Nghiên cứu phát triển phương pháp phân tích đa dư lượng thuốc BVTV trong rau bằng máy sắc ký khí, phục vụ kiểm soát nông sản an toàn potx

Kết quả nghiên cứu khoa học BVTV - Số 1/2008

54

Nghiên cứu phát triển phương pháp phân tích đa dư lượng thuốc BVTV trong rau
bằng máy sắc ký khí, phục vụ
kiểm soát nông sản an toàn
Research on development of multi-residue analysis for pesticides by gas
chromatography used in controling safe agroproducts

Nguyễn Trường Thành, Đỗ Ngọc Hải
Viện Bảo vệ thực vật

Abstract
Monitoring effectively and timely the pesticide residues in agro-products,
especially in vegetables is urgent demand for serving production and business of
safe vegetables. The subject deal with the methods to pesticide residue analysis
presently and their capable application and building the multi-residue analysis
methods in vegetables according with our country conditions. These methods
can control residue of 20 pesticides used in our country including
organochlorine, organophosphates, pyrethroids and others. The determination
equipments of the methods are Gas Chromatography (GC). Recovery of these
methods is mainly from 70 to 130%.

I. Đặt vấn đề
Trên thế giới, nhiều tác giả cũng đó
đưa ra phương pháp xác định nhanh dư
lượng thuốc BVTV trong rau , bao
gồm phương pháp phân tích nhanh hoá
học, phương pháp sắc ký bản mỏng,
phương pháp thử sinh học nhanh dựa

trên enzim ChE, phương pháp ELISA
được một số nước nghiên cứu và ứng
dụng Tuy nhiên, các phương pháp này
chủ yếu là định tính và chỉ cho một
chất hoặc một nhóm chất nào đó [6, 7],
không thể dùng chúng để kiểm tra xem
nông sản có an toàn hay không.
Trong các phương pháp phân tích
chính xác (dựa trên các công cụ như
sắc ký, quang phổ hấp thu nguyờn
tử, ) phương pháp phân tích đơn dư
lượng đó được phát triển mạnh nhằm
kiểm tra dư lượng của một loại thuốc
BVTV đó định trước trong nông sản.
Tuy nhiên, để kiểm tra độ an toàn của
sản phẩm, người ta không thể kiểm tra
lần lượt từng chất, xét cả về thời gian
và chi phí. Do vậy, việc nghiên cứu để
kiểm tra từng nhóm và nhiều nhóm
thuốc BVTV đó được nhiều nước tập
trung nghiên cứu cùng với sự phát
triển ngày càng nhanh của các công cụ
phát hiện có độ tinh vi ngày càng cao
như điện di mao quản, quang phổ
UV/VIS , sắc ký khí GC, sắc ký lỏng
hiệu năng cao HPLC, sắc ký lỏng siờu
Kết quả nghiên cứu khoa học BVTV - Số 1/2008

55
hạn, [2, 4, 8, 9, 10]. Hiện chưa có

công bố nào ở nước ta về phân tích đa
dư lượng đồng thời với nhiều nhóm
thuốc. Và như vậy, việc nghiên cứu
phương pháp phân tích đa dư lượng để
có thể kiểm soát được nhiều thuốc có
nguy cơ cao đang được sử dụng ở
nước ta trong rau là cần thiết.
II. Vật liệu
và phương pháp nghiên cứu
Vật liệu và cụng cụ nghiờn cứu: Cỏc
loại chất chuẩn, dung môi, các hoá
chất bổ trợ như Na
2
SO
4
, NaCl, ; các
cột chiết SPE (dạng 500 mg); sản
phẩm rau ăn lá, rau ăn quả khô; các
máy sắc ký GC Agilent 6890 N.
Phương pháp phân tích đa dư lượng
+ Đánh giá một số phương pháp
phân tích đa dư lượng ở các nước
bằng thử nghiệm và xác định khả
năng ứng dụng thông qua hiệu suất
thu hồi.
+ Xác định và lựa chọn phương
pháp phân tích đa dư lượng phù hợp
với điều kiện ở Việt Nam:
- Sử dụng cỏc phương pháp chiết
thụng dụng nhất trong phõn tớch: chiết

lỏng-lỏng với dung môi có khả năng
cao nhất tách các chất ra khỏi mẫu
[1,5].
- Sử dụng phương pháp làm sạch
bằng cột sắc ký hoặc chiết pha rắn
(SPE) với cỏc hệ dung mụi giải hấp
[8]
- Lựa chọn cỏc detector, cột và cỏc
thụng số cho chạy GC theo phương
pháp thử nghiệm trực tiếp trên máy
sao cho độ nhạy và khả năng tách giữa
các chất được đảm bảo.
- Đánh giá độ tin cậy của các
phương pháp thông qua xác định hiệu
suất thu hồi R [9].
III. Kết quả nghiên cứu
và thảo luận
1. Đánh giá phương pháp phân
tích đa dư lượng của một số nước
Bảng 1. So sánh phương pháp phân tích đa dư lượng ở một số nước
Phương
pháp
DFG
(1987) [1]
TACTRI
(2002) [8]
NIAST
(2000) [4]
MPHWS
(1996)[13]

Nước Đức Đài Loan Hàn Quốc Hà Lan
Chiết Acetone, H
2
O Acetone Acetone Acetone
Tỏch
Lỏng – lỏng
NaCl, CH
2
Cl
2
Lỏng – lỏng
NaCl,
Pertrelium ether,
CH
2
Cl
2

Lỏng – lỏng
NaCl, CH
2
Cl
2

Pertrelium
ether,
CH
2
Cl
2

Làm
sạch
Thẩm thấu qua
Gel (GPC)
Chiết pha rắn
SPE (Florisil)
1 h
ệ dung mụi
Cột Florisil- 5
hệ dung mụi
giải hấp
Ly tõm 4000
vũng/ phỳt
(2 phỳt)
Kết quả nghiên cứu khoa học BVTV - Số 1/2008

56

gi
ả
i h
ấp

(n-hexane/
CH
2
Cl
2
=1:5)

(n
-
hexane,
CH
2
Cl
2
,
Actonitrile)
Mỏy
phõn
tớch
GC/ ECD - FPD
GC/ ECD – FPD
HPLC/ FL
GC/ ECD –
FPD - FID
GC/ ECD -
NPD - FID
Nhúm
chất
Lân hữu cơ, Clo
hữu cơ, thuốc
chứa N và một
số thuốc khác
Lân hữu cơ,
Clo hữu cơ,
Pyrethroid,
N-Methyl
carbamate

Lân hữu cơ,
Clo hữu cơ,
Pyrethroid,
1 số thuốc
khỏc
Lân hữu cơ,
Clo hữu cơ,
Pyrethroid,
1 số thuốc
khỏc
Ưu
nhược

Phải cú hệ thống
GPC, chưa phân
tích được nhóm
Carbamate
Do dựng 1 hệ
dung mụi giải
hấp , một số chất
cú hiệu suất thu
hồi thấp
Dựng cột tỏch
+ nhiều hệ
dung mụi giải
hấp -> chi phớ
lớn, phức tạp
Một số chất
nhóm clo
hữu cơ có

hiệu suất thu
hồi thấp
(<60%)

Thử nghiệm trên thực tế (bảng 1)
chúng tôi có những đánh giá sau về ưu
nhược điểm của các phương pháp
phân tích đa dư lượng mà một số tác
giả đưa ra như sau:
* Phương pháp của Hà Lan sẽ rất tối
ưu để phát hiện các nhóm chất mà việc
ly tâm không ảnh hưởng tới việc định
lượng. Song để phân tích đa dư lượng
nhằm kiểm soát hầu hết các thuốc
BVTV, phương pháp này không bao
quát được các nhóm thuốc clo hữu cơ.
Chẳng hạn với DDT, theo kết quả thử
nghiệm của chúng tôi, phương pháp
này chỉ cho hiệu suất thu hồi dưới
50%.
* Các phương pháp của Đức, Đài
Loan, Hàn Quốc có bản chất gần nhau:
Chiết lỏng-lỏng với pha nước và dung
môi hữu cơ, làm sạch bằng cột tách và
xác định hàm lượng thuốc bằng máy
sắc ký. Phương pháp của Hàn Quốc có
chi phí lớn và khá tốn thời gian do
chiết qua cột sắc ký lớn. Cỏc phương
pháp khác cũng cần cải tiến để số
thuốc kiểm soát được nhiều hơn

2. Nghiên cứu phương pháp phân
tích đa dư lượng trên rau
Chọn các thuốc đại diện và xây
dựng các đường chuẩn
Về các loại thuốc BVTV, chúng tôi
lấy 20 đại diện cho các thuốc sâu lân
hữu cơ, clo hữu cơ, thuốc trừ bệnh,
thuốc trừ nhện, kể cả thuốc cấm như
BHC, DDT. Vỡ 20 thuốc lựa chọn
trờn cú thời gian lưu rất gần nhau nên,
sau khi kiểm tra thời gian lưu của
chúng trên máy sắc ký, chúng tôi đó
Kết quả nghiên cứu khoa học BVTV - Số 1/2008

57
chia chỳng thành 3 nhúm, mỗi nhúm
6-8 chất sao cho mỗi nhúm cỏc chất cú
thể tỏch nhau khỏ tốt trờn sắc ký đồ.
Đường chuẩn trờn mỏy sắc ký được
thiết lập theo từng nhóm chất, dựa trên
việc phân tích mỗi chất ở các nồng độ
khác nhau: 0,05; 0,1; 0,5; 1; 5 g/ mL.
Đường hồi quy được lập cho mỗi chất
(Bảng 2) Hiệu suất thu hồi được xác
định cho mỗi chất bằng cách đưa
chuẩn vào từng loại nông sản (rau ăn
lá, rau ăn quả), thực hiện các bước
phân tích đa dư lượng, xác định hàm
lượng thuốc sau khi phân tích mẫu so
với hàm lượng thuốc ban đầu.

Vấn đề loại mẫu nụng sản ảnh
hưởng không nhỏ đến quá trỡnh phõn
tớch do sự tham gia và gõy nhiễu của
các hoá chất hữu cơ trong nông sản.
Vỡ vậy, với cõy rau chỳng tụi chọn hai
loại đại diện cho rau ăn lá (cải xanh)
và rau ăn quả (dưa chuột).
Bảng 2. Các thuốc lựa chọn đại diện cho phân tích đa dư lượng trên rau
STT

Nhúm thuốc Tờn thuốc Loại thuốc
1

Clo hữu cơ
Endosulfan
Trừ sõu
2

BHC
3

DDT
4

Lân hữu cơ

Fenitrothion
5

Methidathion

6

Diazinon
7

Malathion
8

Phosalone
9

Pyrethroid
Cypermethrin
Trừ sõu
10

Alpha-cypermethrin
11

Cyfluthrin
12

Lambdacyhalothrin
13

Fenvalerate
14

Fenpropathrin
Trừ nhện

15

Pyridamizole Pyridaben
16

Fiproles Fipronil Trừ sõu
17

Triazole
Hexaconazole
Trừ bệnh
18

Propiconazole
Kết quả nghiên cứu khoa học BVTV - Số 1/2008

58

STT

Nhúm thuốc Tờn thuốc Loại thuốc
19

Dicarboximide Iprodione
20

Aromatic Chlorothalonil

2.1. Nghiên cứu xác lập phương
pháp phân tích đa dư lượng trên rau

- Sau khi thử nghiệm các phương
pháp của các nước, chúng tôi thấy về
cơ bản nên dựa vào các phương pháp
này song cần có những thay đổi để hạn
chế những nhược điểm và sử dụng các
ưu điểm của mỗi phương pháp như
sau:
+ Sử dụng nước bổ sung như của
Đức song đối với rau bổ sung ngay khi
xay mẫu trong bỡnh xay đồng nhất
mẫu, cũn đối với chè thỡ cho ngõm
ngay vào nước sôi vừa tốn ít dung môi
mà vẫn có lượng mẫu đại diện lớn.
+ Sử dụng chiết pha rắn SPE như
của Đài Loan, vừa nhanh chóng, vừa
tốn ít dung môi, an toàn hơn với môi
trường so với sử dụng cột tách lớn.
Chúng tôi sử dụng hệ dung môi rửa
giải không theo kiểu 1 hệ như Đài
Loan, cũng không theo kiểu 5 hệ như
Hàn Quốc mà là 2 hệ là cơ bản đó
giải hấp được các thuốc nêu trên:
n-hexane/ CH
2
Cl
2
= 1/5 và n-
hexane/CH
2
Cl

2
/ CH
3
CN =
49,65:50:0.35.
Lược đồ phân tích được trỡnh bày
trong hỡnh 1.
2.2 Đánh giá hiệu quả của phương
pháp VMRA1
Về khả năng định tính và định lượng:
Trên rau cải xanh, theo 3 nhóm E1, E2,
E3 mỗi chất chuẩn được cho vào mẫu
sao cho hàm lượng đạt 0,1 ppm trước
khi phân tích mẫu. Sử dụng đường
chuẩn đó xõy dựng để xác định nồng độ
chất chuẩn thu được sau khi phân tích,
kết quả xác định hiệu suất thu hồi cho
thấy: với việc áp dụng phương pháp
VMRA1 trên rau cải xanh, cả 20 chất
trên đều cho hiệu suất thu hồi cho phép:
65 – 130 % (19/20 chất đạt hiệu suất 70-
130%). Trên quả dưa chuột, áp dụng
phương pháp VMRA1, đối với 20 chất
chuẩn thí nghiệm, hiệu suất thu hồi đạt
khá tốt: 64,4 – 144,6% (18/20 chất đạt
hệ số thu hồi 70-130%).
Kết quả nghiên cứu khoa học BVTV - Số 1/2008

59

Hỡnh 1. Lược đồ phân tích đa dư
lượng thuốc trên rau (VMRA1)
Về khả năng phát hiện của phương
pháp đối với các chất: Dựa vào phản
ứng của píc của các chất chuẩn: Phản
ứng của LOD = 2 x phản ứng của
đường nền. Kết quả: LOD  0,05
ppm đối với tất cả 20 chất chuẩn thử
nghiệm.
Về thời gian và chi phí vật tư kỹ
thuật: Về thời gian và chi phí cho 1
mẫu phân tích đa dư lượng là khoảng
4 – 6 giờ và 700 - 900 nghỡn đ (giá
năm 2007).
Quy trỡnh túm tắt phõn tớch đa
dư lượng MRA đối với sản phẩm rau
 Thiết lập đường chuẩn cho các
thuốc trong phạm vi sử dụng (tạo 3
hỗn hợp E1, E2, E3 với nồng độ 0,05;
0,1; 0,5; 1 ppm).
 Lấy mẫu rau ăn lá, ăn quả: Trên
đồng ruộng, lấy mẫu rau theo hỡnh X
hoặc S. Mẫu cú đơn vị nhỏ ( < 25 g):
Lấy 0,5 kg (rau cải khụ); Cú đơn vị
trung bỡnh ( 25 – 250 g): Lấy 1 kg
(dưa chuột); Có đơn vị lớn ( > 250 g):
Lấy 2 kg.
 Xử lý mẫu: Mẫu rau được đem
ngay về phũng phõn tớch, thỏi nhỏ 1-2
cm, lấy đại diện 200 g cho phân tích

rau ăn lá hoặc 300 g cho rau ăn quả đ-
ưa vào xay với nước (cho từng ít một
để xay nhuyễn trong nước).
 Chiết xuất và làm sạch mẫu và
phõn tớch như sơ đồ 1 (VMRA1).
kết luận
Phương pháp phân tích đa dư lượng
VMRA1 trên rau cải tiến từ các
phương pháp đa dư lượng của các
nước cho phù hợp với điều kiện phũng
thớ nghiệm ở nước ta có thể sử dụng
để kiểm soát dư lượng của 20 loại
thuốc đang sử dụng phổ biến trên với
hiệu suất thu hồi của hầu hết các thuốc
đạt 70-130%; Thời gian và chi phí
phân tích là chấp nhận được trong việc
kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trong
sản phẩm rau.

tài liệu tham khảo
1. DFG Deutsche
Forschungemeinschaft (1987).
Manual of Pesticide Residue Analysis.
Kết quả nghiên cứu khoa học BVTV - Số 1/2008

60

Pesticides Commission. VCH
Publishers.
2. FAO/WHO (2000). Pesticide

Residue in Food - Maximum Residue
Limits . CODEX Alimentarius
Commission
3. Ministry of Public Health,
Welfare and Sport. (1996).
Analytical Methods for Pesticide
Residue in Foodstuffs. General
inspectorate for health protection.
Neitherland.
4. Oh B. Y. (2000). Pesticide
Residue for Food Safety and
Environment Protection. NIAST,
Suwon, Korea.
5. Philip W. L. (2003). Handbook
of Residue Analytical Methods for
Agrochemicals. Dupont Crop
Protection, USA.
6. TARI (1990). Rapid Bioassay of
Pesticide Residues on Fruits and
Vegetables (RBPR). TARI, Taichung,
Taiwan, ROC.
7. Tổng cục Kỹ thuật , Bộ Cụng
an (2004). Nghiờn cứu lựa chọn kỹ
thuật thích ứng để kiểm tra nhanh dư
lượng một số thuốc trừ sâu trên rau
phục vụ tiêu dùng ở Hà Nội. Bỏo cỏo
tại Sở Khoa học và Cụng nghệ Hà Nội
4/2005.
8. Tsai M.C. (2001). Multi-residues
Analysis of Fruit and Vegetables. In

“International Training Program of
Safe Vegetable Production and Multi-
residue Analytical Method of
Pesticides”.TACTRI, Taiwan, China.
9. Winefordner J. D. (Editor)
(1999). Chemical Analysis. Pesticide
Residue in Food. A Wiley-interscience
Publication. John Wiley & Sons. Inc.
10. Yeoh N. S. (2002). Pesticide
Residue in Food. MRLs and Food
Safety. Asean Agrochemical. Residues
Worshop October 28-29, 2002.