Luận văn thạc sĩ HUS nghiên cứu đánh giá biến đổi hàm lượng 2,4 d trong quá trình xử lý bằng vật liệu nano titan oxit phủ trên hạt silicagen

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------------

NGÔ THỊ THU HƢƠNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI HÀM LƢỢNG 2,4-D
TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BẰNG VẬT LIỆU NANO
TITAN OXIT PHỦ TRÊN HẠT SILICAGEN

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Hà Nội - Năm 2018

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------------

NGÔ THỊ THU HƢƠNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI HÀM LƢỢNG 2,4-D
TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BẰNG VẬT LIỆU NANO
TITAN OXIT PHỦ TRÊN HẠT SILICAGEN

Chun ngành: Hóa phân tích
Mã ngành: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA HỌC

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn 1:TS. NGUYỄN THỊ KIM DUNG
Ngƣời hƣớng dẫn 2: PGS.TS. NGUYỄN THỊ HUỆ

Hà Nội - Năm 2018

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ: “Nghiên cứu đánh giá biến đổi
hàm lượng 2,4-D trong quá trình xử lý bằng vật liệu nano titan oxit phủ trên hạt
silicagen” là do tôi thực hiện với sự hƣớng dẫn của TS.Nguyễn Thị Kim Dung và
PGS.TS Nguyễn Thị Huệ. Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân,
tổ chức nào. Các kết quả thực nghiệm, số liệu, nguồn thông tin trong luận văn là do
tơi tiến hành, trích dẫn, tính tốn và đánh giá.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tơi đã trình bày
trong luận văn này.

Hà Nội, ngày 05 tháng 9 năm 2018
Học Viên

Ngô Thị Thu Hương

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Huệ và

TS.Nguyễn Thị Kim Dung đã trực tiếp hƣớng dẫn tôi thực hiện luận văn, ngƣời
luôn quan tâm, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tơi hồn thành khóa luận
tốt nghiệp.
Tơi chân thành cảm ơn tập thể cán bộ phịng Phân tích Chất lƣợng Môi
trƣờng-Viện Công nghệ môi trƣờng đã tạo điều kiện tốt nhất về điều kiện, thiết bị
thí nghiệm trong q trình tơi làm thực nghiệm cũng nhƣ có những gợi ý chun
mơn giúp tơi có đƣợc kết quả khoa học.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo khoa Hóa Học, trƣờng Đại học
Khoa Học Tự Nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội đã trang bị cho tơi những kiến thức
chun mơn bổ ích trong thời gian thực hiện khóa học.
Tơi xin chân thành cảm ơn trung tâm đào tạo Sau đại học, trƣờng Đại học
Khoa Học Tự Nhiên đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong q trình học
tập.nghiên cứu và hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 05 tháng 9 năm 2018
HỌC VIÊN

Ngô Thị Thu Hương

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN ...................................................................................... 3
1.1 Hiện trạng sử dụng hóa chất diệt cỏ trên thế giới và Việt Nam ............................ 3
1.2.Tổng quan về 2,4-D............................................................................................... 4
1.2.1. Tính chất lý, hóa học của 2,4-D .................................................................. 4
1.2.2. Cơ chế gây độc của 2,4-D............................................................................ 5

1.3. Các kỹ thuật lấy mẫu, bảo quản, xử lý và phân tích mẫu xác định 2,4-D trong
mẫu nƣớc ..................................................................................................................... 6
1.3.1. Phƣơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ...................................................... 6
1.3.2. Các kỹ thuật xử lý mẫu ................................................................................ 6
1.3.3.Phƣơng pháp phân tích 2,4-D ..................................................................... 10
1.4. Phân hủy 2,4 - D trong môi trƣờng bằng xúc tác quang hóa ............................. 14
1.5.Vật liệu TiO2 và ứng dụng .................................................................................. 15
1.5.1. Cấu trúc tinh thể của TiO2 ......................................................................... 15
1.5.2.Cơ chế xúc tác quang hóa của TiO2............................................................ 17
1.5.3. Tính quang xúc tác của vật liệu nano TiO2 tinh khiết và TiO2 pha tạp N . 19
1.5.4. Ứng dụng nano TiO2 và nano TiO2 pha tạp Nitơ để xử lý 2,4-D trong môi
trƣờng nƣớc ............................................................................................................... 20
1.6. Silicagel (SiO2) - một số tính chất của silicagel................................................. 21
CHƢƠNG 2 - THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 22
2.1. Mục tiêu nghiên cứu và nội dung nghiên cứu .................................................... 22
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 22
2.1.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 22
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................... 22

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


2.2.1. Kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao[7] ...................................................... 22
2.2.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu ......................................................................... 23
2.2.3. Phƣơng pháp xử lý mẫu ............................................................................. 25
2.2.4. Khảo sát quả trình làm sạch mẫu ............................................................... 25
2.2.5. Xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp phân tích ............................... 25
2.2.6. Tính tốn kết quả phân tích ....................................................................... 25
2.3. Phƣơng pháp chuẩn bị vật liệu nano TiO2 phủ trên SiO2 .................................. 26
2.3.1 .Quy trình chế tạo vật liệu nano TiO2/SiO2 và N- TiO2/SiO2 ..................... 26

2.3.2 Hệ thử nghiệm xúc tác quang hóa .............................................................. 28
2.3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu xác định khả năng phân hủy 2,4-D của vật liệu
nano TiO2/SiO2 trong mẫu nƣớc tự tạo ..................................................................... 29
2.4. Các hóa chất, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ..................................................... 29
2.4.1. Hóa chất ..................................................................................................... 29
2.4.2. Thiết bị nghiên cứu .................................................................................... 30
2.4.3. Dụng cụ thí nghiệm ................................................................................... 31
2.4.4. Pha chế dung dịch chuẩn ........................................................................... 31
CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 33
3.1. Tối ƣu hóa các điều kiện chạy sắc kí lỏng hiệu năng cao .................................. 33
3.1.1. Xác định bƣớc sóng phát hiện chất phân tích với detector UV ................. 33
3.1.2. Khảo sát ảnh hƣởng của thể tích mẫu bơm vào cột ................................... 33
3.1.3. Khảo sát tỷ lệ của thành phần pha động .................................................... 35
3.1.4. Khảo sát ảnh hƣởng pH của pha động ....................................................... 38
3.1.5. Khảo sát ảnh hƣởng của tốc độ dòng......................................................... 40
3.2. Đánh giá phƣơng pháp phân tích ....................................................................... 43

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


3.2.1. Độ lặp lại của thiết bị ................................................................................. 43
3.2.2. Xây dựng đƣờng chuẩn.............................................................................. 44
3.2.3.Giới hạn phát hiện(IDL) và giới hạn định lƣợng(IQL) của thiết bị ........... 46
3.2.4. Độ chính xác của thiết bị phân tích ........................................................... 47
3.3.Khảo sát phƣơng pháp xử lý mẫu ....................................................................... 49
3.3.1. Khảo sát dung môi chiết ............................................................................ 49
3.3.2.Tối ƣu hóa q trình làm sạch mẫu ............................................................ 50
3.4. Xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp ........................................................ 55
3.4.1. Đánh giá độ chọn lọc ................................................................................. 55
3.4.2. Đánh giá độ chính xác của phƣơng pháp................................................... 56

3.4.3. Giới hạn phát hiện (MDL) và giới hạn định lƣợng (MQL) của phƣơng
pháp phân tích ........................................................................................................... 60
3.5. Áp dụng quy trình phân tích vào phân tích các mẫu thực tế .............................. 61
3.5.1. Quá trình thu mẫu, bảo quản mẫu ............................................................. 61
3.5.2. Kết quả phân tích mẫu thực ....................................................................... 63
3.6. Đánh giá khả năng xử lý 2,4-D của vật liệu trên hệ thử nghiệm ....................... 63
3.6.1.Thử nghiệm hệ quang xúc tác sử dụng đèn UV ......................................... 63
3.6.2.Thử nghiệm hệ quang xúc tác sử dụng đèn huỳnh quang .......................... 64
3.6.3. Thí nghiệm hệ quang xúc tác sử dụng ánh sáng mặt trời .......................... 66
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 69
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 71

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1 Một số thông tin về 2,4-D ........................................................................................ 4
Bảng 1. 2 Một số thông tin về tinh thể TiO2 dạng anatase và rutile ..................................... 16
Bảng 3. 1 Ảnh hƣởng của thể tích bơm mẫu đến thời gian lƣu và hệ số đối xứng
peak ........................................................................................................................... 34
Bảng 3. 2 Ảnh hƣởng t lê pha động tới độ phân cực, thời gian lƣu,hệ số đối xứng peak .. 37
Bảng 3. 3 Ảnh hƣởng của pH tới thời gian lƣu và hệ số đối xứng peak .............................. 39
Bảng 3. 4 Ảnh hƣởng của tốc độ dòng đến thời gian lƣu và hệ số đối xứng peak .............. 41
Bảng 3. 5 Tóm tắt chƣơng trình sắc kí.................................................................................... 42
Bảng 3. 6 Độ lặp lại thời gian lƣu và diện tích peak của các chất ........................................ 43
Bảng 3. 7 Nồng độ và diện tích peak của 2,4-D .................................................................... 45
Bảng 3. 8 Kết quả đánh giá giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của thiết bị ............ 46
Bảng 3. 9 Độ đúng của các phép đo ở các nồng độ khác nhau............................................. 48
Bảng 3. 10 Hiệu suất thu hồi của các hệ dung môi chiết....................................................... 49

Bảng 3. 11 Ảnh hƣởng của t lệ dung môi rửa giải MeOH/Acetone và MeOH/H2O đến
hiệu suất rửa giải ...................................................................................................................... 51
Bảng 3. 12 Khảo sát độ lặp lại của quá trình rửa giải 2,4-D qua cột .................................... 53
Bảng 3. 13 Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi đối với phƣơng pháp phân tích 2,4-D........ 57
Bảng 3. 14 Hàm lƣợng 2,4-D thu đƣợc sau khi thêm chuẩn của 3 kỹ thuật viên................ 58
Bảng 3. 15 Các dữ kiện thống kê đánh giá độ lặp lại của phƣơng pháp phân tích tiến hành
bởi 3 KTV khác nhau .............................................................................................................. 58
Bảng 3. 16 Các dữ kiện đánh giá độ tái lặp của phƣơng pháp phân tích ............................. 59
Bảng 3. 17 Tính tốn MDL và LOQ của phƣơng pháp phân tích 2,4-D ............................. 60

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1 2,4-Dichlorophenoxyacetic ..................................................................................... 5
Hình 1. 2 Cấu trúc đa diện phối trí của TiO2 và dạng brookite........................................... 16
Hình 1. 3 Tinh thể anatase trong tự nhiên và cấu trúc tinh thể............................................ 16
Hình 1. 4 Tinh thể rutile trong tự nhiên và cấu trúc tinh thể ............................................... 16
Hình 1. 5 Cơ chế của phản ứng quang xúc tác của vật liệu TiO2 khi đƣợc chiếu sáng .... 18
Hình 1. 6 Phổ hấp thụ của TiO2 tinh khiết và TiO2 pha N ở nhiệt độ khác nhau.............. 20
Hình 2. 1 Quy trình chế tạo vật liệu nano TiO2/SiO2 và N- TiO2/SiO2 .......................... 27
Hình 2. 2 Các hạt silicagel trƣớc khi phủ TiO2 (1), hạt silicagel phủ TiO2 (2), ............... 27
Hình 2. 3 Mơ hình hệ thống quang xúc tácTiO2/SiO2 quy mơ phịng thí nghiệm .......... 28
Hình 2. 4 Hình ảnh hệ thử nghiệm quy mơ phịng thí nghiệm ........................................... 28
Hình 3. 1 Phổ hấp thụ UV của 2,4-D……………..… ......... ………………………….. 33
Hình 3. 2 Sắc đồ khảo sát pH pha động……………….… ..... ……………………….. 37
Hình 3. 3 Sắc đồ khảo sát t lệ pha động ACN:H2O (v/v)……….............. ……………..39
Hình 3. 4 Sắc đồ khảo sát tốc độ dòng của pha động……………… ......... …………….41
Hình 3. 5 Sắc ký đồ các nồng đơ 2,4-D khác nhau từ 0,1µg/ml – 10,00 µg/ml................ 45
Hình 3. 6 Đƣờng chuẩn 2,4-D theo diện tích peak .............................................................. 46

Hình 3. 7 Hiệu suất rửa giải theo t lệ dung mơi MeOH/Acetone và MeOH/H2O ........... 53
Hình 3. 8 Sơ đồ tóm tắt quy trình xử lý mẫu ........................................................................ 55
Hình 3. 9 Độ chọn lọc 2,4-D của phƣơng pháp.................................................................... 56
Hình 3. 10 Sơ đồ các vị trí lấy mẫu tại 5 làng Cún Phèo, Piềng Cò, Xăm Khoe, Mai Hịch
và Vạn Mai thuộc huyện Mai Châu, Hịa Bình .................................................................... 62
Hình 3. 11 Khả năng xử lý 2,4-D của các vật liệu với nguồn sáng UV............................. 64
Hình 3. 12 Khả năng xử lý 2,4-D của các vật liệu với nguồn ánh sáng huỳnh quang ..... 66
Hình 3. 13 Khả năng xử lý 2,4-D của các vật liệu với nguồn ánh sáng mặt trời .............. 67

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

HPLC

Tiếng Anh
High Performance Liquid
Chromatography

Tiếng Việt
Sắc kí lỏng hiệu năng cao

UV-VIS

Ultraviolet-visible

Quang phổ hấp thụ phân tử

ACAC

Acetylaceton

Axetyl axeton

ACN

Acetonitrile

Axetonnitril

AC

Acetone

Axeton

DCM

Dichloromethane

Diclomêtan

MeOH

Methanol

Methanol

EtOH

Ethanol

Ethanol

TTIP

Tetraisopropylorthotitanat

Tetraisopropyloctotitanat

DEA

Diethanolamine

Dietanonamin

MB

Methylene blue

Xanh methylene

2,4-D

BTNMT

2,4-dichlorophenoxy acetic
acid

Ministry of Natural Resource
Environment

2,4-D

Bộ Tài nguyên môi trƣờng

HCBVTV

Plant protection chemical

Hóa chất bảo vệ thực vật

MDL

Method detection limit

Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


IDL

Instrumental detection limit

Giới hạn phát hiện của thiết bị

IQL

Instrumental quantitation limit

Giới hạn định lƣợng của thiết bị

MQL

Method quantitation limit

LLE

Liquid–liquid extraction

Chiết lỏng lỏng

SPE

Solid phase extraction

Chiết pha rắn

Giới hạn định lƣợng của phƣơng
pháp

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỞ ĐẦU
Ngày nay sự phát triển kinh tế nông nghiệp đã làm gia tăng các tác động vào
môi trƣờng, làm cho môi trƣờng ngày càng trở nên ô nhiễm hơn và gây ảnh hƣởng
trực tiếp tới sức khỏe con ngƣời. Đặc biệt việc sử dụng hóa chất trong nơng nghiệp,

nhất là thuốc trừ cỏ đang là một trong những nguyên nhân gây ra những tác động
xấu đến đời sống.
2,4-D (2,4-Dicholorophenoxyacetic) là một loại thuốc diệt cỏ tán rộng đƣợc
tổng hợp từ các auxin. Hiện nay 2,4-D đƣợc sử dụng trong những hỗn hợp pha trộn
với các thuốc diệt cỏ khác có vai trị nhƣ một chất tăng cƣờng tác dụng diệt cỏ bảo
đảm năng suất và giảm thiểu tác hại đến cây trồng.
Để diệt cỏ dại, ngƣời dân đã phun trực tiếp chúng vào cỏ. Mức độ phân hủy
sinh học của 2,4-D rất thấp và do sử dụng quá liều lƣợng và tràn lan nên đã gây hậu
quả lớn đến chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt và đất. Khi phun trên kênh mƣơng,
hoạt chất tan theo nƣớc, chảy đến nơi khác và tích tụ trong thủy sinh và đất. Hoạt
chất trong thuốc trừ cỏ là loại cực độc song ch hấp thụ trong cây trồng một lƣợng
nhỏ, còn lại thấm vào đất và hòa tan vào nƣớc. Một số vùng núi nhƣ Hịa Bình, Hà
Giang ngƣời dân vẫn sử dụng nguồn nƣớc suối, sông là nguồn nƣớc chủ yếu cho
mục đích sinh hoạt, ăn uống, do vậy khơng tránh khỏi sự ảnh hƣởng của các loại
hóa chất này đến sức khỏe con ngƣời gây các bệnh hiểm nghèo, ung thƣ.
Từ thực trạng trên, đề tài nhận thấy việc phân tích, xác định chính xác nồng độ
2,4-D và xác định sự thay đổi nồng độ của nó trong mơi trƣờng là rất cần thiết nhằm
đƣa ra đƣợc mức độ ảnh hƣởng của 2,4-D tới môi trƣờng sống của ngƣời dân. Để
phân tích chính xác nồng độ 2,4-D trong mơi trƣờng, các phƣơng pháp HPLC, GC,
LC/MS, LC/MS/MS đã đƣợc sử dụng. Tuy nhiên trong những năm gần đây, phƣơng
pháp HPLC là phƣơng pháp tối ƣu nhất để phân tích hàm lƣợng 2,4-D trong môi
trƣờng nƣớc và đất. Phƣơng pháp này đã khắc phục đƣợc một số khó khăn mà một
số phƣơng pháp khác gặp phải nhƣ các hợp chất không bền nhiệt và các hợp chất có
tính chất hóa học tƣơng tự nhau. Do đó đề tài sử dụng phƣơng pháp HPLC cho quá
trình nghiên cứu
1

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

Để xử lý các hóa chất bảo vệ thực vật nói chung và hóa chất diệt cỏ nói riêng,
các cơng nghệ xúc tác, hấp phụ, sinh học đã đƣợc sử dụng. Tuy nhiên các phƣơng
pháp này sau xử lý thƣờng để lại sản phẩm phụ khơng mong muốn, chi phí đầu tƣ
lớn. Để tránh đƣợc vấn đề này, phƣơng pháp oxi hoá quang hoá sử dụng vật liệu
nano TiO2 đƣợc tập trung nghiên cứu, TiO2 có thể quang hóa hồn tồn các chất
đến sản phẩm cuối cùng, khơng độc hại, chi phí đầu tƣ và vận hành thấp và cho
hiệu quả cao.
Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu đánh giá biến đổi hàm lượng 2,4-D trong
quá trình xử lý bằng vật liệu nano titan oxit phủ trên hạt silicagen” đƣợc nghiên
cứu và thực hiện.
Nội dung chính của đề tài:
+ Khảo sát, tối ƣu hóa thiết bị HPLC cho phép phân tích 2,4-D trong nƣớc.
+ Tối ƣu hóa q trình xử lý xử lý mẫu 2,4-D
+ Phân tích xác định hàm lƣợng 2,4-D, xây dựng đƣờng chuẩn, quy trình
phân tích 2,4-D trong môi trƣờng nƣớc.
+ Sử dụng vật liệu TiO2 để xử lý 2,4-D với mẫu nƣớc tự tạo có chứa 2,4-D
trên hệ thử nghiệm đã chế tạo, đánh giá tính chất đặc trƣng cấu trúc vật liệu
+ Đánh giá khả năng xử lý 2,4-D của hệ thử nghiệm trong các điều kiện khác
nhau.

2

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN
1.1 Hiện trạng sử dụng hóa chất diệt cỏ trên thế giới và Việt Nam
Hóa chất diệt cỏ ở nƣớc ta phần lớn đƣợc nhập khẩu hoặc bán ủy quyền,
đóng gói rồi bán ra thị trƣờng cho nơng dân. Việt Nam nhập khẩu các hóa chất này
từ các nƣớc: Đức, Nhật, Thụy Sĩ, Mỹ, Ấn Độ, Đài Loan, Singapo, Thái Lan và

Malaixia và phần lớn từ các cơng ty hóa chất lớn nhƣ Syngenta, Mosanto, Baier,
Du-pont, v.v. Lƣợng thuốc trừ cỏ tại Việt Nam đang tăng quá nhanh, danh mục
thuốc trừ cỏ đƣợc phép sử dụng đến năm 2013 đã lên tới 1,643 hoạt chất, trong khi
các nƣớc trong khu vực ch có khoảng từ 400 đến 600 loại hoạt chất nhƣ Trung
Quốc 630 loại, Thái Lan Malaysia 400-600 loại[6].
Theo báo cáo Bộ Tài Nguyên Môi Trƣờng cho biết, nếu nhƣ trƣớc năm 1985
khối lƣợng thuốc trừ cỏ dùng hàng năm khoảng 6.500 - 9.000 tấn thì trong 03 năm
gần đây hàng năm Việt Nam nhập và sử dụng từ 70.000 - 100.000 tấn, tăng gấp hơn
10 lần. Hầu hết thuốc trừ cỏ tại Việt Nam đều phải nhập khẩu từ nƣớc ngoài. Từ
năm 2006 đến nay, Việt Nam nhập khẩu bình quân trên 70.000 tấn thành phẩm hàng
năm với trị giá từ 210 - 774 triệu USD. Trên 90% thuốc trừ cỏ đƣợc nhập khẩu từ
Trung Quốc[6]. Bên cạnh đó, cịn có một lƣợng lớn thuốc trừ cỏ nhập lậu chƣa kiểm
soát đƣợc. Qua những con số trên có thể thấy Việt Nam là một trong số những nƣớc
có lƣợng tiêu thụ thuốc bảo vệ thực vật rất lớn. Mới đây ngày 8/2/2017, Bộ trƣởng
Bộ NNPTNT đã ký, ban hành Quyết định số 278/QĐ-BNN - BVTV về việc loại bỏ
thuốc BVTV chứa hoạt chất 2,4D ra khỏi danh mục thuốc BVTV đƣợc phép sử
dụng ở Việt Nam
Hóa chất diệt cỏ đƣợc sử dụng trong hầu hết các hoạt động nông nghiệp nhƣ
trồng lúa, ngô, khoai, sắn, v.v[1]. Khơng thể phủ nhận là hóa chất trừ sâu bệnh, nấm
và diệt cỏ có vai trị quan trọng trong việc bảo đảm năng suất cây trồng, giảm thiểu
công lao động cho nông dân nhƣng việc lạm dụng, phụ thuộc và dùng sai cách, sai
liều lƣợng hóa chất trừ sâu bệnh, nấm và diệt cỏ là một thực tế diễn ra phổ biến hiện
nay trong trồng trọt, đặc biệt khi ngƣời nơng dân dùng các loại hóa chất có độ độc
cao. Theo điều tra mới đây của các tổ chức phi chính phủ đã phát hiện tại 3 t nh Phú
3

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Thọ, Nam Định và An Giang về dƣ lƣợng hóa chất diệt sâu, bệnh, nấm và diệt cỏ

trong đất, nƣớc do ngƣời dân dùng hỗn hợp nhiều loại thuốc có cùng hoạt chất để
phun 1 lần thay vì phải phun thành nhiều lần trong đợt. Từ ô nhiễm đất, nƣớc trên
bề mặt khi dùng quá nhiều trong thời gian dài sẽ dẫn tới ô nhiễm nguồn nƣớc dƣới
đất.
1.2.Tổng quan về 2,4-D
1.2.1. Tính chất lý, hóa học của 2,4-D
2,4-D là tên gọi tắt của Dichlorophenoxyacetic acid có cơng thức hóa học là
C8H16Cl2O3, cơng thức cấu tạo đƣợc thể hiện ở hình 1.1
2,4-D có khối lƣợng phân tử 221,04g/mol, ở dạng tinh khiết 2,4-D dạng bột
có mầu trắng đến mầu vàng. Đây là chất vơ cơ khó chuyển hóa, mức độ tồn dƣ
trong sản phẩm cao. Nhiệt độ nóng chảy là 140,50C và nhiệt độ bay hơi là 1600C. Ở
nhiệt độ 250C 2,4-D có thể đƣợc hịa tan tới hàm lƣợng 900mg/L.
Bảng 1. 1 Một số thơng tin về 2,4-D
Cơng thức hóa học

2,4- (Cl2)C6H3OCH2COOH

Khối lƣợng phân tử

221,04 g/mol

Khả năng hòa tan

0,9 g/L (250C)

Nhiệt độ nóng chảy

134-1370C

Mật độ

1,42 g/cm3 (250C)

Mật độ số lƣợng lớn

720 Kg/m3

Điểm sôi

1600C (0,53hPa)

4

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Hình 1. 1 2,4-Dichlorophenoxyacetic
1.2.2. Cơ chế gây độc của 2,4-D
2,4-D là một auxin tổng hợp, đƣợc thẩm thấu qua lá sau đó di chuyển vào bộ
phận sinh trƣởng của tế bào thực vật, kích thích q trình phát triển của thực vật.
Ngƣời ta dùng 2,4-D ở nồng độ 5-10ppm, nhƣng 2,4-D ở nồng độ cao lại là chất
diệt cỏ. Khi là chất diệt cỏ nó lại có tác dụng phá hoại các màng tế bào và màng
sinh chất, ức chế quang hợp, xáo trộn quá trình sinh trƣởng, ngừng trệ quá trình
phân bào, ngăn cản các quá trình tổng hợp của cỏ, cịn cây trồng khác khơng bị hại
Thuốc trừ cỏ hoạt chất 2,4 D (trong danh mục thuốc bảo vệ thực vật đƣợc
phép sử dụng ở Việt Nam có 21 tên thƣơng mại nhƣ AD 600DD, Anco 720DD,
Rada 80WP) thƣờng sử dụng ở dạng muối Natri(Na), amine và ester. Muối 2,4-D
dimethyl amine độc với mắt, xếp vào nhóm độc I, các 2,4-D khác xếp vào nhóm
độc II. Về độ độc cấp tính đối với động vật máu nóng, trị số LD50( liều lƣợng ít
nhất có thể gây chết tức thời 50% số cá thể đối với chuột) của 2,4-D là 699mg/Kg,

muối Na là 500-805mg/Kg, muối Dimethyl amine là 949mg/Kg, các ester khác là
896mg/Kg. Dƣ lƣợng tối đa cho phép của 2,4-D mà không gây hại đến cơ thể ngƣời
và vật nuôi khi ăn hạt lúa là 0,5mg/Kg. Thời gian cách ly của 2,4-D đƣợc quy định
từ ngày phun thuốc lần cuối đến ngày thu hoạch đối với hạt lúa là 42 ngày …
Trong các sản phẩm 2,4-D thƣờng có Chlorophenol không đƣợc tổng hợp hết
(gọi là phenol tự do) tạo nên mùi nặng khó chịu của 2,4-D. Trong tự nhiên,
chlorophenol tồn tại tƣơng đối lâu và có thể chuyển hóa thành chất Dioxin. Chất
Dioxin có khả năng kích thích tế bào ung thƣ phát triển, gây đột biến tế bào và dị
dạng cơ thế ngƣời và động vật máu nóng[1]. Theo quy định của tổ chức y tế thế
giới, hàm lƣợng chlorophenol trong các chế phẩm 2,4-D dùng trong nông nghiệp
5

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


không đƣợc vƣợt quá 0,3% (3g/Kg). Con ngƣời hấp thụ 2,4-D thơng qua đƣờng tiêu
hóa : ăn các thực phẩm có chứa 2,4-D hoặc uống nƣớc tại vùng bị nhiễm 2,4-D, khi
vào cơ thể 2,4-D tấn công các tế bào gan, thận, cơ và não[2].
1.3. Các kỹ thuật lấy mẫu, bảo quản, xử lý và phân tích mẫu xác định 2,4-D
trong mẫu nƣớc
1.3.1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
Phƣơng pháp lấy và bảo quản mẫu phải đảm bảo các yếu tố: tính đại diện cho
đối tƣợng đƣợc đánh giá ô nhiễm, loại bỏ các yếu tố nhiễm bẩn (nhiễm bẩn chéo,
nhiễm bẩn từ dụng cụ lấy và bảo quản mẫu và nhiễm bẩn từ môi trƣờng), không làm
thay đổi các đặc tính lý hóa của mẫu, bảo vệ mơi trƣờng và an tồn cho ngƣời lấy
mẫu. Do đó, phƣơng pháp lấy và bảo quản mẫu trong báo cáo này đƣợc thực hiện
dựa trên TCVN 6663-6:2008 (ISO 5667-6:2005) đối với lấy mẫu ở sông và suối,
bảo quản theo TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003).
Mẫu đƣợc bảo quản tốt nhất ở điều kiện lạnh (5°C) ngay sau khi lấy mẫu và
trong suốt q trình vận chuyển mẫu đến phịng thí nghiệm. Để mẫu có điều kiện

bảo quản tốt nhất trong thời gian vận chuyển về phịng thí nghiệm, tồn bộ các mẫu
đƣợc thu thập tại các địa điểm đƣợc bảo quản trong thùng chứa mẫu chun dụng
của hãng Coleman có đá khơ (carbon dioxide rắn) và dán nhãn đầy đủ.
1.3.2. Các kỹ thuật xử lý mẫu
Trong q trình phân tích mẫu, xử lý mẫu là khâu hết sức quan trọng ảnh
hƣởng lớn đến độ chính xác của kết quả phân tích. Xử lý mẫu không triệt để dễ gây
mất mẫu. Trong xác định hàm lƣợng các chất trừ sâu diệt cỏ, các kỹ thuật xử lý mẫu
hay áp dụng nhƣ kỹ thuật chiết và tách chiết trong phân tích sắc kí.
Để tách đƣợc chất cần phân tích ra khỏi nền mẫu, các dung mơi đƣợc sử
dụng phải có tính chất phù hợp với chất cần phân tích. Do đó, ngƣời ta thƣờng sử
dụng một hỗn hợp dung mơi để tối đa hóa đƣợc lƣợng chất phân tích có thể tách
chiết, giảm độ nhiễu của đƣờng nền và tăng khả năng định lƣợng của phép phân
tích. Một số kỹ thuật hiện hay dùng để tách các chất hữu cơ thuộc nhóm trừ sâu diệt
6

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


cỏ là: kỹ thuật chiết lỏng lỏng, kỹ thuật chiết pha rắn, kỹ thuật chiết Soxhlet, chiết
bằng rung lắc cơ học, kỹ thuật chiết lỏng áp suất cao, kỹ thuật chiết vi sóng, kỹ
thuật chiết siêu âm, kỹ thuật chiết lỏng siêu tới hạn, kỹ thuật pha lỗng dung mơi,…
Tuy nhiên, trong xác định hàm lƣợng các chất trừ sâu diệt cỏ từ nền mẫu nƣớc, các
kỹ thuật xử lý mẫu thƣờng đƣợc áp dụng là kỹ thuật chiết lỏng lỏng và chiết pha rắn
trong phân tích sắc kí.
Kỹ thuật chiết bằng rung lắc cơ học
Kỹ thuật rung lắc cơ học tận dụng sự xốy trộn của dịng dung mơi để gia
tăng sự tƣơng tác của nền mẫu với dung mơi chiết sử dụng, từ đó chất phân tích có
thể đƣợc chiết triệt để vào dung môi. Phƣơng pháp này yêu cầu thời gian phân tích
dài do tốc độ máy lắc thƣờng không cao.
Kỹ thuật chiết bằng siêu âm

Sử dụng năng lƣợng của sóng siêu âm đƣợc cung cấp từ thiết bị để chiết mẫu
cũng hay đƣợc áp dụng. Năng lƣợng của sóng siêu âm có tác dụng phá vỡ cấu trúc
ban đầu của mẫu, cắt đứt liên kết giữa chất phân tích và nền mẫu, phân bố lại chúng
vào dung môi hữu cơ chiết sử dụng. Kỹ thuật chiết này thƣờng áp dụng với một số
chất phân tích bền nhƣ chlorobenzen, PCBs, PBDE…và không nên áp dụng đối với
đối tƣợng nhƣ thuốc trừ sâu cơ photpho, chất hữu cơ dễ bay hơi
Kỹ thuật chiết lỏng siêu tới hạn
Phƣơng pháp chiết này đƣợc sử dụng trong quá trình chiết tổng hidrocacbon
trong dầu mỏ, PAHs, PCBs và thuốc trừ sâu nhóm clo hữu cơ từ nền mẫu rắn chẳng
hạn nhƣ đất, bùn và chất thải. Kĩ thuật chiết lỏng siêu tới hạn (SFE) sử dụng CO2
(có hịa lẫn một lƣợng rất nhỏ dung mơi chiết) để tách chất phân tích ra khỏi nền
mẫu, phân bố vào dung mơi chiết sau đó. Phƣơng pháp chiết SFE tự động và cho
thời gian chiết tƣơng đối nhanh. Tuy nhiên, phƣơng pháp này bị giới hạn bởi số
lƣợng chất phân tích có thể áp dụng và các thiết bị đắt tiền của phƣơng pháp, kích
thƣớc mẫu sử dụng phải đủ nhỏ để sử dụng phƣơng pháp.
Kỹ thuật chiết lỏng áp suất cao
7

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Phƣơng pháp chiết lỏng áp suất cao đƣợc sử dụng để chiết các chất hữu cơ
không bay hơi hoặc bán bay hơi từ nền mẫu rắn chẳng hạn nhƣ đất, bùn khô và các
chất thải rắn khác. Mẫu rắn đƣợc nghiền nhỏ, sau đó trộn đều với Na 2SO4 khan, hỗn
hợp này đƣợc chuyển toàn bộ vào buồng chiết mẫu và đƣợc chiết liên tục dƣới áp
suất cao bầng các lƣợng nhỏ dung mơi. Dịch chiết sau đó đƣợc gộp lại và làm giàu,
chuyển dung môi nếu cần thiết. Phƣơng pháp chiết lỏng áp suất cao là phƣơng pháp
chiết mẫu nhanh với hiệu suất chiết cao, lƣợng dung môi sử dụng nhỏ nhƣng không
đƣợc ứng dụng rộng rãi do giá thành của thiết bị chiết cao.
Kỹ thuật chiết lỏng lỏng (LLE)

Nguyên tắc: Phƣơng pháp dựa trên cơ sở sự phân bố của chất phân tích vào
hai pha lỏng (2 dung môi) không trộn lẫn đƣợc vào nhau ( trong hai dung mơi này
có thể một dung mơi có chứa chất phân tích) đƣợc để trong một dụng cụ chiết nhƣ
phễu chiết, bình chiết.
Điều kiện chiết:
-

Dung mơi chiết phải tinh khiết cao để khơng làm nhiễm bẩn thêm các
chất phân tích vào mẫu.

-

Dung mơi chiết phải hịa tan tốt các chất phân tích, nhƣng lại khơng
hịa tan tốt với các chất khác có trong mẫu.

-

Hệ số phân bố của hệ chiết phải lớn để cho sự chiết đƣơc triệt để.

-

Cân bằng chiết nhanh đạt đƣợc và thuận nghịch để giải chiết đƣợc tốt

-

Phải chọn mơi trƣờng pH thích hợp

-

Phải lắc hay trộn đều mạnh để quá trình chiết xảy ra đƣợc tốt

-

Phải thực hiện trong nhiệt độ phù hợp và giữ khơng đổi trong cả q
trình

Ưu và nhược điểm của phương pháp chiết:
-

Dùng đƣợc cho cả chiết phân tích và sản xuất tách chiết lƣợng lớn

-

Lấy riêng biệt chất phân tích, loại đƣợc các chất ảnh hƣởng nhất là
chất nền của mẫu
8

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


-

Thích hợp cho làm giàu lƣợng nhỏ chất phân tích

-

Phục vụ cho cả chiết các chất vô cơ và các chất hữu cơ

-

Sản phẩm chiết phù hợp đƣợc cho nhiều phƣơng pháp phân tích

-

Hệ số chiết thƣờng cao và ổn định

-

Tuy nhiên với những mẫu có thành phần nền phức tạp xuất hiện
nhũ tƣơng sau khi lắc chiết, gây khó khăn trong việc tách pha
thành 2 lớp

-

Giá thành phƣơng pháp tăng

-

Thƣờng tạo ra nhiều tạp chất hơn trong dung dịch chiết

-

Ch thích hợp sử dụng ở quy mơ phịng thí nghiệm

Kỹ thuật chiết pha rắn (SPE)
Nguyên tắc: Phƣơng pháp là quá trình phân bố chất tan giữ hai pha lỏngrắn, pha rắn có thể là hạt silicagel, các polymer hữu cơ hoặc các loại nhựa trao đổi
ion hay than hoạt tính. Q trình chiết có thể thực hiện ở điều kiện tĩnh hay động.
Các chất bị giữ lại trên pha rắn có thể đƣợc tách ra bằng cách rửa giải với dung mơi
thích hợp. Thơng thƣờng, thể tích cần thiết để rửa giải hồn tồn chất phân tích ln
nhỏ hơn rất nhiều so với thể tích dung dịch mẫu ban đầu, vì thế mẫu cần đƣợc làm

giàu.
Điều kiện chiết:
-

Pha rắn hay chất chiết (dạng cột chiết hay đĩa chiết) phải có tính chất
hấp thụ hay trao đổi chọn lọc với một chất, hay một nhóm chất phân
tích nhất định, tức là tính chọn lọc của pha tĩnh chiết.

-

Các chất chiết và dung mơi rửa giải phải có độ sạch cao theo yêu cầu
của cấp hàm lƣợng phân tích.

-

Hệ số phân bố nhiệt động Kfb của cân bằng chiết phải lớn, để có đƣợc
hiệu suất chiết cao.

-

Q trình chiết phải xẩy ra nhanh và nhanh đạt cân bằng, nhƣng
khơng có tƣơng tác phản ứng hoá học làm mất hay hỏng pha rắn và
chất phân tích.
9

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


-

Q trình chiết phải có tính thuận nghịch, để cịn có thể rửa giải đƣợc
tốt chất phân tích ra khỏi pha chiết bằng một pha động phù hợp.

-

Không làm nhiễm bẩn thêm chất phân tích trong q trình chiết bởi
bất kỳ từ nguồn nào.

-

Sự chiết phải đƣợc thực hiện trong điều kiện nhất định phù hợp, phải
lặp lại đƣợc tốt và tất nhiên là càng đơn giản dễ thực hiện thì càng tốt.

Ưu và nhược điểm của phương pháp chiết:
-

Có tính chọn lọc đối với một nhóm hợp chất phân tích

-

Cân bằng chiết nhanh đạt đƣợc và có tính thuận nghịch

-

Thích hợp cho mẫu lƣợng nhỏ và phân tích lƣợng vết các chất

-

Thao tác đơn giản và nhanh hơn các kỹ thuật chiết khác

-

Trong q trình chiết ln ln có cả sự làm giầu chất phân tích

-

Chất chiết pha rắn không đắt

-

Tuy nhiên nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là tốn rất nhiều mẫu

-

Độ chọn lọc không cao đối với một chất phân tích

Do điều kiện phịng thí nghiệm và các ƣu điểm của phƣơng pháp chiết lỏng
lỏng nhƣ độ ổn định cao, độ lặp lại tốt, chi phí thấp, thao tác thực hiện đơn giản nên
đề tài đã chọn phƣơng pháp chiết lỏng lỏng là phƣơng pháp xử lý mẫu cho q trình
nghiên cứu
1.3.3.Phương pháp phân tích 2,4-D
Trên thực tế các nhóm chất diệt cỏ phenoxyaxetic axit và các dẫn xuất của nó
đƣợc phân tích định lƣợng bằng hai phƣơng pháp chính đó là sắc kí lỏng hiệu năng
cao (HPLC) hoặc sắc kí khí sử dụng các detecto tử ngoại (UV), nhiệt phun (TS),
khối phổ (MS), hoặc là cộng kết điện tủ (ECD). Phân tích đƣợc các chất trong nhóm
này có quy trình khá phức tạp. Chất phân tích thƣờng phải đƣợc chiết ra từ nền bằng
các phƣơng pháp nhƣ chiết lỏng lỏng, chiết pha rắn….Sau đó đƣợc loại tạp chất, rồi
cơ về thể tích nhỏ và đƣa vào phân tích[11].
Phƣơng pháp sắc kí khí
10

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Phƣơng pháp phân tích 2,4-D bằng thiết bị sắc kí khí dùng detector cộng kết
điện tử (ECD). Nguyên tắc hoạt động của detector cộng kết điện tử (ECD) là: Đầu
dò bao gồm một nguồn ion hóa chƣa nguồn phóng xạ (Ti3H, Sc3H ƣa chuộng nhất
là 63Ni) phát ra tia β. Trong q trình phân tích, dịng khí N2 hay Ar đi vào trong tế
bào nơi đó có chứa khí đƣợc ion hóa bởi tia β và giải phóng ra các điện tử tự do, do
vậy ln có dịng điện cố định gọi là dòng chuẩn. Đầu dò ECD là đầu dò chọn lọc
nhạy đối với các hợp chất chứa nguyên tố có độ âm điện lớn nhƣ: O, N, F, Cl, S hay
những nhóm chức có độ âm điện lớn –NO2, -CN… Đây là loại đầu dò phổ biến để
xác định các hợp chất thuốc trừ sâu hữu cơ và các hợp chất chứa halogen trong mẫu
môi trƣờng, mẫu nông thủy hải sản, mẫu thực phẩm chế biến[5].
Chất diệt cỏ 2,4-D trong rau quả đã đƣợc phân tích bằng phƣơng pháp sắc kí
khí theo TCVN 8322:2010 đạt hiệu suất thu hồi từ 70-110%, giới hạn định lƣợng
của phƣơng pháp là 0,01mg/kg.
Tác giả Lê Văn Nam[8] đã phân tích dƣ lƣợng thuốc trừ có 2,4-D trong nƣớc
biển bằng phƣớng pháp sắc kí khí cho hiệu suất thu hồi từ 73-75%, giới hạn phát
hiện và giới hạn định lƣợng đƣợc là 0,017µg/L và 0,056µg/L.
Rana Jit Purkayastha[23] đã sử dụng phƣơng pháp phƣơng pháp sắc ký khí
với detector bắt điện tử để xác định đồng thời 2,4-D, 2,4,5-T trong đất và nƣớc đạt
độ thu hồi cao, độ nhạy từ 0,03 – 0,05 ppm.
Tác giả Smith AE[25] đã phân tích hàm lƣợng 2,4-D trong lúa mì bằng
phƣơng pháp sắc ký khí sử dụng detector ECD đạt hiệu quả cao, khi thử nghiệm
mẫu liên phòng cho độ chụm từ 83 – 88%.
Phƣơng pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao
Chất diệt cỏ 2,4-D trong nƣớc đã đƣợc phân tích bằng phƣơng pháp sắc ký
lỏng hiệu năng cao theo USEPA(2007)-Method 8321B với hiệu suất là 91-103% và
độ lệch chuẩn là 6% với n bằng 7. Phƣơng pháp này cịn dùng để phân tích các chất

khác trong nhóm trừ cỏ phenolxyacetic axit.
Ngồi ra các nhóm chất phenolxyacetic axit trong cả hai đối tƣợng đất và
11

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


nƣớc cũng đƣợc phân tích bằng phƣơng pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao sử dụng
detector tử ngoại (UV) hoặc nhiệt phun, hoặc khối phổ theo TCVN 6134 : 2009.
Phƣơng pháp này hoàn toàn tƣơng đƣơng với Method 8321B của cơ quan bảo vệ
môi trƣờng Hoa Kỳ. Ở phƣơng pháp này, mẫu nƣớc đƣợc chiết bằng dung môi
dietyl ete sau đó đƣa về dung mơi acetonnitril trƣớc khi chạy máy. Phƣơng pháp có
độ thu hồi từ 90 đến 103%, với độ chụm từ 17 đến 31%, giới hạn phát hiện xác định
đƣợc đối với 2,4-D là 0,29mg/L.
Trong nghiên cứu công bố năm 1981, tác giả Craig W.Vaughan và các đồng
nghiệp[26] đã phân tích nhanh 2,4-D trong nƣớc bằng phƣơng pháp HPLC/UV sau
khi chiết chất phân tích ra khỏi nền mẫu bằng phƣơng pháp chiết lỏng lỏng sử dụng
dung môi methylene chloride. Phƣơng pháp có độ thu hồi tốt nằm trong khoảng từ
91-120%.
Các tác giả Cristina Aprea, Gianfranco Sciarra, Nanda Bozzi, and Liana
Lunghini[13] đã nghiên cứu phân tích hàm lƣợng 2,4-D trong mẫu nƣớc tiểu của
con ngƣời bằng phƣơng pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) sử dụng dung mơi
chiết là Dichloromethane với giới hạn phát hiện là 0,015mg/L. Độ chụm của
phƣơng pháp trong khoảng 7,2-8,3% và hiệu suất thu hồi trong khoảng 81,4-85,3%.
Năm 2015 các tác giả Vũ Bình Dƣơng, Phạm Văn Hiển[12] đã nghiên cứu
xây dựng thành công phƣơng pháp định lƣợng tồn dƣ acid 2,4-Dichlorophenoxy
acetic trong ch thực bằng sắc kí lỏng hiệu năng cao.
Năm 2018 Chen, XiaoZhang và các cộng sự[15] đã sử dụng phƣơng pháp
sắc kí lỏng hiệu năng cao kết hợp detector UV để xác định hàm lƣợng 2,4-D trong
huyết thanh của chuột đực và chuột cái. Các mẫu huyết thanh đƣợc tiền xử lý và

đƣa vào hệ thống HPLC. Các chất phân tích đƣợc phân tách trong cột XDB-C18 với
pha di động axetonitril và 0,02 M amoni axetat (chứa 0,1% axit formic) với tốc độ
dịng là 1,0 mL/phút. Bƣớc sóng để phát hiện UV đƣợc đặt ở bƣớc sóng 230 nm.
Khoảng tuyến tính cho 2,4-D đƣợc xây dựng trong khoảng từ 0,1-400 mg / L.
Phƣơng pháp này đã đƣợc áp dụng thành công để nghiên cứu dƣợc động học của
2,4-D ở chuột trong nghiên cứu này.
12

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


O.P. de Amarante và các cộng sự[22] đã nghiên cứu thành công phƣơng
pháp xác định 2,4-D và 2,4-DCP trong các mẫu đất bằng phƣơng pháp sắc kí lỏng
hiệu năng cao vào năm 2003. Hiệu suất thu hồi dao động trong khoảng 85-111% đối
với 2,4-D và khoảng 95-98% đối với 2,4-DCP. Với cả hai hợp chất giới hạn định
lƣợng đều là 0,1mg/Kg.
Cũng với phƣơng pháp phân tích bằng sắc kí lỏng hiệu năng cao(HPLC) kết
hợp detector UV, Velkoska-Markovska , B. Petanovska-Ilievska[27] đã nghiên cứu
xác định đƣợc hoạt tính 2,4-D trong các công thức thuốc trừ sâu Monosan Herbi và
DMA-6. Phƣơng pháp cho hiệu suất thu hồi cao trong khoảng 98,16-101,38%, với
độ lệch chuẩn tƣơng đối RSD≤ 1,18%.
Phƣơng pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao khối phổ MS/MS đã đƣợc Narong
Chamkasema, Cynthia Morrisa[21] nghiên cứu phát triển để xác định 2,4-D trong
đậu tƣơng và ngô sử dụng cột pha đảo. Phƣơng pháp đã thủy phân kiềm với NaOH
để chuyển đổi tất cả các dạng 2,4-D thành muối trƣớc khi chiết bằng Acetonitril.
Chiết xuất axetonitril đƣợc pha loãng 1: 1 bằng nƣớc và đƣợc lọc trƣớc khi phân
tích bằng HPLC-MS / MS ở chế độ âm. Độ thu hồi trung bình của phƣơng pháp dao
động trong khoảng 86% đến 107% với độ lệch chuẩn tƣơng đối nhỏ hơn 10%.
Nhƣ vậy, hiện nay phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao là một trong
những phƣơng pháp tối ƣu nhất để phân tích hàm lƣợng 2,4-D trong nƣớc. Đây là

một phƣơng pháp đƣợc ứng dụng nhiều nhất trong những năm gần đây, áp dụng để
tách và nhận dạng xác định hoàng loạt các chất mà một số phƣơng pháp trƣớc đây
gặp nhiều khó khăn nhƣ các hợp chất không bền với nhiệt, các hợp chất có tính chất
hóa học tƣơng tự nhau.
Sắc ký lỏng hiệu năng cao là một phƣơng pháp chia tách trong đó pha động
là chất lỏng và pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn đã đƣợc phân chia dƣới dạng tiểu
phân hoặc một chất lỏng phủ lên một chất mang rắn hay một chất mang đã đƣợc
biến đổi bằng liên kết hố học với các nhóm chức hữu cơ. Q trình sắc ký lỏng dựa
trên cơ chế hấp phụ, phân bố, trao đổi ion hay phân loại theo kích cỡ (rây phân tử).

13

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên sự phân bố liên tục các cấu tử chất phân tích
lên 2 pha, một pha đứng yên có khả năng hấp thu chất phân tích đƣợc gọi là pha
tĩnh, một pha di chuyển qua pha tĩnh gọi là pha động. Do các cấu tử chất phân tích
có ái lực khác nhau với pha tĩnh nên chúng di chuyển khác nhau và tách ra khỏi
nhau.
Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng thiết bị phân tích sắc kí lỏng hiệu
năng cao HPLC với detector UV, cột phân tích C18 (Inertsil ODS-3
150mm×2,2mm), bơm Alltech 426 HPLC Pump, cổng bơm Rheodyne 9725i, bộ
điều khiển NCI 900, Penelson, phần mềm xử lý số liệu Total Chrom Workstation,
Version 6.3.2 (PerkinElmer).
1.4. Phân hủy 2,4 - D trong môi trƣờng bằng xúc tác quang hóa
Hiện nay có nhiều phƣơng pháp khác nhau để giảm thiểu và loại bỏ thuốc trừ
cỏ trong mơi trƣờng nƣớc nhƣ phƣơng pháp oxy hố, xúc tác sinh học[10], phƣơng
pháp vật lý (hấp thụ), v.v. Phƣơng pháp hấp thụ trên đất sét hoặc lọc cacbon hiệu
quả không cao và cần nhiều công đoạn. Nếu sử dụng vi khuẩn để phân hủy thuốc

trừ cỏ thì thời gian tiến hành lâu. Phƣơng pháp phân hủy quang hóa sử dụng nguồn
sáng UV và xúc tác đã đƣợc sử dụng nhiều hơn so với các phƣơng pháp nêu trên do
hiệu suất và tính chọn lọc cao, quy trình thực hiện đơn giản.
Xúc tác quang hóa là q trình tăng cƣờng phản ứng quang hóa với sự có mặt
của cơ chế xúc tác, ánh sáng đƣợc hấp thụ bởi vật liệu hấp thụ (chủ yếu là chất bán
dẫn nhƣ oxit kim loại...). Trong q trình xúc tác, khi có sự kích thích của ánh sáng
trong vật liệu hấp phụ sẽ tạo ra cặp điện tử - lỗ trống và có sự trao đổi electron giữa
các chất bị hấp phụ thông qua cầu nối là chất bán dẫn, quá trình này tạo ra gốc tự do
hydroxyl. Các phản ứng quang hóa
H2O2 (hv)  2 OH●λ = 220 nm UV/ H2O2
H2O + O3 (hv)  2 OH● λ = 253.7 nm UV/ O3
TiO2 (hv)  e- + h+λ> 387.5 nm

14

LUAN VAN CHAT LUONG download : add