op-trong-rau 1/99 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM NGỌC THUẬT XÁC ĐỊNH HỢ P CHẤT THUỐC TR Ừ SÂU CƠ PHỐT PHO (OP) TRONG RAU QUẢ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP NỐI PHỐI PHỔ (GC/MS) LUẬN VĂN CHUYÊN NGÀNH HÓA PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60 44 29 CÁN BỘHƯỚ NG DẪN: PGS.TS PHẠM LUẬN HÀ NỘI, 2012
99
Embed
Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC/MS)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
Chƣơng 1. TỔNG QUAN ........................................................................................... 1
1.1 Hóa chất BVTV và tình tình sử dụng hóa chất BVTV ..................................... 1
1.1.1 Định nghĩa ............................................................................................... 1
1.1.2. Phân loại ................................................................................................. 1
1.1.3. Tình hình sử dụng hóa chất BVTV ........................................................ 4
1.2. Ảnh hƣởng của hóa chất BVTV đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời ....... 7
1.2.1. Ảnh hƣởng của hóa chất BVTV đến môi trƣờng ................................... 71.2.2. Ảnh hƣởng của hóa chất BVTV đến con ngƣời .................................... 8
1.2.3. Tình hình ngộ độc hóa chất BVTV ...................................................... 10
1.2.4. Tình hình tồn dƣ hóa chất BVTV trong rau quả .................................. 11
1.2.5. Tác hại và giới thiệu một số hóa chất BVTV cơ phốt pho ................... 12
1.3. Các phƣơng pháp phân tích dƣ lƣợng hóa chất BVTV ................................. 19
1.3.1. Phƣơng pháp sắc ký khí (GC) .............................................................. 19
1.3.2. Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao .............................................. 21
1.3.3. Phƣơng pháp điện di mao quản ............................................................ 22
1.3.4. Phƣơng pháp phổ UV-VIS ................................................................... 24
1.3.5. Phƣơng pháp cực phổ ........................................................................... 25
1.3.6. Phƣơng pháp sắc ký bản mỏng ............................................................ 26
1.3.7. Các phƣơng pháp xử lý mẫu ................................................................ 27
1.3.7. Phƣơng pháp phân tích định tính và định lƣợng .................................. 32
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 33
2.1. Đối tƣợng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu ................................................ 33
2.1.1. Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu ....................................................... 33
Bảng 1.1. Lƣợng hóa chất BVTV nhập khẩu vào Việt Nam ...................................... 7
Bảng 1.2. Hiệu suất thu hồi và %RSD của Omethoate và Dichlovos ...................... 24
Bảng 3.1. Chƣơng trình nhiệt độ cho nhóm OP ........................................................ 38
Bảng 3.2a. Các thông số tối ƣu cho quá trình chạy sắc ký ....................................... 45
Bảng 3.2b. Chƣơng trình nhiệt độ cho nhóm phốt pho hữu cơ ................................. 45
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ OPs ..................................... 46
Bảng 3.4. Thời gian lƣu của các chất phân tích nhóm phốt pho hữu cơ ................... 46
Bảng 3.5. Các thông số của đƣờng chuẩn OP ........................................................... 53Bảng 3.6. LOD và LOQ của phƣơng pháp ............................................................... 53
Bảng 3.7. Giới hạn phát hiện của Thionazin, Sulfotep, Phorate, Disulfoton ............ 55
Bảng 3.8. Giới hạn phát hiện của Methyl parathion và parathion ............................ 56
Bảng 3.9. Độ lặp lại của thiết bị tại nồng độ các OP 50 ppb .................................... 56
Bảng 3.10. Độ lặp lại của thiết bị tại nồng độ các OP 500 ppb ................................ 57
Bảng 3.11. Độ lặp lại của thiết bị tại nồng độ các OP 1000 ppb ............................. 57
Bảng 3.12. Hiệu suất thu hồi của các OP 200ppb khi chiết bằng aceton và ACN ... 59
Bảng 3.13. Kết quả khảo sát các loại dung môi rửa giải đối với các chất OP ......... 61
Bảng 3.14. Hiệu suất rửa giải từng phân đoạn với hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb ..... 63
Bảng 3.15. Hiệu suất thu hồi và RSD của các OPs
với các mẫu spike 0,05 mg/kg ................................................................ 64
Bảng 3.16. Kết quả phân tích một số mẫu rau, quả .................................................. 66
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo của một hệ thống sắc ký ..................................................... 20
Hình 1.2. Sắc đồ của một số loại thuốc diệt cỏ tách bằng CE .................................. 23
Hình 1.3. Sắc đồ của Omethoate và Dichlovos ......................................................... 24
Hình 1.4. Mô hình chiết Soxhlet ............................................................................... 28
Hình 1.5. Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi nƣớc ..................................... 29
Hình 1.6. Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi khác nƣớc ............................ 29
Hình 1.7. Các bƣớc thực hiện của phƣơng pháp SPE ............................................... 30
Hình 1.8. Mô hình phƣơng pháp SPME.................................................................... 31
Hình 2.1. Các thiết bị và dụng cụ cơ bản sử dụng trong nghiên cứu ........................ 34
Hình 3.1. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với tốc độ khí 1,0 ml/phút .............. 41
Hình 3.2. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 pp b với tốc độ khí 1,2 ml/phút ............. 41
Hình 3.3. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với tốc độ khí 1,4 ml/phút .............. 41
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của tốc độ khí mang Heli đến diện tích pic ........................... 42
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của tốc độ khí mang Heli đến thời gian lƣu ........................... 42
Hình 3.6. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với với nhiệt độ kết nối 220oC ........ 43
Hình 3.7. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với với nhiệt độ kết nối 250oC ........ 43
Hình 3.8. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb với với nhiệt độ kết nối 280oC ........ 44
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của nhiệt độ kết nối GC/MS đến thời gian lƣu ...................... 44
Hình 3.10. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 50 ppb ........................................................... 46
Hình 3.11. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 100 ppb ......................................................... 47
Hình 3.12. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 500 ppb ......................................................... 47
Hình 3.13. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1000 ppb ....................................................... 48
Hình 3.14. Sắc đồ hỗn hợp chuẩn OP 1500 ppb ....................................................... 48Hình 3.15. Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Thionazin
và đƣờng chuẩn của Thionazin ................................................................. 49
Hình 3.16. Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Sulfotep
và đƣờng chuẩn của Sulfotep .................................................................... 49
Hình 3.17. Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Phorate
và đƣờng chuẩn của Phorate .................................................................... 50
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
Trong thờ i k ỳ công nghiệ p hoá và hiện đại hoá đất nƣớ c, ngành sản xuất và
kinh doanh hoá chất phát triển r ất mạnh, đặc biệt là hoá chất dùng trong nông
nghiệ p. Hoá chất dùng trong nông nghiệp đƣợ c sản xuất và sử dụng nhiều vì lợ i ích
kinh tế song do việc sử dụng không đúng kỹ thuật, không đảm bảo an toàn vệ sinh
lao động đã gây nên những ảnh hƣở ng bất lợi đến môi trƣờ ng và sức khoẻ cộng
đồng nhiều khu vực. Các vấn đề môi trƣờ ng và sức khoẻ đã đƣợc Đảng và Nhà
nƣớc ta đặt thành vấn đề hết sức cụ thể trên cơ sở nhiều dự luật và nghị quyết. Hệ
thống chính sách, thể chế đã từng bƣớc đƣợ c hoàn thiện, phục vụ ngày càng có hiệuquả cho công tác bảo vệ sức khoẻ, cải thiện môi trƣờ ng sống của cộng đồng. Nhận
thức về nâng cao sức khoẻ, bảo vệ môi trƣờ ng sống trong các cấ p, các ngành và
cộng đồng nông nghiệ p ngày càng tiến bộ hơn.
Tuy nhiên môi trƣờ ng sống đặc biệt là môi trƣờ ng nông nghiệ p, nông thôn
vẫn còn đang là một vấn đề bức xúc bở i r ất nhiều nguyên nhân trong đó có khối
lƣợ ng lớ n hoá chất dùng làm phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật thải ra đồng
ruộng, thậm chí cả các khu vực dân cƣ sinh sống. Hóa chất bảo vệ thực vật đƣợ c coi
là một vũ khí có hiệu quả của con ngƣờ i trong việc phòng chống dịch hại, bảo vệ
cây tr ồng. Bên cạnh ƣu điểm là bảo vệ năng suất cây tr ồng, thuốc bảo vệ thực vật
còn gây ra nhiều tác tác hại khác nhƣ làm ô nhiễm môi trƣờ ng, gây độc cho ngƣờ i
và gia súc, tăng chi phi sản xuất, và nhất là để lại tồn dƣ trong nông sản gây ảnh
hƣởng đến chất lƣợ ng nông sản và sức khỏe ngƣời tiêu dùng. Tác động tiêu cực của
thuốc bảo vệ thực vật càng tr ở nên nghiêm tr ọng khi con ngƣờ i sử dụng không đúng
cách và quá lạm dụng vào thuốc.
Hóa chất bảo vệ thực vật có nhiều nhóm hóa chất khác nhau, trong đó có bốn
nhóm chính là: phốt pho hữu cơ, clo hữu cơ, carbamat và pyrethroid. Nhóm clo hữu
cơ đã bị cấm sử dụng, nhóm pyrethroid vẫn đang đƣợ c sử dụng nhƣng độc tính
thấ p, ít có khả năng gây nhiễm độc cho ngƣờ i sử dụng. Còn lại 2 nhóm: lân hữu cơ
và carbamat đang đƣợ c dùng r ộng rãi trong nông nghiệp, có độc tính cao và là
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
cấp tính tƣơng đối thấp nhƣng tồn lƣu trong cơ thể ngƣời, động vật và môi trƣờ ng
gây độc mãn tính nên nhiều sản phẩm đã bị hạn chế và cấm sử dụng.
+ Nhóm Phốt pho hữu cơ: độ độc cấp tính tƣơng đối cao nhƣng mau chóng
phân hủy trong cơ thể ngƣời và môi trƣờng hơn nhóm clo hữu cơ. Ngoài tác động
tiế p xúc, vị độc, nhiều hợ p chất còn có khả năng thấm sâu, nội hấ p hoặc xông hơi.
Một số loại thuốc loại đã bị cấm sử dụng nhƣ parathion…
+ Nhóm Cacbamat: là những dẫn xuất của axit cacbamic những chất này có
độ độc cấp tính tƣơng đối cao, khả năng phân hủy tƣơng tự nhóm phốt pho hữu cơ.
+ Nhóm Pyrethroide (cúc tổng hợ p): là nhóm thuốc tr ừ sâu có cấu tạo có
chất pyrethrin có trong cây cúc sát trùng (Pyrethrun). Những chất loại này r ất dễ bay hơi và phân hủy nhanh trong cơ thể con ngƣời và môi trƣờng nên thƣờ ng dùng
để tr ừ sâu bọ cho rau, cây ăn quả …
+ Các hóa chất điều hòa sinh trƣở ng côn trùng: là những chất làm r ối loạn
quá trình sinh trƣở ng, phát triển của côn trùng.
+ Nhóm thuốc vi sinh: là các thuốc có chứa các loại vi sinh vật (thƣờ ng là
nấm, vi khuẩn và một số ít virus). Về nấm phổ biến hiện nay có các loài
Metarhizium và Beauveria. Vi khuẩn chủ yếu là các loài Bacillusthuringiens. Các
loại này gây bệnh cho sâu, làm cho sâu chết…
b, Thu ố c tr ừ b ệnh : gồm hai nhóm lớ n là nhóm vô cơ và nhóm hữu cơ :
+ Nhóm thuốc vô cơ: chủ yếu là các nhóm hóa học. Tác động chủ yếu của
nhóm này là tiế p xúc, phổ tác dụng r ộng, một số tr ừ vi khuẩn (đồng, thủy ngân), tr ừ
nhện (lƣu huỳnh). Nhóm thuốc loại này có độ độc cấ p tính thấp nhƣng chậm phân
hủy trong môi trƣờ ng và cơ thể con ngƣờ i. Một số loại đã bị cấm sử dụng trong
nông nghiệ p.
+ Nhóm thuốc hữu cơ: có nhiều nhóm khác nhau nhƣ nhóm clo, phospho,
cacbamat, pyrethroid …
c, Thu ố c tr ừ c ỏ:
+ Nhóm vô cơ: có các chất copper sulphate, sodium chlorate … những chất
này chủ yếu tác động vớ i cây cỏ lá r ộng và phân hủy chậm trong môi trƣờ ng.
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
+ Nhóm hữu cơ: có nhiều nhóm hóa học nhƣ nhóm acetamid, nhóm
carbamate, nhóm Phospho hữu cơ, nhóm clo hữu cơ …
d, Thu ố c tr ừ chu ột:
+ Nhóm thảo mộc: cây mã tiền, cây hành biển
+ Nhóm vô cơ: điển hình là chất asen, k ẽm phosphua
+ Nhóm hữu cơ: chủ yếu là dẫn xuất của Hydroxy coumrin (nhƣ Wafazin,
Brodifacoum…). Các chất trong nhóm này tác động vớ i chuột tƣơng đối chậm
nhƣng ít gây tính nhờ n bả.
1.1.3. Tình hình sử dụng hóa chất BVTV [1][2][5][9]
1.1.3.1. Sơ lượ c l ịch sử phát minh và sử d ụng hóa chấ t BVTV
Lịch sử phát minh và sử dụng hóa chất BVTV có thể chia làm 4 giai đoạn
chính:
* Giai đoạn 1 (trước năm 1940): chủ yếu sử dụng các hợ p chất vô cơ, nhƣ
dùng thạch tím làm thuốc tr ừ sâu và diệt chuột; dùng đồng, lƣu huỳnh, thủy ngân để
tr ừ nấm bệnh [9],[15]. Các chất này có độ độc cao và tồn lƣu tƣơng đối lâu trong
môi trƣờ ng.
* Giai đoạn 2 (1946 đế n 1960): đã phát minh ra hàng loạt các hợ p chất hữu cơ
nhƣ OP, OC và carbamat, có thể đƣợ c coi là thờ i k ỳ cách mạng trong sản xuất và sử
dụng hóa chất BVTV. Đáng chú ý nhất là phát minh ra thuốc tr ừ sâu DDT [49],[58].
DDT đƣợ c sử dụng r ộng rãi trong nông nghiệp sau đại chiến thế giớ i thứ II ở các
nƣớ c phát triển. Các hóa chất sử dụng trong giai đoạn này đƣợ c gọi chung là hóa
chất BVTV thế hệ 1. Nhiều hóa chất BVTV trong thờ i k ỳ này để lại những hậu quả
to lớ n cho nhân loại, đặc biệt là thảm họa sử dụng DDT, chất diệt cỏ 2,4,5 T (saunày đƣợ c dùng làm chất độc hóa học trong chiến tranh) và methyl thủy ngân gây ra.
* Giai đoạn 3 (1960 đế n 1980): Phát minh ra các nhóm PY, các thuốc tr ừ
bệnh, tr ừ cỏ hữu cơ, thuốc tr ừ sâu, thuốc tr ừ bệnh có nguồn gốc sinh học và các chất
điều hòa sinh trƣở ng thực vật. Khái niệm phòng tr ừ dịch hại tổng hợp đƣợ c nêu ra
trong thờ i k ỳ này. Trong giai đoạn này, hóa chất BVTV cơ Clo thế hệ 1 bắt đầu bị
cấm sử dụng ở một số nƣớ c phát triển, DDT bị cấm sử dụng trong nông nghiệ p tại
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
tới trên 50% lƣợ ng thuốc rơi xuống đất, chƣa kể đến biện pháp bón thuốc tr ực tiế p
vào đất. Ngƣời ta cũng ƣớc tính có 90% lƣợ ng thuốc sử dụng không tham gia vào
diệt sâu bệnh mà gây nhiễm độc cho đất, nƣớ c, không khí và nông sản. Ở trong đất,
một phần thuốc đƣợ c cây hấ p thụ, phần còn lại đƣợc keo đất giữ lại. Sau đó sẽ phân
tán, biến đổi và phân giải theo nhiều con đƣờ ng khác nhau qua các hoạt động sinh
học của đất và qua tác động hóa lý. Thuốc BVTV bị r ửa trôi gây ô nhiễm các nguồn
nƣớ c. Do có khả năng hòa tan cao trong lipid, thuốc BVTV đã đƣợ c tìm thấy trong
mô mỡ động vật, chúng đƣợ c lôi cuốn vào chuỗi thức ăn trong các hệ sinh thái. Một
số nƣớc trƣớc đây dùng nhiều thuốc DDT có hiện tƣợ ng DDT xâm nhậ p vào chu
trình trao đổi chất trong tự nhiên. Mức độ tồn lƣu của một hóa chất BVTV trongmôi trƣờng thƣờng đƣợ c dựa vào thờ i gian bán hủy DT50 (ngày) của nó trong môi
trƣờ ng, chất nào có DT50 càng lớ n thì nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờ ng càng cao
[13],[16],[26].
1.2.1.2. Ảnh hưở ng t ớ i các sinh vật khác
Tính độc vớ i cá, ong mật và chim; ảnh hƣở ng tới thiên địch: hầu hết các loại
thuốc BVTV đều độc đối vớ i cá, ong mật và chim ở mức độ khác nhau. Độ độc đối
vớ i cá đƣợ c biểu thị bằng LD50 (96 giờ đối vớ i cá hồi hoa) là nồng độ gây chết 50%
số cá sau 96 giờ thí nghiệm. Các thuốc BVTV có LD50 < 0,01 mg/l nƣớ c đều có tính
độc hại đối vớ i tôm, cá và nguồn lợ i thủy sản. Thiên địch giữ vai trò quan tr ọng
trong việc khống chế sự phát triển của dịch hại, đƣợ c coi là những sinh vật có ích
cần đƣợ c bảo vệ. Các thuốc diệt côn trùng nói chung đều độc hại đối vớ i các loài
thiên địch [26],[48],[49].
1.2.2. Ảnh hƣở ng của hóa chất BVTV đến sứ c khỏe con ngƣờ i [7][28][30][55]
Hầu hết hóa chất bảo vệ thực vật đều độc với con ngƣời và động vật máu nóng
ở các mức độ khác nhau. Theo đặc tính hóa chất bảo vệ thực vật đƣợ c chia làm hai
loại: chất độc cấ p tính và chất độc mãn tính [28],[30]
- Chất độc cấ p tính: Mức độ gây độc phụ thuộc vào lƣợ ng thuốc xâm nhậ p
vào cơ thể. Ở dƣớ i liều gây chết, chúng không đủ khả năng gây tử vong, dần dần bị
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
Hóa chất bảo vệ thực vật có thể thâm nhập vào cơ thể con ngƣời và động vật
qua nhiều con đƣờng khác nhau; thông thƣờng qua 03 đƣờ ng chính: hô hấ p, tiêu
hoá và tiế p xúc tr ực tiế p. Khi tiế p xúc vớ i hóa chất bảo vệ thực vật, con ngƣờ i có
thể bị nhiễm độc cấ p tính hoặc mãn tính, tùy thuộc vào phạm vi ảnh hƣở ng của
thuốc.
* Nhi ễm độc c ấ p tính: là nhiễm độc tức thờ i khi một lƣợng đủ lớ n hoá chất
bảo vệ thực vật thâm nhập vào cơ thể. Những triệu chứng nhiễm độc tăng tỉ lệ vớ i
việc tiế p xúc và trong một số trƣờ ng hợ p nặng có thể dẫn tớ i tử vong. Biểu hiện
bệnh lý của nhiễm độc cấ p tính: mệt mỏi, ngứa da, đau đầu, lợ m giọng, buồn nôn,hoa mắt chóng mặt, khô họng, mất ngủ, tăng tiết nƣớ c bọt, yếu cơ, chảy nƣớ c mắt,
sảy thai, nếu nặng có thể gây tử vong.
* Nhi ễm độc mãn tính: Là nhiễm độc gây ra do tích luỹ dần dần trong cơ thể.
Thông thƣờ ng, không có triệu chứng nào xuất hiện ngay trong mỗi lần nhiễm. Sau
một thờ i gian dài, một lƣợ ng chất độc lớ n tích tụ trong cơ thể sẽ gây ra các triệu
chứng lâm sàng. Biểu hiện bệnh lý của nhiễm độc mãn tính: kích thích các tế bào
ung thƣ phát triển, gây đẻ non, quái thai, dị dạng, suy giảm trí nhớ và khả năng tậ p
trung, suy nhƣợ c nghiêm tr ọng, ảnh hƣởng đến hệ thần kinh, gây tổn hại cho gan,
thận và não.
1.2.3. Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thự c vật
- Theo thống kê của Tổ chức Lao động Quốc tế ILO [46],[47] trên thế giớ i,
hàng năm có trên 40000 ngƣờ i chết vì ngộ độc rau trên tổng số 2 triệu ngƣờ i ngộ
độc. Tại Việt Nam, con số ngƣờ i bị ngộ độc cũng không nhỏ. Từ năm 1993 - 1998,hàng chục ngàn ngƣờ i bị nhiễm độc do ăn phải rau quả còn dƣ lƣợ ng thuốc tr ừ sâu.
Nặng nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long, năm 1995 có 13000 ngƣờ i nhiễm độc,
trong đó có 354 ngƣờ i chết [11].
- Năm 1990, một thống kê quý của Tổ chức y tế thế giớ i (WHO) cho thấy có
khoảng 25 triệu lao động trong ngành nông nghiệ p bị nhiễm độc hóa chất bảo vệ
thực vật mỗi năm. Cho đến nay, chúng ta vẫn chƣa có những con số ƣớ c tính trên
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
phạm vi toàn cầu, nhƣng hiện có đến 1,3 tỷ lao động trong ngành nông nghiệ p và có
thể hàng triệu ca nhiễm độc hóa chất bảo vệ thực vật vẫn đang xảy ra hàng năm [2].
Năm 2000, Bộ y tế Braxin ƣớ c tính trong một năm nƣớ c này có 300000 ca
nhiễm độc và 5000 ca tử vong do hóa chất bảo vệ thực vật. Trong một nghiên cứu ở
Inđônêxia, 21% trong số các ca liên quan đến hóa chất bảo vệ thực vật có những
dấu hiệu hay triệu chứng về tâm thần, hô hấ p và tiêu hoá. Trong một cuộc khảo sát
của Liên hợ p quốc, 88% nông dân Campuchia sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật đã
từng có triệu chứng nhiễm độc [4].
1.2.4. Tình hình tồn dƣ hóa chất bảo vệ thự c vật trong rau quả [5][7][8][9]
- Theo báo cáo của Cục Bảo vệ thực vật, có 23% số hộ nông dân vi phạm quy
định về sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, dẫn đến tồn dƣ hóa chất bảo vệ thực vật trên
nông sản. Một số loại thuốc tr ừ sâu độc hại đã bị cấm sử dụng nhƣng hiện vẫn có
nhiều ngƣời tìm cách đƣa về nông thôn. Số mẫu rau, quả tƣơi có dƣ lƣợ ng hóa chất
bảo vệ thực vật chiếm từ 30 - 60%, trong đó số mẫu rau, quả có dƣ lƣợ ng hóa chất
bảo vệ thực vật vƣợ t quá giớ i hạn cho phép chiếm từ 4-16%, một số hóa chất bảo vệ
thực vật bị cấm sử dụng nhƣ Methamidophos vẫn còn dƣ lƣợ ng trong rau [7].
- Trong năm 2006, Chi cục bảo vệ thực vật TP Hồ Chí Minh đã kiểm tra 790
mẫu của 52 đơn vị kinh doanh rau an toàn trên địa bàn thành phố, phát hiện 26 mẫu
có dƣ lƣợ ng thuốc tr ừ sâu, chiếm tỷ lệ 3,29%. Nấm rơm Trà Vinh, cần tây, cải thìa,
xà lách xong, rau ngót, bông cải xanh (súp lơ), rau dền, cần... là những loại rau ăn lá
có tỷ lệ dƣ lƣợ ng thuốc tr ừ sâu cao (3,94%). Đặc biệt là tình tr ạng vƣợ t nhiễm thuốc
tr ừ sâu đối vớ i các loại rau củ quả, trái cây nhậ p khẩu từ Trung Quốc. K ết quả kiểm
tra của Chi cục bảo vệ thực vật TP.HCM cho thấy, có 5 trong tổng số 26 mẫu hàngTrung Quốc đƣợ c kiểm tra có k ết quả lƣợ ng thuốc tr ừ sâu tồn dƣ cao, chiếm tỷ lệ
đến 19,23% [46].
- Đầu năm 2009, Cục Bảo vệ thực vật đã lấy 25 mẫu rau và năm mẫu quả tại
các tỉnh phía Bắc (TP Hà Nội và tỉnh Vĩnh Phúc) để kiểm định. K ết quả có 11 mẫu
rau có dƣ lƣợ ng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau. Ở các tỉnh phía Nam,
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
trên 35 mẫu rau và 5 mẫu quả lấy ở TP Hồ Chí Minh, Bình Dƣơng, Tiền Giang, k ết
quả trên 50% mẫu có dƣ lƣợ ng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau [11].
- Tại TP Hồ Chí Minh, trong sáu tháng đầu năm 2009, qua kiểm nghiệm hơn
2200 mẫu rau, quả tại ba chợ đầu mối (Bình Điền, Hóc Môn, Thủ Đức), phát hiện
50 mẫu dƣơng tính (tỷ lệ 2,4%), cao hơn so vớ i cùng k ỳ năm 2008 là 1,3%. Còn tại
Bình Dƣơng, phân tích gần 310 mẫu rau lấy ở các chợ , vùng sản xuất, bếp ăn tậ p
thể trong tám tháng đầu năm 2009 có gần 80 mẫu có dƣ lƣợ ng thuốc bảo vệ thực
vật.
- Trên thế giớ i, tại Ấn Độ, Cuộc điều tra đƣợ c Bộ Nông nghiệ p Ấn Độ tiến
hành trong một năm từ tháng 11 năm 2007 đến tháng 10 năm 2008 trên toàn đấtnƣớ c Ấn Độ. K ết quả là 18% rau và 12% hoa quả nội địa và nhậ p khẩu của Ấn Độ
đều có dƣ lƣợ ng thuốc tr ừ sâu, k ể cả những loại thuốc tr ừ sâu bị cấm, trong đó 4%
lƣợng rau và 2% lƣợ ng hoa quả có dƣ lƣợ ng thuốc tr ừ sâu cao hơn mức cho phép.
Khoảng 18% (664 mẫu) trong tổng số 3648 mẫu rau nhƣ mƣớ p tây, cà chua, bắ p cải
và súp lơ đều có dƣ lƣợ ng thuốc tr ừ sâu. Các loại rau nhƣ bắ p cải, súp lơ và cà chua
có dƣ lƣợ ng thuốc tr ừ sâu lớ n nhất. Các loại thuốc tr ừ sâu tìm thấy trong các loại
quả chủ yếu là chlorpyriphos, monocrotophos, profenophos và cypermethrin [4].
1.2.5. Tác hại của hóa chất BVTV cơ Photpho và giớ i thiệu một số loại hóa chất
BVTV cơ Photpho thƣờ ng dùng
1.2.5.1. Tác hại chung của hóa chấ t BVTV cơ Photpho [9],[10],[28]
Hóa chất BVTV nhóm Photpho đƣợ c dùng r ộng rãi và phổ biến nhất trong các
loại hóa chất BVTV. Các loại thuốc tr ừ sâu thƣờ ng sử dụng là Wofatox (Metyl
* Đườ ng xâm nh ập c ủa hóa ch ấ t BVTV nhóm cơ photpho vào cơ thể :
Hóa chất BVTV nhóm cơ photpho xâm nhập vào cơ thể qua đƣờ ng hô hấ p,
tiêu hóa, da. Sự hấ p thu các hợ p chất cơ photpho ở niêm mạc đƣờ ng tiêu hóa diễn ra
r ất nhanh, chỉ sau vài phút đã xuất hiện các dấu hiệu nhiễm độc. Quá trình hấ p thụ
qua da chậm hơn khoảng sau 2 giờ mớ i bắt đầu có các dấu hiệu của sự ức chế enzim
cholinesteraza, những dấu hiệu này kéo dài 2 ngày.
* Chuy ể n hóa c ủa hóa ch ấ t BVTV nhóm cơ photpho trong cơ thể
- Hóa chất BVTV nhóm cơ photpho dễ tan trong lipit. Chúng đƣợ c hấ p thụ
nhanh chóng vào máu, các dịch thể của tổ chức và đạt đƣợ c nồng độ cao trong các
synap thần kinh trung ƣơng và ngoại vi [46][55]. Hóa chất BVTV nhóm cơ photpho
và các sản phẩm chuyển hóa của nó tậ p trung cao nhất ở gan và đƣợ c thải tr ừ tr ừ
theo đƣờ ng tiết niệu.
- Hóa chất BVTV cơ photpho có thể phân hủy thành những chất ít độc hơn,
những chất này có thể hòa tan vào trong nƣớ c và thải tr ừ qua đƣờ ng tiết niệu.
- Hóa chất BVTV cơ photpho chuyển hóa thành dạng khác, độc hơn, ức chế
enzim cholinesteraza mạnh hơn. Quá trình oxi hóa các hợ p chất cơ photpho đƣợ cthực hiện ở gan, tạo nên axit thiophotphoric và dithiophotphoric. Ngoài ra còn có
quá trình thủy phân nhờ phản ứng photphataza, cacboxyleseraza, cacboxylamiraza
[46][49].
* Cơ chế nh i ễm độc
- Hóa chất BVTV cơ photpho là chất độc đối vớ i nhiều enzym. Nhƣng cơ chế
nhiễm độc chủ yếu là do ức chế hoạt động của enzim cholinesteraza, gây tình tr ạng
tích lũy nhiều chất axetylcholin dẫn đến những r ối loạn nghiêm tr ọng quá trình dẫntruyền ở các synap thần kinh và hƣng phấn quá mức độ hệ thống thần kinh trung
ƣơng. Vì vậy chúng đƣợ c gọi là những chất độc thần kinh.
- Bình thƣờ ng enzim cholinesteraza tác dụng vớ i axetylcholin. Sau khi tác
dụng, enzim cholinesteraza đƣợ c phục hồi nhờ phản ứng thủy phân của hợ p chất
cholinesteraza - axetyl hóa.
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
Monitor là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi r ất khó chịu, bền trong môi trƣờ ngkhô, không bền trong môi trƣờng nƣớ c, axit, kiềm và nhiệt độ cao (> 40oC), ăn mòn
sắt thép, hợ p kim đồng.
Monitor thuộc nhóm độc Ib, LD50 là 30 mg/kg, ADI là 0,004 mg/kg thể tr ọng.
Monitor là chất độc thần kinh, gây nhiễm độc cấ p tính hàng loạt và tác hại mãn tính
đến sức khỏe giống nhƣ parathion và methyl parathion. Ngày nay monitor đã bị cấm
dùng ở nhiều nƣớ c và bị hạn chế hạn sử dụng ở nƣớ c ta.
Monitor đƣợc dùng để tr ừ r ệ p, tr ừ nhện cho rau và cây ăn quả, tr ừ sâu xám,sâu xanh, sâu khoang, sâu tơ … cho rau.
diatomaceous, cột diatomit k ết hợ p vớ i cột C18, cột florisil. Hiệu suất chiết các mẫu
thực phẩm bằng 3 loại cột đều trên 80%. Sau đó, mẫu đƣợc xác định bằng phƣơng
pháp sắc ký khí khối phổ. Chƣơng trình chạy khối phổ đƣợ c chia làm 7 cửa sổ thờ i
gian lƣu và mỗi cửa sổ có từ 10 – 15 mảnh ion con. Giớ i hạn phát hiện của phƣơng
pháp thấ p từ 0,01 – 0,1µg/ml.
1.3.2. Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (PLC)
Phƣơng pháp này rất có hiệu quả trong việc tách các hợ p chất có khối
lƣợ ng phân tử trung bình. Trong phƣơng pháp này, pha tĩnh có độ phân cực lớn hơn
pha động. Pha tĩnh bao gồm silicagel tr ần, silica biến tính phân cực cùng các chất
hấ p thụ r ắn khác nhƣ oxit nhôm, magie silicat… Pha động là các dung môi phân
cực trung bình, không phân cực, không nƣớ c vì chúng có khả năng hòa tan tốt các
chất phân tích. Các detecto k ết hợ p vớ i HPLC bao gồm: detecto UV-VIS, huỳnh
quang, điện hóa, mảng diot quang hoặc k ết hợ p vớ i khối phổ [55].
Các tác giả Hans G.J.Mol, Ruud C.J. Van Dam, Odile M.Steijger [43] đã
tiến hành xác định các hợ p chất thuốc tr ừ sâu nhóm phốt pho phân cực bằng phƣơng
pháp LC/MS/MS. Các chất cần phân tích đƣợ c chiết với ethylacetat, ly tâm và đƣợ clọc qua màng PTFE r ồi tiến hành xác định. Hiệu suất thu hồi đạt 80% đến 105% vớ i
RSD <11%. Giớ i hạn định lƣợ ng 0,01mg/kg và giớ i hạn phát hiện khoảng 0,001
đến 0,004mg/kg.
Tác giả Min Liu, Yuki hashi, Yuanyuan Song và Jin-Ming Lin [56],[57]
đã tiến hành xác định đồng thờ i nhóm cacbamat và nhóm phốt pho hữu cơ trong rau
quả bằng phƣơng pháp LC/MS. Các chất cần phân tích đƣợ c chiết ra khỏi mẫu bằng
acetonitril và làm sạch bằng chất hấ p phụ PSA. Hiệu suất thu hồi nằm trong khoảngtừ 80% đến 110% vớ i RSD <8%. Giớ i hạn định lƣợ ng khoảng từ 0,5 đến 35µg/kg
Tác giả Elvira Grou và cộng sự [36] đã xác định thuốc bảo vệ thực vật
carbamat trong đất và nƣớ c bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao sử dụng
detector UV ở bƣớ c sóng 254nm. Các mẫu nƣớc đƣợ c chiết lỏng lỏng vớ i
diclometan, các mẫu đất đƣợ c làm sạch bằng cột florisil. Dịch chiết đƣợc đem cô
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
quay đến cạn, hòa cặn bằng 1ml metanol và đem đo. Giớ i hạn phát hiện của phƣơng
pháp đối vớ i mẫu nƣớ c từ 0,005 – 0,01µg/g, đối vớ i mẫu đất từ 0,05 - 0,1µg/g.
1.3.3. Phƣơng pháp điện di mao quản Nguyên t ắ c: là dựa trên cơ sở tính chất điện di của các phần tử chất tan (các
ion chất tan, chất phân tích) trong mao quản (đƣờ ng kính 25 - 100 µm ID) trên nền
của dung dịch chất điện giải và có chất đệm pH thích hợp, dƣớ i tác dụng của một từ
trƣờng điện E nhất định đƣợ c cung cấ p bở i một nguồn thế cao một chiều (V: 15 - 40
kV) đặt vào hai đầu mao quản. Nghĩa là CEC là kỹ thuật tách đƣợ c thực hiện trong
mao quản nhờ lực từ trƣờng điện E điều khiển sự tách của các chất. Việc dùng cột
mao quản có nhiều ƣu việt, nhƣ tốn ít mẫu và các hoá chất khác phục vụ cho sự
tách, nhƣng số đĩa hiệu dụng Nef lớ n, sự tách các chất xẩy ra nhanh và hiệu quả cao.
* Cơ chế điện di: Sự điện di của các phần tử chất tan (các ion) trong ống mao
quản là cơ chế di chuyển khác nhau của chất tan (chất phân tích), dƣớ i tác dụng của
lực điện trƣờ ng E nhất định và tính chất của dòng điện di thẩm thấu (Electro-
Osmotic Flow: EOF), trong sự phụ thuộc vào điện tích và kích thƣớ c của chúng.
Kĩ thuật điện di mao quản là một kĩ thuật mới đƣợ c phát triển khoảng hơn 10năm trở lại đây. Đây là một kĩ thuật có thờ i gian phân tích nhanh, tốn ít dung môi và
hóa chất. Việc xác định các hóa chất bảo vệ thực vật bằng thiết bị này vẫn đang
đƣợ c nghiên cứu và chƣa có nhiều loại thuốc tr ừ sâu đƣợc xác định bằng phƣơng
pháp này.
Các tác giả Gordon Ross, Monika Dittmann Agilent Technologies,
Waldbronn, Germany, Thomas Adam thuộc đại học Mainz, Đức [40] đã tiến hành
xác định các herbicides bằng phƣơng pháp CEC. Thiết bị sử dụng của hãng Agilentk ết hợ p vớ i detecto mảng diot. Các dung dịch đệm đƣợ c lọc và làm khô trƣớ c khi sử
dụng. Hình 1.1 mô tả cho quá trình tách của các loại thuốc diệt cỏ.
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
Hình 1.2. Sắc đồ của một số loại thuốc diệt cỏ tách bằng CE
Các tác giả Gordon Ross, Kaho Minoura [41] đã tiến hành xác định các
chất diệt cỏ trên thiết bị CE/MS. K ết quả cho thấy thiết bị tách nhanh và chính xác
các loại thuốc diệt cỏ (hình 1.2). Khảo nghiệm có khả năng tái cho. Độ lặ p lại r ất tốtđối thờ i gian lƣu là 0,14 đến 0,16% RSD và đối vớ i diện tích pic là 4,2% đến 4,5%
RSD. Khoảng tuyến tính từ 0 đến 10mg/ml vớ i r 2 là 0,99928.
Tác giả Xiaoping Wu và cộng sự [65] đã tách và xác định dƣ lƣợ ng
thuốc tr ừ sâu carbamat bằng phƣơng pháp điện di mao quản đẳng áp. Cột mao quản
có đƣờng kính 75µm đƣợ c nhồi hạt ODS 3µm. Pha động bao gồm 30% acetonitril
và 70% dung dịch đệm CH3COONH4 5mM (pH = 6,5) chứa 1mM SDS và 0,01%
trietylamine (TEA). Tại các điều kiện tối ƣu, 10 carbamat đã đƣợ c tách nhanh trong
vòng 20 phút. Các mẫu rau đƣợ c làm sạch qua SPE. Phƣơng pháp có giớ i hạn phát
hiện từ 0,05 - 1,6mg/kg và hiệu suất thu hồi từ 51,3 - 109,2% với độ lệch chuẩn
RSD < 11,4%. Phƣơng pháp đã đƣợ c áp dụng để xác định 10 loại carbamat trong
một số loại rau.
Các tác giả Yugui Tao, Yaoming Wang, Lianbin Ye, Hefei Li, Qiang
Wang (2008) [67] đã sử dụng phƣơng pháp điện di mao quản và phƣơng pháp tốiƣu hóa mặt mục tiêu để phát hiện đồng thờ i của omethoate và dichlorvos. K ết quả
cho thấy các điều kiện tối ƣu cho omethoate và xác định dichlorvos là: pH 7,64;
nồng độ SDS 67,5mM, tách điện áp 19,0 KV.
Khoảng tuyến tính định lƣợ ng 1,0-300 ng/mL omethoate và dichlorvos vớ i hệ số
tƣơng quan tƣơng ứng là 0,9967 và 0,9965.
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
20mV/s (bƣớ c nhảy thế: 5mV, khoảng thời gian 0,25s), biên độ xung 50mV trong
khoảng từ + 0,4V đến + 0,8V. Khoảng tuyến tính của carbaryl từ 5.10-7 đến 10-4M
và của carbofuran từ 5.10-7 – 5.10-5M với độ lệch chuẩn tƣơng đối tƣơng ứng là
1,62 và 1,86%.
1.3.6. Phƣơng pháp sắc ký lớ p mỏng
Sắc ký lớ p mỏng là phƣơng pháp đơn giản, r ẻ tiền, có thể tiến hành ở mọi
phòng thí nghiệm, định tính và bán định lƣợ ng đƣợ c hầu hết các loại hóa chất
BVTV. Bản mỏng để phân tích thuốc BVTV làm bằng thủy tinh phẳng, kích thƣớ c
20x20 cm hay 20x10 cm, đƣợ c r ải lớ p huyền phù silicagel, oxit nhôm, than hoạt
tính v.v … Sấy khô bản mỏng, chấm dịch chiết lên bản mỏng cách mép dƣớ i 1,5
cm. Đợ i bay hết dung môi. Đặt thẳng đứng bản mỏng vào bình chứa dung môi, có
chiều cao lớp dung môi 1cm. Đậy kín bình để phát triển dung môi. Khi dung môi
lan lên cách mép trên bản mỏng 2cm, đƣa ra ngoài chờ bay hết dung môi. Phun lên
bản mỏng thuốc thử để nhận biết chất cần phân tích. Dung môi chạy bản mỏng
thƣờ ng là dung môi hữu cơ hay hỗn hợ p dung môi hữu cơ. Lựa chọn hệ dung môi
thích hợp để các hoạt chất có trong mẫu đƣợ c tách ra khỏi nhau, đƣợc đặc trƣng bằng hệ số chạy R f . Giá tr ị R f là tỉ số chiều cao hoạt chất di chuyển đƣợ c trên bản
mỏng (tính từ tâm vết) so vớ i chiều cao dung môi di chuyển, đặc trƣng cho sự tƣơng
tác giữa hoạt chất - dung môi - chất hấ p phụ. Thông qua giá tr ị R f có thể định tính
và qua diện tích vết để bán định lƣợ ng chất cần phân tích. Để có thể k ết luận chính
xác cần phải chạy 2 đến 3 hệ dung môi khác nhau.
Thuốc thử nhận biết các hóa chất BVTV nhóm clo hữu cơ là dung dịch bạc
pha trong aceton. Sau đó soi bản mỏng dƣới ánh đèn tử ngoại, nhận biết các chấtqua vết màu nâu đen.
Dung dịch p-Nitrobenzylpyridine, Tetraacetylenpentamine, Paladiclorua là
những thuốc thử thông dụng đối vớ i nhóm lân hữu cơ đƣợ c phun lên bản mỏng sau
khi oxi hóa chúng trong hơi benzen.
Có nhiều loại thuốc thử cho nhóm carbamat, những thuốc thử nhạy là: p-
Dinitro diazonium fluoborate pha trong etanol. Sau khi chạy bản mỏng, phun lên
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
một lớ p dung dịch KOH. Các chất carbamat bị thủy phân phản ứng vớ i p-Dinitro
diazonium fluoborate cho các hợ p chất phức huỳnh quang màu hồng.
Ở nƣớc ta, phƣơng pháp sắc ký lớ p mỏng đã đƣợ c áp dụng để phân tích BHC,
Methyl parathion, Dimethoate trong gạo, đậu tƣơng, chè [19],[20],[24].
1.3.7. Xử lý mẫu (các k ỹ thuật chiết, làm sạch và làm giàu hóa chất BVTV)
1.3.7.1. Chiết thông thường :
a, Chiết lỏng - lỏng
Nguyên tắc: Sử dụng dung môi hữu cơ để chiết đối tƣợng phân tích tan trong
dung môi ở nhiệt độ thƣờng những mẫu đã làm nhỏ. Có thể dùng thêm một số tác
nhân bổ trợ nhƣ: lắc cơ học, khuấy trộn siêu tốc, sóng siêu âm ….
Áp dụng và ưu nhược điểm: chiết lỏng - lỏng đƣợc sử dụng phổ biến để chiết
các hóa chất BVTV từ nông sản. Để chiết các hợp chất cơ phốt pho, cơ clo, trong
các mẫu nông sản thƣờng dùng các loại dung môi ít phân cực nhƣ aceton ,
acetonitril, ethyl acetate … Kỹ thuật đơn giản, ít tốn kém. Tuy nhiên là sử dụng
dung môi hữu cơ, ít nhiều ảnh hƣởng đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời.
Tác giả Leoni (1991) [50] đã sử dụng acetonnitril để chiết 7 loại hóa chất bảo vệ thực vật cơ phốt pho trong rau quả. Sasaki (1987) trong báo cáo của mình đã
sử dụng aceton và benzen để chiết các 23 loại OP trong mẫu rau quả. Blaha (1985)
[31] cũng đã sử dụng aceton, methylen clohexan. Leoni (1992) [50] đã dùng aceton
để chiết OP ra khỏi mẫu rau quả.
b , Chiết Soxhlet:
Nguyên tắc: dùng dung môi ở nhiệt độ cao sẽ chiết liên tục và chiết kiệt đối
tƣợng phân tích trong mẫu đã làm nhỏ. Thời gian chiết phụ thuộc bản chất mẫu. Áp dụng và ưu, nhược điểm: một số tác giả đã sử dụng chiết Soxhlet để chiết hóa
chất BVTV trong nông sản [8], chè, dƣợc liệu [24]. Đây là kỹ thuật chiết kinh điển
nhƣng khá hiệu quả. Nhƣợc điểm là thƣờng tốn dung môi hữu cơ và thời gian chiết
dài.
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
parathion, Parathion của hãng Dr. Ehrenstorfer GmbH, Đức.
Methanol
n-hexan
Diclometan
Ete dầu hỏa
Toluen
Na2SO4
NaCl
Nƣớ c cất 2 lần, deion.
2.3. Xây dựng các qui trình xử lý mẫu để phân tích các hóa chất BVTV
2.3.1. Phƣơng pháp lấy mẫu
Áp dụng TCVN 5139 : 2008 và tham khảo thêm quy định của Bộ Nông
nghiệp & Phát triển nông thôn về phƣơng pháp lấy mẫu [3],[18].
Quá trình lấy mẫu dựa vào mục đích của quá trình phân tích để chọn phƣơngthức lẫy mẫu, vận chuyển và bảo quản, đảm bảo mẫu là đại diện . Quá trình phân
tích trở nên không có ý nghĩa và khó lý giải nếu quá trình lấy mẫu không tuân thủ
các nguyên tắc lấy mẫu hoặc sơ xuất trong quá trình lấy mẫu.
Ngƣời phân tích có thể lấy mẫu ngoài cánh đồng hoặc lấy mẫu lô hàng. Nếu
lấy mẫu lô hàng thì mẫu phải đại diện cho một lô hàng. Mục đích của quá trình lấy
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
3.1.1. Chọn điều kiện bơm mẫuDựa vào các tài liệu tham khảo [38],[39],[42],[53],[58],[59] vớ i hệ thống GC
6890 Plus ghép nối vớ i khối phổ MS 5973N (Agilent), để phù hợ p cấu hình máy và
đạt đƣợ c yêu cầu về độ chính xác, độ lặ p lại của thiết bị, phù hợ p vớ i phân tích xác
định dƣ lƣợ ng các hóa chất BVTV trong rau quả ở hàm lƣợ ng vết, chúng tôi chọn
thể tích bơm mẫu là 2 µl, chọn chế độ tiêm không chia dòng (splitless).
Nhiệt độ cổng tiêm đƣợ c lựa chọn là 250oC theo [25],[40],[41],[59] đảm bảo
mẫu có thể phân hủy bở i nhiệt độ. Hơn nữa nhiệt độ buồng bơm quá cao có thể ảnh
hƣởng đến độ bền của đệm cao su (septum) gây hở khí và làm ảnh hƣởng đến độ ổn
định của phƣơng pháp và độ chính xác của k ết quả. Dung môi sử dụng để pha các
mẫu chạy sắc ký đƣợ c chọn là n-hexan do nó có khả năng tăng cƣờng đƣợ c hiệu quả
của hiệu ứng dung môi.
3.1.2. Chọn cột tách
Cột tách góp một phần khá quan tr ọng trong việc quyết định quá trình tách cóđộ phân giải tốt hay không. Để chọn loại cột có pha tĩnh phù hợ p cần căn cứ vào
cấu trúc phân tử và độ phân cực của chất phân tích. Theo các tài liệu
[25],[40],[41],[53],[59] với các đối tƣợ ng cần tách là các hóa chất BVTV nhóm
phốt pho hữu cơ , trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng cột Agilent DB-5ms Ultra
Inert GC Column 15 mm x 0,25 mm x 0,25 µm để nghiên cứu.
3.1.3. Chọn chƣơng trình nhiệt độ của buồng cột
Chƣơng trình nhiệt độ của cột phân tích phụ thuộc vào các yếu tố sau:- Nhiệt độ giớ i hạn trên của cột phân tích
- Nhiệt độ sôi của cấu tử cần phân tích
- Độ phức tạ p của mẫu: số lƣợ ng các cấu tử nhiều hay ít, nhiệt độ sôi xấ p xỉ
hay khác xa nhau.
Theo các tài liệu của hãng sản xuất và các tài liệu tham khảo [8],[11],[25],
[38],[58] chúng tôi chọn chƣơng trình nhiệt độ cho nhóm OP nhƣ trong bảng 3.1
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
3.1.4. Lự a chọn các thông số cho detecto khối phổ MSD 5973N
Theo các thông số cài đặt của nhà sản xuất Agilent và các tài liệu tham khảo
[8],[11],[25],[38],[41],[42],[60] chúng tôi chọn các thông số nhƣ sau: nhiệt độ
nguồn ion 230oC; Năng lƣợng ion hóa Ei 70 eV; Detector gain 1,2 kV; Thời gian
ngắt dung môi 7 phút; Chế độ TIC: quét các ion trong khoảng m/z: 50 đến 550 amu;
Chế độ SIM hoặc SCAN. Nhiệt độ kết nối (interface): 250oC (chúng tôi sẽ khảo sát
ở mục 3.1.6)
3.1.5. Khảo sát tốc độ khí mang Heli
Căn cứ vào tài liệu của hãng Agilent và tài liệu tham khảo [53],[55],[60],
chúng tôi đã tiến hành khảo sát tốc độ khí mang Heli (99.999%) ảnh hƣởng đến thờ igian lƣu và diện tích pic ở các mức 1,0 ml/phút, 1,2 ml/phút và 1,4 ml/phút.
Các hoạt chất thuốc tr ừ sâu cơ phốt pho bao gồm: Thiazinon, Sulfotep,
Phorate, Disulfoton, Methyl parathion và Parathion đƣợ c chọn để khảo sát.
Với các điều kiện đã chọn cho thiết bị GC theo mục 3.1.1 đến 3.1.4 chúng tôi
tiến hành khảo sát vớ i dung dịch hỗn hợ p chuẩn của các OP 1000ppb. K ết quả thu
đƣợc nhƣ trong các hình 3.1 đến 3.5.
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
Bảng 3.2a. Các thông số tối ƣu cho quá trình chạy sắc ký
TT Thông số Chỉ tiêu GC/MS1 Nhiệt độ nguồn ion hóa 230 oC
2 Nhiệt độ bộ phận ghép nối(interface)
250 oC
3 Nhiệt độ detecto 200 oC4 Nhiệt độ cổng bơm mẫu 250 oC5 Thể tích bơm mẫu 2 µl6 Chế độ bơm mẫu không chia dòng7 Khí mang Heli (99,999)
8 Cột tách DB-5MS
15m x 0,25mm x 0,25µm9 Tốc độ dòng khí mang qua cột tách 1,2 ml/phút
10 Chế độ chạy GC SIM và SCAN11 Điện thế detector 1,0 kV12 Áp suất đầu cột 71 kPa
13 Hệ bơm mẫu Tự động hoặc bằng tay
Bảng 3.2b. Chƣơng trình nhiệt độ cho nhóm OP
TT
Nhiệt độ cột GC
(oC)
Tốc độ tăng nhiệt độ
(oC/phút)
Thờ i gian duy trì
(phút)1 70 0 22 150 25 03 250 5 5
3.2. Đánh giá phƣơng pháp phân tích
3.2.1. Khảo sát lập đƣờng chuẩn
Tiến hành khảo sát sự phụ thuộc của diện tích pic sắc ký vào nồng độ của các
hợp chất cơ phốt pho để tìm giới hạn tuyến tính và lập đƣờng chuẩn. Từ dung dịchchuẩn gốc pha một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ từ 50 ppb đến 1500 ppb từ
dung dịch chuẩn gốc 100 ppm và chuẩn trung gian 10 ppm. Các dung dịch chuẩn
đƣợc pha trong n-hexan.
Tiến hành bơm dung dịch hỗn hợp chuẩn OP vào hệ thống GC-MS theo các
điều kiện đã tối ƣu theo mục 3.1 (bảng 3.2a). Tại mỗi nồng độ lặp lại 3 lần, kết quả
thu đƣợc ở bảng 3.3.
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
Trên cơ sở các k ết quả thực nghiệm đã nghiên cứu để xác định dƣ lƣợ ng hóa
chất bảo vệ thực vật nhóm cơ phốt pho trong một số loại rau quả bằng phƣơng phápsắc ký khí khối phổ, chúng tôi đã thu đƣợ c các k ết quả sau:
1. Nghiên cứu và tối ƣu hóa đƣợc các điều kiện chạy sắc ký khí khối phổ nhƣ:
tốc độ khí mang, lò, cột sắc ký, detector.
2. Nghiên cứu và đánh giá đƣợ c khoảng tuyến tính, giớ i hạn phát hiện và giớ i
hạn định lƣợ ng của các chất cơ phốt pho. Độ lặ p lại và độ thu hồi của phƣơng
pháp.
3. Nghiên cứu và đƣa ra điều kiện tối ƣu để chiết tách và làm sạch các hợ p chất
cơ phốt pho trong một số loại rau quả.
4. Đƣa ra quy trình phân tích xác định đồng thời dƣ lƣợ ng hóa chất bảo vệ thực
vật nhóm phốt pho trong một số loại rau quả bằng phƣơng pháp sắc ký khí
khối phổ.
5. Tiến hành phân tích trên 05 mẫu rau quả trên địa bàn Hà Nội và phát hiện mẫu
rau cải xanh có chứa dƣ lƣợ ng Methyl parathion (Vofatox) 0,102 mg/kg nhƣngvẫn dƣớ i mức hàm lƣợ ng tối đa cho phép của WHO/FAO.
Từ các k ết quả thu đƣợ c chúng tôi nhận thấy có thể áp dụng phân tích dƣ
lƣợ ng thuốc tr ừ sâu nhóm cơ phốt pho trong các loại rau quả với độ tin cậy cao.
Đây là một phƣơng pháp có nhiều ƣu điểm trong phân tích các chất nhóm phốt pho
hữu cơ khi k ết hợp đƣợc các phƣơng pháp cổ điển và phƣơng pháp hiện đại.
Ki ế n ngh ị :
Do thờ i gian gấp rút, phƣơng pháp nghiên cứu còn tồn tại một số vấn đề nhƣchƣa đánh giá độ không đảm bảo đo và do điều kiện hạn chế của phòng thí nghiệm
nên chƣa so sánh k ết quả phân tích so với các phƣơng pháp phân tích khác. Vì vậy
trong thờ i gian tớ i, luận văn sẽ tiế p tục hoàn thiện những vấn đề trên và tiến hành
nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp xác định dƣ lƣợ ng thuốc BVTV các nhóm khác
nhƣ clo hữu cơ, cacbamat, pyrethroid….
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
Study on GC/MS (SIM) for determination of carbamate and organonitrogen
pesticides in foods with simple clean-up by SPE method , J. Japan, Vol 4, No. 555. Meggs W. J. (2003), Poisoning with organophosphorous pesticides can cause
sensory and moto, Derpartement of Emergency Medicine, Division of
Toxicology, Brody School of Medicine at East Carolina University, USA,
41(6): 883-6 .
56. Min Liu, Yuki hashi, Yuanyuan Song, Jin - Ming Lin (2005), Simultaneous
determination of carbamate and organophosphorous pesticide in fruits and
vegetables by liquid chromatography - mass spectrometry, Journal of
Chromatography A, 1097: 183-187.
57. Min Liu, Yuki hashi, Yuanyuan Song, Jin-Ming Lin (2006), Determination of
carbamate and organophosphorous pesticide in fruits and vegetables by liquid
chromatography-mass spectrometry dispersive solid phase extraction, China J
Anal Chem, 34(7), pp. 941-945.
58. Philip L. Wylie and Bruce D. Quimby, Agilent Technologies Inc, (1998), A
method used to screen for 567 pesticides and suspected endocrine disrupters,
Application note.
59. Raymon P. W. Scott (2003), Principles and practice of Chromatography, Chrom-
Ed Book series.
8/20/2019 Xác định hợp chất thuốc trừ sâu có phốt pho (OP) trong rau, quả bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ …
60. Sunitha B. Mathew, Ajai K. Pillai, Vinay K (2007), A rapid spectrophotometric
assay of some organophosphorus pesticide residues in vegetable samples,
Spectrochimica Acta Part A 67 (2007) 1430 – 1432.
61. Their & Zeumer (1992), Manual of pesticides residue analysis, Vol. II. Weiheim:
Weiley,VCH, pp. 26-28.
62. Tomlin C. D. S. (2003), The pesticides manual - A world compendium, 13th
edition, Hampshire: British Crop Protectiion Council (BCPC).
63. Turner C.R (1984), Spectrophotometric determination of organophosphorus
pesticides with 4-(4-nitrobenzyl)-pyridine, J. Analyst Chem 99: 343
64.
Wong J.W., Webster M.G., Halverson C. A., Hengel M. J., Ngim K. K., EbelerS.E. (2003), Multiresidue pesticide analysis in wines by solid - phase extraction
and capillary gas chromatography - mass spectrometric detection with selective
ion monitoring , J. Agric. Food Chem 51: 1148-1161.