Nghiên cứu xác định dư lượng tetrmethrin, permethrin, phenothrin và fenvalerate trong nước nuôi trồng thủy sản ở huyện châu phú an giang bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC MS)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH


PHAN HỒNG SẮC

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG TETRMETHRIN,
PERMETHRIN, PHENOTHRIN VÀ FENVALERATE TRONG
NƢỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở HUYỆN CHÂU PHÚ –
AN GIANG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP
KHỐI PHỔ (GC/MS)




LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC




NGHỆ AN, 2014

1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH


PHAN HỒNG SẮC

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG TETRMETHRIN,
PERMETHRIN, PHENOTHRIN VÀ FENVALERATE TRONG

NƢỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở HUYỆN CHÂU PHÚ –
AN GIANG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP
KHỐI PHỔ (GC/MS)

Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
PGS.TS. NGUYỄN HOA DU

NGHỆ AN, 2014
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tôi luôn nhận đƣợc sự giúp đỡ, hỗ trợ về kiến
thức chuyên môn, sự động viên về tinh thần của các thầy cô, các bạn bè đồng
nghiệp và gia đình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:
- Thầy PGS.TS. NGUYỄN HOA DU, thầy là ngƣời hƣớng dẫn khoa học đã tận
tình giúp đỡ tôi, cung cấp cho tôi nhiều kiến thức quý báu, luôn quan tâm, nhắc nhở
và giúp đỡ tôi rất nhiều để tôi có thể vƣợt qua đƣợc những khó khăn và hoàn thành
luận văn này.
- Các thầy cô trong khoa Hóa đã giúp đỡ, đóng góp cho tôi nhiều ý kiến quý báu để
tôi thuận lợi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cám ơn: Ban giám đốc, các anh ở Phòng phân tích
thử nghiệm - Trung tâm Kỹ thuật thí nghiệm và Ứng dụng KHCN - Sở KH & CN
Đồng Tháp, đã nhiệt tình giúp đỡ, hƣớng dẫn, đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho
tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
An Giang, tháng 10 năm 2014
Học viên thực hiện

PHAN HỒNG SẮC
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các kí hiệu, các chữ cái viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU 1
1. Lý do chọn đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 2
3. Mục tiêu nghiên cứu 2
4. Nội dung nghiên cứu 3
Chƣơng 1: TỔNG QUAN 4
1.1. SƠ LƢỢC VỀ THUỐC BVTV HỌ PYRETHROID. 4
1.1.1 Đặc điểm chung 4
1.1.2 Cơ chế tác động 4
1.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC HỢP CHẤT CẦN NGHIÊN CỨU 5
1.2.1 Cấu tạo và tính chất của tetramethrin 5
1.2.2 Cấu tạo và tính chất của phenothrin 5
1.2.3 Cấu tạo và tính chất của permethrin 6
1.2.4 Cấu tạo và tính chất của fenvalerate 7
1.3 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CÁC CHẤT BVTV NHÓM PYRETHROID TRONG
NÔNG NGHIỆP VÀ NTTS 8
1.3.1 Sử dụng các pyrethroid trong nông nghiệp 8
1.3.2 Sử dụng các pyrethroid trong NTTS 8
1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ PHÂN TÍCH DƢ LƢỢNG BVTV 9
1.4.1 Đại cƣơng về phƣơng pháp phân tích sắc ký 9

1.4.2 Phƣơng pháp sắc ký khí 10
1.4.3 Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) 15
1.4.4 Phƣơng pháp sắc kỷ lỏng hiệu năng cao (HPLC) 15
1.4.5 Phƣơng pháp sắc kỷ lỏng ghép khối phổ (LC/MS) 16
1.5 CHIẾT PHA RẮN VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MẪU 17
1.5.1 Khái niệm chiết pha rắn 17
1.5.2 Cấu tạo cột SPE 18
1.5.3 Các bƣớc tiến hành trong quá trình chiết pha rắn 18
1.5.4 Chọn cơ chế SPE theo mẫu phân tích 20
1.6 CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƢ LƢỢNG BVTV HỌ CÚC TỔNG
HỢP 21
1.6.1 Phƣơng pháp phân tích để xác định Pyrethrins và pyrethroid trong mẫu
môi trƣờng 21
1.6.2 Phƣơng pháp GC –MS kết hợp với SPE và SPME để xác định thuốc trừ
sâu trong các mẫu nƣớc 26
1.6.3 Phân tích dƣ lƣợng thuốc trừ sâu trong mật ong bằng phƣơng pháp sắc
ký khí ghép khối phổ 27
1.6.4 Phân tích dƣ lƣợng thuốc trừ sâu trong trái cây bằng phƣơng pháp chiết
vi sóng - vi chiết pha rắn kết hợp với sắc ký khí ghép khối phổ 27
1.6.5 Phƣơng pháp sắc ký khí đầu dò bắt điện tử và sắc ký khí ghép khối phổ
kết hợp với chiết pha rắn để xác định dƣ lƣợng thuốc trừ sâu trong nông sản 27
Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM 29
2.1 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ, HÓA CHẤT 29
2.1.1 Dụng cụ và thiết bị 29
2.1.2 Hóa chất 29
2.1.3 Chuẩn bị dung dịch 30
2.2 LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU 30
2.3 XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ MẪU NƢỚC TÁCH CÁC HỢP CHẤT
THUỐC TRỪ SÂU 32
2.3.1 Khảo sát và tối ƣu hoá qui trình chiết pha rắn 32

2.3.2 Khảo sát và tối ƣu hóa điều kiện phân tích mẫu trên thiết bị GC-MS 33
2.3.3 Chƣơng trình nhiệt độ 34
Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35
3.1 Khảo sát dung môi rửa giải 35
3.2 Khảo sát tỉ lệ etylacetate: hexan trong hỗn hợp dung môi rửa giải 37
3.3 Khảo sát thể tích dung môi sử dụng để rửa giải 38
3.4 Khảo sát sự ảnh hƣởng của dung môi rửa tạp 39
3.5 Khảo sát ảnh hƣởng của tốc độ tải mẫu lên cột 41
3.6 XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI CÁC THUỐC TRỪ
SÂU BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ 42
3.6.1 Định danh các chất trên sắc ký đồ 42
3.6.2 Khảo sát độ lặp lại của phép đo 44
3.6.3 Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đƣờng chuẩn xác định thuốc trừ
sâu 46
3.6.4 Khảo sát giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lƣợng (LOQ) 50
3.6.5 Khảo sát hiệu suất thu hồi 53
3.7 Phân tích thuốc trừ sâu trong mẫu thực 58
KẾT LUẬN 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
PHỤ LỤC 64
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BVTV Bảo vệ thực vật
ppb Parts per billion
ppm Parts per million
GC Gas Chromatography (Sắc ký khí)
GC-MS Gas chromatography mass spectrometry
(Sắc ký khí khối phổ)
HPLC High performance liquid chromatography
( Sắc ký lỏng hiệu năng cao)
LD

50
Letal Dois (độ độc trung bình)
LOD Limits of detection (Giới hạn phát hiện)
LOQ Limits of quantification (Giới hạn định lƣợng)
MS Mass spectrometry (Khối phổ)
m/z mass - to - charge ratio
NTTS Nuôi trồng thủy sản
RSD Relative standard deviation
(Độ lệch chuẩn tƣơng đối)
SD Standard deviation (Độ lệch chuẩn)
S/N Sound - to - noise ratio
SPE Solid-phase extraction (Chiết pha rắn)

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi nƣớc
20
Hình 1.2: Cơ chế SPE phân tích mẫu trong dung môi khác nƣớc
21
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi rửa giải bằng aceton,
etylacetate, hexan và dicloromethan.
35
Hình 3.2: Đồ thị hiệu suất thu hồi khi kết hợp 2 dung môi rửa giải khác
nhau.
36
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi tỉ lệ dung môi rửa
giải etylacetate:hexan (v/v)
38
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi thể tích dung môi
rửa giải.

39
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi tỉ lệ
methanol:nƣớc.
40
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi tốc độ tải mẫu
qua cột
41
Hình 3.7: Sắc đồ xác định thời gian lƣu các chất cần phân tích
42
Hình 3.8: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của tetramethrin
43
Hình 3.9: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của permethrin
43
Hình 3.10: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của phenothrin
43
Hình 3.11: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của phenothrin
44
Hình 3.12: Đồ thị đƣờng chuẩn của tetramethrin
47
Hình 3.13: Đồ thị đƣờng chuẩn của permethrin
48
Hình 3.14: Đồ thị đƣờng chuẩn của phenothrin
49
Hình 3.15: Đồ thị đƣờng chuẩn của fenvalerate
50

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1 Phƣơng pháp phân tích để xác định Pyrethrins và pyrethroid
trong mẫu môi trƣờng

21
Bảng 2.1: Chƣơng trình nhiệt độ cột
34
Bảng 3.1: Hiệu suất thu hồi khi rửa giải bằng aceton, etylacetate, hexan và
dicloromethan
35
Bảng 3.2: Hiệu suất thu hồi khi kết hợp 2 dung môi khác nhau để rửa giải.
36
Bảng 3.3: Hiệu suất thu hồi các dung môi rửa giải etylacetate:hexan.
37
Bảng 3.4: Hiệu suất thu hồi khi thay đổi thể tích dung môi rửa giải.
38
Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của dung môi rửa tạp methanol:nƣớc đến hiệu suất
thu hồi.
40
Bảng 3.6: Ảnh hƣởng tốc độ tải mẫu đến hiệu suất thu hồi
41
Bảng 3.7: Thời gian lƣu các chất chuẩn
42
Bảng 3.8: Độ lặp lại của tetramethrin
44
Bảng 3.9: Độ lặp lại của permethrin
45
Bảng 3.10: Độ lặp lại của phenothrin
45
Bảng 3.11: Độ lặp lại của fenvalerate
45
Bảng 3.12: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của tetramethrin
46
Bảng 3.13: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của permethrin

47
Bảng 3.14: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của phenothrin
48
Bảng 3.15: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của fenvalerate
49
Bảng 3.16: Giá trị LOD và LOQ của tetramethrin
51
Bảng 3.17: Giá trị LOD và LOQ của permethrin
52
Bảng 3.18: Giá trị LOD và LOQ của phenothrin
52
Bảng 3.19: Giá trị LOD và LOQ của fenvalerate
53
Bảng 3.20: Hiệu suất thu hồi của tetramethrin ở nồng độ 0.25 mg/L
54
Bảng 3.21: Hiệu suất thu hồi của tetrmethrin ở nồng độ 1.25 mg/L
55
Bảng 3.22: Hiệu suất thu hồi của permethrin ở nồng độ 0.25 mg/L
55
Bảng 3.23: Hiệu suất thu hồi của permethrin ở nồng độ 1.25 mg/L
56
Bảng 3.24: Hiệu suất thu hồi của phenothrin ở nồng độ 0.25 mg/L
56
Bảng 3.25: Hiệu suất thu hồi của phenothrin ở nồng độ 1.25 mg/L
57
Bảng 3.26: Hiệu suất thu hồi của fenvalerate ở nồng độ 0.25 mg/L
57
Bảng 3.27: Hiệu suất thu hồi của fenvalerate ở nồng độ 1.25 mg/L
58
Bảng 3.28. Kết quả phân tích mẫu nƣớc ao nuôi thủy sản

59

1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Theo thống kê của Tổ chức y tế thế giới, mỗi năm con ngƣời đã sử dụng
hàng chục triệu tấn thuốc bảo vệ thực vật các loại bao gồm thuốc trừ sâu, thuốc
diệt nấm, diệt cỏ Ngoài một phần thuốc có tác dụng diệt trừ các loài địch hại
mùa màng, phần lớn khối lƣợng thuốc còn lại đƣợc đƣa vào môi trƣờng. Dƣới
tác động của nƣớc tƣới, nƣớc mƣa, gió, … dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật bị
phát tán vào môi trƣờng, rửa trôi đến kênh rạch, sông hồ làm ô nhiễm nguồn
nƣớc ngọt, phần khác sẽ ngấm vào đất hay tích tụ trong các loài thực vật, động
vật, trong các nông sản thực phẩm thu hoạch từ các vùng bị ô nhiễm. Đối với
con ngƣời, thuốc bảo vệ thực vật có thể ảnh hƣởng trực tiếp gây ngộ độc mãn
tính, ngộ độc cấp tính dẫn đến tử vong hoặc làm biến đổi gen gây nên các bệnh
về di truyền ảnh hƣởng đến nhiều thế hệ sau. Do tác hại to lớn này trong nhiều
năm trở lại đây vấn đề ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật luôn đƣợc quan tâm nghiên
cứu.
Với sự phát triển cao của khoa học công nghệ các loại thuốc bảo vệ thực vật
ngày nay vô cùng phong phú và đa chủng loại. Trong thực tế sản xuất, để chống
lại sự kháng thuốc của các loài địch hại, ngƣời nông dân thƣờng sử dụng cùng
một lúc nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật khác nhau, chẳng hạn đối với thuốc trừ
sâu ngƣời dân có thể sử dụng các loại thuốc lân hữu cơ, pyrethroid hoặc
carbamate trong cùng một mùa vụ. Vì vậy việc xác định tồn lƣợng các thuốc bảo
vệ thực vật trong môi trƣờng ngày nay thƣờng đƣợc phát triển theo hƣớng xác
định đồng thời nhiều nhóm thuốc bảo vệ thực vật có thể có trong cùng một mẫu.
Điều này có một ý nghĩa lớn, đáp ứng yêu cầu thực tế và tiết kiệm đƣợc thời
gian, hoá chất.

2

Việt Nam là một trong những nƣớc có ngành nuôi trồng thủy sản phát triển
nhanh và có thị phần xuất khẩu khá lớn. Song nhiều năm gần đây, những thị
trƣờng nhập khẩu thủy sản Việt Nam luôn đặt vấn đề về an toàn đối với thủy sản
Việt Nam do lo ngại có tồn dƣ các chất độc hại từ việc canh tác, nuôi trồng và từ
ô nhiễm môi trƣờng.
Vì vậy, để bảo đảm sản phẩm thủy sản an toàn thực phẩm cho ngƣời tiêu
dùng và phù hợp thị trƣờng xuất khẩu, việc nghiên cứu, theo dõi dƣ lƣợng các
chất độc hại trong môi trƣờng thủy sản và đề ra biện pháp nuôi thủy sản an toàn
chất lƣợng là cần thiết.
Từ tình hình nêu trên, đề tài "Nghiên cứu xác định dư lượng tetramethrin,
permethrin, phenothrin và fenvalerate trong nước nuôi trồng thủy sản ở huyện
Châu Phú - An Giang bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS)"
đƣợc tôi lựa chọn làm đề tài nghiên cứu của luận văn tốt nghiệp cao học chuyên
ngành Hóa phân tích.
2. Mục đích nghiên cứu:
Xây dựng phƣơng pháp phân tích đồng thời và có số liệu đánh giá tình
hình tồn dƣ một số thuốc BVTV nhóm pyrethroid trong các vực nƣớc nuôi trồng
thủy sản ở vùng Châu Phú tỉnh An Giang.
3. Mục tiêu nghiên cứu:
+ Xây dựng đƣợc kế hoạch khảo sát và lấy mẫu đúng kỹ thuật, thỏa mãn
các yêu cầu.
+ Thiết lập đƣợc phƣơng pháp phân tích đảm bảo độ chính xác, độ hội tụ,
độ nhạy cao, xác định đƣợc LOD và LOQ của phƣơng pháp.
+ Đƣa ra đƣợc quy trình xử lý mẫu đảm bảo yêu cầu phân tích.

3
+ Xác định đƣợc dƣ lƣợng các chất tetramethrin, permethrin, phenothrin
và fenvalerate trong các mẫu nƣớc.
+ Đánh giá đƣợc tình hình tồn dƣ các chất tetramethrin, permethrin,
phenothrin và fenvalerate trong các mẫu nƣớc nuôi trồng thủy sản.

4. Nội dung nghiên cứu
+ Nghiên cứu xây dựng và đánh giá phƣơng pháp phân tích trên thiết bị
GC-MS
+ Nghiên cứu các điều kiện xử lý mẫu phân tích để tách chất phân tích
+ Xác định hàm lƣợng các dƣ lƣợng chất phân tích trong các mẫu nƣớc.
+ Xử lý số liệu đánh giá ý nghĩa các số liệu thu đƣợc.


4
Chƣơng 1
TỔNG QUAN
1.1. SƠ LƢỢC VỀ THUỐC BVTV HỌ PYRETHROID [3], [7]
1.1.1. Đặc điểm chung
Các hợp chất thuốc BVTV họ cúc tổng hợp (pyrethroid) có nguồn gốc ban
đầu từ cây cúc lá nhỏ thuộc họ Chrysanthemum cinerariaefolium. Các hợp chất
họ pyrethroid tan tốt trong dung môi hữu cơ nhƣ acetone, hexan, toluen nhƣng
lại ít tan trong nƣớc. Chúng tƣơng đối bền với ánh sáng, nhiệt, bền trong môi
trƣờng trung tính và acid nhẹ, nhƣng lại dễ bị thủy phân trong môi trƣờng kiềm.
Đây là các hợp chất có tác dụng chọn lọc cao, ít độc hại với côn trùng có
ích và trừ đƣợc các chủng sâu kháng thuốc lân, clo và carbamate. Pyrethroid hoà
tan nhanh trong lipit, lipoprotein nên có tác dụng tiếp xúc và vị độc mạnh, không
gây tác dụng nội hấp và xông hơi. Thuốc gây hiện tƣợng choáng độc nhanh, có
phổ trừ sâu rộng diệt đƣợc nhiều loại sâu bọ và côn trùng. Khả năng gây độc của
pyrethroid với ngƣời và động vật máu nóng thấp nhƣng lại rất độc hại với cá và
các loài thủy sinh.
1.1.2. Cơ chế tác động
Các hoạt chất thuộc nhóm Cúc tổng hợp tác động mạnh đến tế bào thần
kinh trung ƣơng và ngoại vi, nó phá vỡ sự vận chuyển các xung động thần kinh
của động vật, làm cho sinh vật bị co thắt giãy giụa và chết. Khi mới trúng độc nó
sẽ tác động vào hốc P và Retizius có trong tế bào thần kinh, kích thích hoạt động

của các cơ làm côn trùng mất khả năng giữ thăng bằng, gây thiếu ôxy cho các tế
bào thần kinh.

5
Trong cơ thể động vật máu nóng, cúc tổng hợp bị phân huỷ và thải ra bên
ngoài nên không gây tích luỹ trong cơ thể.
1.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC HỢP CHẤT NGHIÊN CỨU [1], [3]
1.2.1. Cấu tạo và tính chất của tetramethrin
Các tên tƣơng ứng: 2,2-Dimethyl-3-(2-methyl-1 propenyl) cyclopropane
carboxylic acid (1,3,4,5,6,7-hexahydro-1,3-dioxo-2H-isoindol-2-yl)methyl ester;
hoặc N-(3,4,5,6-tetrahydrophthalimide) methylcis,trans-chrysanthemate; N-
(chrysanthemoxymethyl)-1-cyclohexene-1,2- dicarboximide; phthalthrin.
Công thức cấu tạo:

Công thức phân tử: C
19
H
25
NO
4
;
khối lƣợng phân tử: 331.41; nhiệt độ nóng chảy: 56
0
- 80
0
C.
Tính chất: là chất lỏng không màu. LD
50
đối với chuột tiếp xúc qua đƣờng
miệng là 1000mg/kg.

1.2.2. Cấu tạo và tính chất của phenothrin
Các tên tƣơng ứng: 3-phenoxybenzyl-(1R)-cis,trans -2 ,2- dimethyl -3-(2-
methyl -1- propenyl)cyclopropanecarboxylate, d -trans - phenothrin; phenothrin.
Công thức cấu tạo:

6

Công thức phân tử: C
23
H
26
O
3
;
khối lƣợng phân tử: 350.46; nhiệt độ sôi: 290
0
C.
Tính chất: phenothrin tinh khiết có màu vàng nâu, chất lỏng nhớt. LD
50

đối với chuột tiếp xúc qua đƣờng miệng là 5000 mg/kg.
1.2.3. Cấu tạo và tính chất của permethrin
Các tên tƣơng ứng: 3 - (2 , 2 - Dichloroethenyl) – 2 , 2 –dimethylcyclo
propanecarboxylic acid (3 - phenoxyphenyl) methyl ester; hoặc 3-
(phenoxyphenyl) methyl (±)-cis,trans-3-(2,2-dichloroethenyl)-2,2-dimethyl
cyclopropanecarboxylate; m-phenoxybenzyl (±)-cis,trans-3-(2,2-dichlorovinyl)-
2,2-dimethylcyclopropanecarboxylate.
Công thức cấu tạo:

Công thức phân tử: C

21
H
20
Cl
2
O
3
;

7
khối lƣợng phân tử: 391.29; nhiệt độ nóng chảy: 63 - 65
0
C; nhiệt độ sôi:
220
0
C.
Tính chất: permethrin tinh khiết là những tinh thể không màu ở nhiệt độ
phòng có thể chuyển sang dạng sệt màu vàng nhạt. LD
50
đối với chuột tiếp xúc
qua đƣờng miệng là 430-470mg/kg.
1.2.4. Cấu tạo và tính chất của fenvalerate
Các tên tƣơng ứng: 4-Chloro-α-(1-methylethyl)benzeneacetic acid cyano
(3-phenoxyphenyl) methyl ester; hoặc α-cyano-3-phenoxybenzyl- α-(4-
chlorophenyl) isovalerate; cyano (3-phenoxyphenyl) methyl 4-chloro-α-(1-
methylethyl)benzeneacetate; α-cyano-3-phenoxybenzyl-2-(4-chlorophenyl)-3-
methylbutyrate; phenvalerate.
Công thức cấu tạo:

Công thức phân tử: C

25
H
22
ClNO
3
;
khối lƣợng phân tử: 419.91; nhiệt độ sôi: 300
0
C.
Tính chất: là chất lỏng sệt màu vàng nâu, phân huỷ nhanh ở môi trƣờng
pH > 8. LD
50
đối với chuột 100 - 300mg/kg. Rất độc đối với ong và cá.



8
1.3. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CÁC CHẤT BVTV NHÓM PYRETHROID
TRONG NÔNG NGHIỆP VÀ NTTS [10]
1.3.1. Sử dụng các pyrethroid trong nông nghiệp
Việt Nam là một nƣớc sản xuất nông nghiệp, mỗi năm sử dụng khoảng 9
triệu tấn hóa chất thuộc 500 loại thuốc khác nhau. Trong đó chủ yếu là thuốc trừ
sâu ngoài ra còn có thuốc trừ cỏ, trừ bệnh,… đƣợc nhập từ nƣớc ngoài để bảo vệ
mùa màng.
Ở nƣớc ta, thuốc trừ sâu sử dụng ngày càng nhiều. Lƣợng và loại thuốc
bảo vệ thực vật (BVTV) bắt đầu tăng từ những năm 1970, đặc biệt tăng nhanh từ
cuối những năm 1980 đến 2010. Từ chỗ chỉ có 77 loại hoạt chất đƣợc cho phép
sử dụng năm 1991, đến năm 2010 có 437 thuốc trừ sâu, 304 thuốc diệt nấm và
160 thuốt diệt cỏ đƣợc cho phép sử dụng. Trong hai thập niên này số lƣợng thuốc
BVTV nhập khẩu tăng từ 20.300 lên 72.560 tấn. Ngƣời nông dân vẫn sử dụng

các thuốc trừ sâu thuộc gốc chlor hữu cơ và lân hữu cơ, tuy nhiên xu hƣớng sử
dụng nhóm cúc tổng hợp ngày càng gia tăng. Một vài loại thuốc đã cấm sử dụng
tuy nhiên vẫn còn phát hiện.
1.3.2. Sử dụng các pyrethroid trong NTTS
Theo Tổng cục Thủy sản, trong năm 2011, nhiều vùng nuôi trồng thủy sản
trong cả nƣớc, đặc biệt các tỉnh ven biển Đồng bằng sông Cửu Long đã xảy ra
dịch bệnh, gây tổn thất kinh tế nghiêm trọng. Kết quả nghiên cứu xác định một
trong những nguyên nhân chính gây hội chứng hoại tử gan tụy, gây tôm chết
hàng loạt là so sử dụng thuốc bảo vệ thực vật có thành phần hoạt chất nhóm cúc
tổng hợp để diệt cá tạp, giáp xác trong vùng nuôi tôm [10].

9
Theo kết quả nghiên cứu, các thuốc bảo vệ thực vật có các hoạt chất thuộc
nhóm Pyrethroid rất độc với cá, tôm và các loài thủy sinh vật khác. Để vụ nuôi
trồng thủy sản tiếp theo có hiệu quả, Tổng cục Thủy sản đề nghị Sở Nông nghiệp
và Phát triển nông thôn các tỉnh, thành phố thực hiện các giải pháp sau: Nghiêm
cấm sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật trong nuôi trồng thủy sản, Tổng cục
Thủy sản đã trình lên Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn văn bản cấm sử
dụng các sản phẩm diệt giáp xác dùng trong nuôi trồng thủy sản có chứa thành
phần thuốc trừ sâu nhóm cúc.
1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ PHÂN TÍCH DƢ LƢỢNG BVTV [2],
[4], [5], [9]
1.4.1. Đại cƣơng về phƣơng pháp phân tích sắc ký
Sắc ký là phƣơng pháp tách các chất dựa vào sự phân bố khác nhau của
chúng giữa hai pha động và tĩnh. Mức độ tƣơng tác với các pha phụ thuộc vào
tính chất của chất phân tích tƣơng ứng với tính chất của chúng. Các loại lực
tƣơng tác bao gồm tƣơng tác van der Waals, lƣỡng cực- lƣỡng cực, lƣỡng cực-
lƣỡng cực cảm ứng, tĩnh điện. Chất phân tích tƣơng tác càng mạnh với pha tĩnh
thì càng di chuyển chậm và sẽ bị rửa giải ra sau. Trong quá trình chuyển động
dọc theo cột sắc ký chất phân tích sẽ gặp hết lớp pha tĩnh này đến lớp pha tĩnh

khác, cân bằng hấp phụ/ giải hấp phụ diễn ra nhiều lần. Nhờ đặc điểm này mà
ngƣời ta có thể tách các chất trong hỗn hợp, số lần xảy ra cân bằng trong cột
càng nhiều thì khả năng phân tách các chất phân tích có tính chất gần nhau càng
cao.
Phân loại sắc ký: trạng thái vật lý khác nhau của pha động (lỏng hay khí)
dẫn đến sự khác nhau cơ bản về thiết bị, từ đó ngƣời ta phân sắc ký thành hai
loại, sắc ký lỏng (Liquid Chromatography-LC) và sắc ký khí (Gas

10
Chromatography- GC). Việc phân loại còn có thể dựa trên bản chất của tƣơng tác
giữa chất phân tích và pha tĩnh thí dụ nhƣ sắc ký hấp phụ (sắc ký pha thƣờng)
khác sắc ký phân bố (sắc ký pha đảo) ở chỗ chất phân tích tƣơng tác tại những vị
trí xác định trên pha tĩnh; hay trong sắc ký trao đổi ion cơ chế tƣơng tác chính là
lực hút tĩnh điện trên pha tĩnh; hay trong sắc ký trao đổi ion cơ chế tƣơng tác
chính là lực hút tĩnh điện trên pha tĩnh giữa các điểm điện tích trên pha tĩnh và
ion trái dấu với nó trong pha động, trong khi với sắc ký loại trừ theo kích thƣớc
các chất đƣợc tách khỏi nhau dựa vào sự khác nhau của kích thƣớc phân tử.
So sánh giữa sắc ký khí và sắc ký lỏng: sắc ký khí có khả năng tách rất cao
nhờ số đĩa lý thuyết của cột sắc ký khí cao hơn rất nhiều so với sắc ký lỏng (vài
trăm ngàn đĩa so với vài ngàn đĩa). Ngƣợc lại, ƣu điểm của sắc ký lỏng là có
nhiều loại cột, có thể cho nhiều tƣơng tác khác nhau và ngƣời ta có thể điều
chỉnh sự lƣu giữ hay độ chọn lọc thông qua thành phần pha động trong khi điều
này không thể thực hiện đƣợc với pha động là khí mang. Sắc ký lỏng có thể áp
dụng cho tất cả các chất, dễ và khó bay hơi, bền nhiệt và không bền nhiệt. Sự
chọn lựa giữa sắc ký lỏng hoặc sắc ký khí thƣờng dựa trên bản chất của chất
phân tích, tuy nhiên nếu có thể dùng cả hai phƣơng pháp sắc ký khí và sắc ký
lỏng, sắc ký khí thƣờng đƣợc lựa chọn hơn do không tốn dung môi, hiệu năng
tách cao hơn, nhất là có độ nhạy cao phù hợp với phân tích lƣợng vết khi sử
dụng với các đầu dò chọn lọc ECD, NPD, khối phổ (Mass Spectrometry- MS),…
1.4.2. Phƣơng pháp sắc ký khí

Phƣơng pháp sắc ký khí thƣờng dùng để phân tích các chất tƣơng đối dễ
bay hơi (có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 500
0
C) và bền nhiệt. Pha động là các khí trơ
nhƣ H
2
, N
2
, He, Ar; pha tĩnh là chất lỏng hoặc rắn bền nhiệt, các pha tĩnh phổ
biến nhất hiện nay có nguồn gốc là polysiloxane với các nhóm thế khác nhau để

11
tạo ra một loạt các pha tĩnh có độ phân cực thay đổi từ không phân cực
(polymethylsiloxane), ít phân cực (polymethylphenylsiloxane) đến phân cực
(polycyanopropylsiloxane). Với khả năng tách và độ nhạy rất cao cùng với
những detector có tính chọn lọc cao, phƣơng pháp GC là một phƣơng pháp phân
tích đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực phân tích môi trƣờng và an toàn
thực phẩm.
1.4.2.1. Cấu tạo máy sắc ký khí.
Gồm có những thành phần chính sau: bình chứa khí mang (carrier gas), bộ
phận tiêm mẫu (syringe hoặc Auto sample), buồng tiêm (injector), lò cột (column
oven), cột sắc ký (column), đầu dò (detector), và máy vi tính.
Buồng tiêm mẫu- Injector
Tại buồng tiêm, mẫu đƣợc hoá hơi và theo dòng khí mang vào đầu cột sắc
ký. Để đƣa mẫu vào buồng tiêm có 2 cách là dùng kim tiêm (syringe) để tiêm tay
hoặc bộ tiêm mẫu tự động (auto sampler). Nếu sử dụng cột nhồi, kim tiêm sẽ đƣa
mẫu trực tiếp vào cột, trong khi ở cột mao quản mẫu phải đƣợc hoá hơi trƣớc.
một phần hay toàn thể lƣợng hơi mẫu đƣợc đƣa vào cột tƣơng ứng với 2 cách
tiêm chia dòng và không chia dòng.
● Phƣơng pháp tiêm chia dòng (split injection)

Chỉ một phần nhỏ mẫu đƣợc đƣa vào cột, phần còn lại đƣợc dẫn qua ngã
chia dòng và thải ra ngoài theo một tỉ lệ chia dòng đặt trƣớc, tỷ lệ chia dòng cao
đảm bảo cột không bị quá tải. Sự phân biệt đối xử có thể xảy ra gây bất lợi cho
các thành phần của mẫu có nhiệt độ sôi cao hơn, phƣơng pháp này thƣờng sử
dụng cho các mẫu có hàm lƣợng lớn (hơn 1000mg) ta chia bớt chỉ để cho một
lƣợng nhỏ chất phân tích vào cột.

12
● Phƣơng pháp tiêm không chia dòng (spitless injection)
Mẫu đƣợc tiêm vào buồng tiêm nóng (nhiệt độ buồng tiêm phải đủ cao để
toàn bộ dung dịch hoá hơi). Nhiệt độ cột ban đầu thấp hơn từ 10
0
C- 30
0
C so với
nhiệt độ sôi của dung môi để tạo hiệu ứng dung môi (solvent effect) nhằm giữ
các chất nằm ở đầu cột mà không di chuyển trong thời gian đƣa mẫu vào cột (từ
30- 60 giây). Sau thời gian này, ngã chia dòng ngƣợc mở ra và quá trình phân
tích bắt đầu cùng với nhiệt độ cột tăng dần. Thƣờng thể tích mẫu không quá 2 µL
đƣợc tiêm vào buồng tiêm để tránh nhiễm bẩn các bộ phận khác.
Cột sắc ký (column)
Cột sắc ký đƣợc coi là trái tim của máy sắc ký, tại đây các chất trong hỗn
hợp đƣợc tách ra trƣớc khi đi đến đầu dò. Có loại cột sắc ký là cột nhồi và cột
mao quản mở. Cột nhồi thƣờng ngắn, có dung lƣợng cao nhƣng khả năng tách
kém hơn nhiều so với cột mao quản mở (open tubular column). Với việc phân
tích đa dƣ lƣợng thuốc BVTV trên máy sắc ký khí ta cần một cột có số đĩa lý
thuyết rất lớn để có thể tách đƣợc đồng thời nhiều chất thì chỉ có cột mao quản
mới đáp ứng đƣợc yêu cầu này.
* Cột mao quản- Capillary column
- Thƣờng đƣợc làm bằng vật liệu thạch anh nóng chảy (fused silica) có tính

bền về mặt vật lý rất cao và trơ về mặt hoá học.
- Chiều dài thông thƣờng từ 10- 30m trong những trƣờng hợp cần tăng hiệu
năng tách ngƣời ta có thể chế tạo các cột có chiều dài trên 100m.
- Đƣờng kính cột thƣờng trong khoảng 0.1- 0.53mm.
- Cột mao quản đƣợc chia làm hai loại chính là: PLOT (porous layer open
tubular), WCOT (wall coated open tubular).

13
● Cột PLOT
- Thành ống mao quản đƣợc phủ một lớp hạt xốp, đồng thời là pha tĩnh. Bề
dày lớp xốp trong khoảng 5- 50µm.
- Đây là loại cột trung gian giữa cột mao quản và cột nhồi.
- Thƣờng đƣợc dung thay thế cột nhồi do pha tĩnh giống cột nhồi.
● Cột WCOT
Thành ống mao quản thạch anh đƣợc phủ trực tiếp một lớp mỏng pha tĩnh,
lớp pha tĩnh thƣờng ở dạng lỏng trong điều kiện phân tích nên đây là dạng sắc ký
lỏng- khí. Hệ số lƣu giữ và dung lƣợng mẫu của cột tăng khi tăng bề dày của lớp
phim pha tĩnh, tuy nhiên hiệu năng cột lại giảm.
* Pha tĩnh của sắc ký khí
Một số tính chất cần có của pha tĩnh dùng trong sắc ký khí: pha tĩnh cần ít
bay hơi, bền nhiệt và trơ về mặt hoá học.
Lựa chọn pha tĩnh: thƣờng pha tĩnh đƣợc chọn lựa trên sự tƣơng thích về độ
phân cực với chất phân tích. Nói cách khác pha tĩnh phân cực dùng để phân tích
các chất phân cực và ngƣợc lại. Tuy nhiên do hiệu năng tách của cột sắc ký rất
cao nên việc chọn lựa pha tĩnh không khắt khe nhƣ trong sắc ký lỏng, thí dụ pha
tĩnh hơi phân cực nhƣ polyphenylmethylsilosane (5% phenyl) đƣợc dùng để
phân tích rất nhiều chất từ không phân cực đến phân cực trung bình. Bên cạnh
một số ít pha tĩnh dạng rắn các pha tĩnh chủ yếu ở dạng lỏng, loại pha tĩnh này
rất phổ biến trong sắc ký khí vì chúng có khoảng nhiệt độ hoạt động rộng, khả
năng hoà tan nhiều loại hợp chất khác nhau và dễ hình thành lớp phim mỏng liên

kết với thành ống của cột mao quản. Sự thay thế dần nhóm methyl của

14
polymethylsilosane bởi các nhóm phân cực nhƣ phenyl, 3-cyanopropyl, 3,3,3-
trifluoropropyl,… tạo ra một loạt pha tĩnh có độ chọn lọc khác nhau
Đầu dò- Detector
Là con mắt của máy sắc ký nó ghi nhận sự xuất hiện và nồng độ của các
chất có trong dòng khí mang sau khi tách ra khỏi cột sắc ký.
Các tính chất cần có của một đầu dò bao gồm: độ nhạy cao, cho tính hiệu
với nhiều hợp chất, khoảng tuyến tính giữa tính hiệu và nồng độ rộng, cho tính
hiệu nhanh ổn định.
Đầu dò trong sắc ký khí có thể đƣợc chia thành các loại sau:
- Chọn lọc: chỉ cho tính hiệu với một số các hợp chất có cấu trúc đặc biệt nhƣ
đầu dò bắt giữ điện tử (ECD), quang hoá ngọn lửa (FPD), nito photpho (NPD),
khối phổ (MS) với chế độ giám sát một vài ion (Scan) hay một ion (Sim).
- Phổ phát: cho tín hiệu với hầu hết các hợp chất nhƣ đầu ion hoá ngọn lửa
(FID), độ dẫn điện (TCD), MS (khi dùng ở chế độ quét phổ hay Scan).
- Bảo toàn chất phân tích (chất phân tích không biến đổi sau khi ra khỏi đầu dò)
nhƣ đầu dò TCD.
- Phá huỷ chất phân tích (chuyển hoá thành các chất khác) nhƣ: đầu dò ECD,
FPD, FID, NPD, MS.
Các nhóm thuốc BVTV nghiên cứu trong đề tài là các hoạt chất có chứa
clo, nito, photpho nên cần đầu dò chọn lọc cho các nguyên tố này đó chính là
đầu dò MS.



15
1.4.3. Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS)
Sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS_ Gas Chromatography Mass

Spectrometry) là một trong những phƣơng pháp sắc ký hiện đại nhất hiện nay
với độ nhạy cao và đƣợc sử dụng trong các nghiên cứu và phân tích kết hợp.
Thiết bị GC/MS đƣợc cấu thành hai phần: phần sắc ký (GC) dùng để tách phân
tích hỗn hợp và tìm ra các chất cần phân tích, phần khối phổ (MS) mô tả các hợp
phần riêng lẻ bằng cách mô tả số khối. Bằng sự kết hợp hai kỹ thuật này
(GC/MS) các nhà khoa học có thể đánh giá, phân tích định tính và định lƣợng
đối với một số hóa chất.
1.4.4. Phƣơng pháp sắc kỷ lỏng hiệu năng cao (HPLC)
1.4.4.1. Cơ sở lý thuyết
HPLC là chữ viết tắt của 04 chữ cái đầu bằng tiếng Anh của phƣơng pháp
sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography), trƣớc
kia gọi là phƣơng pháp sắc ký lỏng cao áp (High Pressure Liquid
Chromatography).
Phƣơng pháp này ra đời từ năm 1967-1968 trên cơ sở phát triển và cải
tiến từ phƣơng pháp sắc ký cột cổ điển. Hiện nay phƣơng pháp HPLC ngày càng
phát triển và hiện đại hóa cao nhờ sự phát triển nhanh chóng của ngành chế tạo
máy phân tích. Hiện nay nó áp dụng rất lớn trong nhiều ngành kiểm nghiệm đặc
biệt là ứng dụng cho ngành kiểm nghiệm thuốc. Và nó hiện là công cụ đắc lực
trong phân tích các thuốc đa thành phần cho phép định tính và định lƣợng.
Theo cơ chế chia tách một hỗn hợp phụ thuộc vào tính chất động học của
chất hấp phụ của sắc ký, ngƣời ta phân ra các loại sau đây:
- Sắc ký hấp phụ (NP-HPLC và RP-HPLC).