Xác định hóa chất bảo vệ thực vật carbamat trong một số loại rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC MS)

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN .........................................................................................3
1.1 Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật ..............................................................3
1.1.1 Định nghĩa ..................................................................................................3
1.1.2. Phân loại ...................................................................................................3
1.1.3. Tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật ........................................................4
1.1.4. Tình hình tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong rau quả ..........................5
1.1.5. Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật ..............................................6
1.2. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat ...................................7
1.2.1. Giới thiệu chung ........................................................................................7
1.2.2. Carbofuran ................................................................................................8
1.2.3. Carbaryl ....................................................................................................9
1.2.4. Fenobucarb ...............................................................................................9
1.2.5. Propoxur .................................................................................................10
1.2.6. Giới hạn cho phép ....................................................................................11
1.3. Các phương pháp xác định .............................................................................11
1.3.1. Phương pháp cực phổ ..............................................................................11
1.3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử ................................................12
1.3.3. Phương pháp phân tích dòng chảy (flow injection analysis – FIA) ........13
1.3.4. Phương pháp điện di mao quản ...............................................................15
1.3.5. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao .................................................16
1.3.6. Phương pháp sắc ký khí ...........................................................................17
1.3.7. Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ ..........................................................18
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................20
2.1. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu .................................................20
2.1.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu ..........................................................20
2.1.2. Nội dung nghiên cứu ...............................................................................20
2.1.2.1 Xây dựng phương pháp ......................................................................20
2.1.2.2. Ứng dụng phương pháp ....................................................................21
2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................21

2.2.1. Phương pháp tách chiết mẫu ....................................................................21
2.2.2. Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ ..........................................................21
2.2.2.1. Nguyên tắc chung về phương pháp HPLC .......................................21
2.2.2.2. Pha tĩnh trong HPLC .........................................................................22
2.2.2.3. Pha động trong HPLC .......................................................................23
2.2.2.4. Detector trong HPLC ........................................................................24
2.2.2.5 Detector khối phổ (Mass Spectrometry) ............................................24
2.2.2.5.1. Nguồn ion………………………………………………………26
2.2.2.5.2. Bộ phận phân tích khối lượng………………………………….28
2.2.2.5.3. Bộ phận phát hiện……………………………………………...29
2.3. Phương tiện nghiên cứu ..................................................................................29


2.3.1. Thiết bị, dụng cụ ......................................................................................29
2.3.1.1. Thiết bị ..............................................................................................29
2.3.1.2. Dụng cụ .............................................................................................29
2.3.3. Dung môi, hóa chất ..................................................................................30
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................32
3.1. Tối ưu các điều kiện xác định carbamat bằng LC/MS/MS ............................32
3.1.1. Chọn các điều kiện chạy của detector khối phổ ......................................32
3.1.1.1. Khảo sát điều kiện bắn phá đối với ion mẹ .......................................32
3.1.1.2. Khảo sát điều kiện bắn phá ion con ..................................................34
3.1.2. Chọn pha tĩnh ...........................................................................................36
3.1.3. Chọn pha động .........................................................................................36
3.2. Đánh giá phương pháp phân tích....................................................................40
3.2.1. Khảo sát lập đường chuẩn .......................................................................40
3.2.2. Giới hạn phát hiện LOD .........................................................................43
3.2.3. Giới hạn định lượng LOQ .......................................................................44
3.2.4. Độ chính xác của phép đo ........................................................................45
3.3. Khảo sát điều kiện xử lí mẫu ..........................................................................46

3.3.1. Khảo sát dung môi chiết ..........................................................................47
3.3.2. Khảo sát dung môi rửa giải ......................................................................49
3.3.3. Khảo sát thể tích dung môi rửa giải .........................................................51
3.3.4. Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp ...............................................53
3.4. Phân tích mẫu thực tế .....................................................................................55
Chƣơng 4. KẾT LUẬN ...........................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................63
PHỤ LỤC .................................................................................................................68


MỞ ĐẦU
Theo dự báo của Uỷ ban Dân số và Phát triển của Liên hợp quốc, vào giữa
thế kỉ XXI dân số thế giới sẽ tăng thêm 03 tỉ người. Dân số ngày càng tăng nhanh
đã tạo ra gánh nặng cho nền sản xuất nông nghiệp lương thực, vì cùng với một diện
tích canh tác nhất định và đang có xu hướng bị thu hẹp lại phải cung cấp đủ số
lượng lương thực cho số đầu người luôn gia tăng. Để tăng năng suất lao động,
người ta đã sử dụng nhiều biện pháp đan xen như: thâm canh tăng vụ, cải tiến
giống...; một trong những biện pháp không thể thiếu là sử dụng thuốc bảo vệ thực
vật. [9]
Thuốc bảo vệ thực vật được coi là một vũ khí có hiệu quả của con người
trong việc phòng chống dịch hại, bảo vệ cây trồng. Bên cạnh ưu điểm là bảo vệ
năng suất cây trồng, thuốc bảo vệ thực vật còn gây ra nhiều tác tác hại khác như làm
ô nhiễm môi trường, gây độc cho người và gia súc, tăng chi phi sản xuất, và nhất là
để lại tồn dư trong nông sản gây ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và sức khỏe
người tiêu dùng. Tác động tiêu cực của thuốc bảo vệ thực vật càng trở nên nghiêm
trọng khi con người 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: lân hữu cơ, clo hữu cơ, carbamat và pyrethroid. Nhóm clo hữu cơ đã
bị cấm sử dụng, nhóm pyrethroid vẫn đang được sử dụng nhưng độc tính thấp, ít có
khả năng gây nhiễm độc cho người sử dụng. Còn lại 2 nhóm: lân hữu cơ và

carbamat đang được dùng rộng rãi trong nông nghiệp , có độc tính cao và là nguyên
nhân chính của phần lớn các vụ ngộ độc do ăn rau quả nhiễm hóa chất bảo vệ thực
vật ở nước ta hiện nay.
Với những lí do trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Xác định hóa chất bảo vệ
thực vật carbamat trong một số loại rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối
phổ (LC-MS)”.

1


Mục tiêu thực hiện đề tài luận văn là:
1. Xây dựng phương pháp xác định dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật
carbamat trong rau quả, bao gồm:
 Khảo sát các điều kiện tách chiết mẫu và phân tích
 Thẩm định phương pháp đã xây dựng
2. Áp dụng phương pháp xác định dư lượng thuốc bảo vệ thực vật
carbamate để khảo sát một số mẫu rau quả trên địa bàn Hà Nội.

2


Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật
1.1.1 Định nghĩa
Hóa chất bảo vệ thực vật là những hợp chất có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng
hợp hóa học được dùng để phòng và trừ sinh vật gây hại cây trồng và nông sản. Hóa
chất bảo vệ thực vật gồm nhiều nhóm khác nhau, gọi theo tên nhóm sinh vật gây
hại, như thuốc trừ sâu dùng để trừ sâu hại, thuốc trừ bệnh dùng để trừ bệnh cây…
1.1.2. Phân loại [9]
Các loại hóa chất bảo vệ thực vật gồm nhiều loại, chủ yếu gồm 4 nhóm

chính:
- Nhóm Clo hữu cơ (organnochlorine) là các dẫn xuất clo của một số hợp
chất hữu cơ như diphenyletan, cyclodien, benzen, hexan. Nhóm này bao gồm những
hợp chất hữu cơ rất bền vững trong môi trường tự nhiên và thời gian bán phân huỷ
dài (ví dụ như DDT có thời gian bán phân huỷ là 20 năm, chúng ít bị đào thải và
tích luỹ vào cơ thể sinh vật qua chuỗi thức ăn). Đại diện của nhóm này là Aldrin,
Dieldrin, DDT, Heptachlo, Lindan, Methoxychlor
- Nhóm lân hữu cơ (organophosphorus) đều là các este, là các dẫn xuất hữu
cơ của acid photphoric. Nhóm này có thời gian bán phân huỷ ngắn hơn so với nhóm
Clo hữu cơ và được sử dụng rộng rãi hơn. Nhóm này tác động vào thần kinh của
côn trùng bằng cách ngăn cản sự tạo thành men Cholinestaza làm cho thần kinh
hoạt động kém, làm yếu cơ, gây choáng váng và chết. Nhóm này bao gồm một số
hợp chất như parathion, malathion, diclovos, clopyrifos…
- Nhóm Carbamat là các dẫn xuất hữu cơ của acid cacbamic, gồm những hoá
chất ít bền vững hơn trong môi trường tự nhiên, song cũng có độc tính cao đối với
người và động vật. Khi sử dụng, chúng tác động trực tiếp vào men Cholinestraza
của hệ thần kinh và có cơ chế gây độc giống như nhóm lân hữu cơ. Đại diện cho
nhóm này như: carbofuran, carbaryl, carbosulfan, isoprocarb, methomyl…

3


- Nhóm Pyrethroid là những thuốc trừ sâu có nguồn gốc tự nhiên, là hỗn hợp
của các este khác nhau với cấu trúc phức tạp được tách ra từ hoa của những giống
cúc nào đó. Đại diện của nhóm này gồm cypermethrin, permethrin, fenvalarate,
deltamethrin,…
Ngoài ra, còn có một số nhóm khác như: các chất trừ sâu vô cơ (nhóm asen),
nhóm thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn, nấm, virus (thuốc trừ nấm,
trừ vi khuẩn…), nhóm các hợp chất vô cơ (hợp chất của đồng, thủy ngân, …).
1.1.3. Tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật [9]

Hầu hết hóa chất bảo vệ thực vật đều độc với con người và động vật máu
nóng ở các mức độ khác nhau. Theo đặc tính hóa chất bảo vệ thực vật được chia
làm hai loại: chất độc cấp tính và chất độc mãn tính.


Chất độc cấp tính: Mức độ gây độc phụ thuộc vào lượng thuốc xâm

nhập vào cơ thể. Ở dưới liều gây chết, chúng không đủ khả năng gây tử
vong, dần dần bị phân giải và bài tiết ra ngoài. Loại này bao gồm các hợp
chất Pyrethroid, những hợp chất Phốt pho hữu cơ, Carbamat, thuốc có
nguồn gốc sinh vật.


Chất độc mãn tính: Có khả năng tích luỹ lâu dài trong cơ thể vì chúng

rất bền, khó bị phân giải và bài tiết ra ngoài. Thuốc loại này gồm nhiều hợp
chất chứa Clo hữu cơ, chứa Thạch tín (Asen), Chì, Thuỷ ngân; đây là
những loại rất nguy hiểm cho sức khoẻ.
Hóa chất bảo vệ thực vật có thể thâm nhập vào cơ thể con người và động vật
qua nhiều con đường khác nhau; thông thường qua 03 đường chính: hô hấp, tiêu
hoá và tiếp xúc trực tiếp. Khi tiếp xúc với hóa chất bảo vệ thực vật, con người có
thể bị nhiễm độc cấp tính hoặc mãn tính, tùy thuộc vào phạm vi ảnh hưởng của
thuốc.
Nhiễm độc cấp tính: Là nhiễm độc tức thời khi một lượng đủ lớn hoá chất
bảo vệ thực vật thâm nhập vào cơ thể. Những triệu chứng nhiễm độc tăng tỉ lệ với

4


việc tiếp xúc và trong một số trường hợp nặng có thể dẫn tới tử vong. Biểu hiện

bệnh lý của nhiễm độc cấp tính: mệt mỏi, ngứa da, đau đầu, lợm giọng, buồn nôn,
hoa mắt chóng mặt, khô họng, mất ngủ, tăng tiết nước bọt, yếu cơ, chảy nước mắt,
sảy thai, nếu nặng có thể gây tử vong.
Nhiễm độc mãn tính: Là nhiễm độc gây ra do tích luỹ dần dần trong cơ thể.
Thông thường, không có triệu chứng nào xuất hiện ngay trong mỗi lần nhiễm. Sau
một thời gian dài, một lượng chất độc lớn 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 thư phát triển, gây đẻ quái thai, dị dạng, suy giảm trí nhớ và khả năng tập trung,
suy nhược nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gây tổn hại cho gan, thận và
não.
1.1.4. Tình hình tồn dƣ hóa chất bảo vệ thực vật trong rau quả
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 dư hóa chất bảo vệ thực vật trên
nông sản. Một số loại thuốc trừ sâu độc hại đã bị cấm sử dụng nhưng hiện vẫn có
nhiều người tìm cách đưa về nông thôn. Số mẫu rau, quả tươi có dư lượng hóa chất
bảo vệ thực vật chiếm từ 30-60%, trong đó số mẫu rau, quả có dư lượng hóa chất
bảo vệ thực vật vượt quá giới hạn cho phép chiếm từ 4-16%, một số hóa chất bảo vệ
thực vật bị cấm sử dụng như Methamidophos vẫn còn dư lượng 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 dư lượng thuốc trừ sâu, chiếm tỷ lệ 3,29%. Nấm rơm Trà Vinh, cần tây, cải thìa,
xà lách xong, bồ ngót, bông cải xanh (súp lơ), rau dền, cần... là những loại rau ăn lá
có tỷ lệ dư lượng thuốc trừ sâu cao (3,94%). Đặc biệt là tình trạng vượt nhiễm thuốc
trừ sâu đối với các loại rau củ quả, trái cây nhập khẩu từ Trung Quốc. Kết quả kiểm
tra của Chi cục bảo vệ thực vật TP.HCM cho thấy, có 5 trong tổng số 26 mẫu hàng
Trung Quốc được kiểm tra có kết quả lượng thuốc trừ sâu tồn dư cao, chiếm tỷ lệ
đến 19,23%. [3]

5

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. Kết quả có 11 mẫu
rau có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau. Ở các tỉnh phía Nam,
trên 35 mẫu rau và 5 mẫu quả lấy ở TP Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tiền Giang, kết
quả trên 50% mẫu có dư lượng 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
2.200 mẫu rau, quả tại ba chợ đầu mối (Bình Điền, Hóc Môn, Thủ Đức), phát hiện
50 mẫu dương tính (tỷ lệ 2,4%), cao hơn so với cùng kỳ năm 2008 là 1,3%. Còn tại
Bình Dương, phân tích gần 310 mẫu rau lấy ở các chợ, vùng sản xuất, bếp ăn tập
thể trong tám tháng đầu năm 2009 có gần 80 mẫu có dư lượng thuốc bảo vệ thực
vật. [11]
Trên thế giới, tại Ấn Độ, Cuộc điều tra được Bộ Nông nghiệp Ấn Độ tiến
hành trong một năm từ tháng 11 năm 2007 đến tháng 10 năm 2008 trên toàn đất
nước Ấn Độ. Kết quả là 18% rau và 12% hoa quả nội địa và nhập khẩu của Ấn Độ
đều có dư lượng thuốc trừ sâu, kể cả những loại thuốc trừ sâu bị cấm, trong đó 4%
lượng rau và 2% lượng hoa quả có dư lượng thuốc trừ sâu cao hơn mức cho phép.
Khoảng 18% (664 mẫu) trong tổng số 3.648 mẫu rau như mướp tây, cà chua, bắp
cải và súp lơ đều có dư lượng thuốc trừ sâu. Các loại rau như bắp cải, súp lơ và cà
chua có dư lượng thuốc trừ sâu lớn nhất. Các loại thuốc trừ sâu tìm thấy trong các
loại quả chủ yếu là chlorpyriphos, monocrotophos, profenophos và cypermethrin.[1]
1.1.5. Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật
Theo thống kê của Tổ chức Lao động Quốc tế ILO, trên thế giới, hàng năm
có trên 40.000 người chết vì ngộ độc rau trên tổng số 2 triệu người ngộ độc. Tại
Việt Nam, con số người bị ngộ độc cũng không nhỏ. Từ năm 1993 - 1998, hàng
chục ngàn người bị nhiễm độc do ăn phải rau quả còn dư lượng thuốc trừ sâu. Nặng
nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long, năm 1995 có 13.000 người nhiễm độc, trong đó
có 354 người chết. [8]

6

Năm 1990, một thống kê quý của Tổ chức y tế thế giới (WHO) cho thấy có
khoảng 25 triệu lao động trong ngành nông nghiệp bị nhiễm độc hóa chất bảo vệ
thực vật mỗi năm. Cho đến nay, chúng ta vẫn chưa có những con số ước tính trên
phạm vi toàn cầu, nhưng hiện có đến 1,3 tỷ lao động trong ngành nông nghiệp 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 ước tính trong một năm nước này có 300.000 ca
nhiễm độc và 5.000 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 hấp và tiêu hoá. Trong một cuộc khảo sát
của Liên hợp quốc, 88% nông dân Campuchia sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật đã
từng có triệu chứng nhiễm độc. [2]
1.2. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat
1.2.1. Giới thiệu chung
Thuốc trừ sâu carbamat là các dẫn xuất của acid cacbamic có tính độc trừ
sâu. Các thuốc carbamat thường không có tính độc vạn năng như thuốc lân hữu cơ.
Nhiều hợp chất trong nhóm tuy có hiệu lực cao với sâu hại nhưng không có tác
dụng trừ nhện hoặc chỉ có tác dụng trừ một số thuộc nhóm này mà không trừ được
nhóm sâu khác. Một số thuốc trong nhóm còn có cả tác dụng trừ tuyến trùng.
Về cơ chế tác động của thuốc trừ sâu carbamat tương tự như các thuốc trừ
sâu lân hữu cơ. Các thuốc carbamat kìm hãm men cholinesteraza bằng cách
cacbaryl hóa các vị trí hoạt động của toàn men. Quá trình cacbaryl hóa cũng là quá
trình thuận nghịch. Nhưng sự liên kết giữa các thuốc carbamat với cholinesteraza
thường không bền, nên có trường hợp sâu hại phục hồi được. Các thuốc lân hữu cơ
chỉ kết hợp với các gốc hoạt động của men, nên các thuốc lân hữu cơ có độ thủy
phân càng mạnh, càng dễ gây độc cho côn trùng ; ngược lại các thuốc carbamat chỉ
ức chế được men cholinesteraza khi toàn bộ phân tử của chúng gắn được lên bề mặt
của men. Các chất carbamat càng bền, càng ức chế men cholinesteraza mạnh. Cả
lân hữu cơ và carbamat đều kìm hãm vị trí men tác động, dẫn đến hệ thần kinh

7


không kiểm soát được, làm mất khả năng phối hợp giữa các cơ quan, giải phóng quá
mức hormon, sinh vật mất nước và chết.
Các thuốc carbamat an toàn với cây, ít độc đối với cá hơn các thuốc lân hữu
cơ; không tồn lưu quá lâu trên nông sản và môi trường sống. Độ độc của thuốc đối
với động vật máu nóng rất khác nhau, tùy thuộc vào loại thuốc.
Các chất chủ yếu thuộc nhóm bao gồm: carbaryl, methiocarb, pirimicarb,
oxamyl, carbendazim, propoxur, aminocarb, aldicarb…
1.2.2. Carbofuran [13]
Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu nhóm carbamat độc nhất, có tên
là 2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl methylcarbamate, tên thương mại là
Furadan, Curater.

Công thức phân tử: C12H15NO3.
M = 221,25g/mol.
tnc = 151C.
d = 1,18g/cm3.

Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu có độc tính cao đối với con
người. Nó có thể xâm nhập vào cơ thể qua hô hấp, qua miệng và qua da. Triệu
chứng khi bị ngộ độc carbofuran: buồn nôn, đau bụng, tiêu chảy, giảm tầm nhìn…
Ở liều cao có thể gây tử vong. Chỉ cần uống 1ml carbofuran cũng có thể dẫn tới tử
vong.
Theo WHO, mức hấp thụ hàng ngày cho phép (ADI) của carbofuran là
0,01mg/kg trọng lượng cơ thể. Liều gây chết trung bình đối với chuột qua miệng là
LD50 = 5mg/kg.

8


1.2.3. Carbaryl [20]
Carbaryl có tên là 1-naphthyl methylcarbamate, tên thương mại là Sevin, là
một loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat. Carbayl là tinh thể màu trắng, tan kém trong
nước nhưng tan nhiều trong dung môi phân cực như đimethyl sulfoxide và đimethyl
formaldehyde.

Công thức phân tử C12H11NO2.
M = 201,2g/mol.
ts = 145C.
d = 1,232g/cm3.

Carbaryl là một chất ức chế men cholinesteraza và có độc với con người. Nó
được xếp vào loại chất gây ung thư đối với con người. Carbaryl là một chất rắn, có
màu trắng hoặc xám tùy thuộc vào độ tinh khiết của nó, tinh thể không mùi.
Carbaryl là một thuốc trừ sâu có độc tính trung bình. Khi tiếp xúc với carbaryl có
thể gây ra ngộ độc cấp và mãn tính với các triệu chứng như: buồn nôn, chuột rút dạ
dày, tiêu chảy. Các triệu chứng khác ở liều lượng cao bao gồm đổ mồ hôi, làm mờ
của tầm nhìn, và co giật, ảnh hưởng đến phổi, thận và gan.
Mức hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép ADI của carbaryl là 0,1mg/kg trọng
lượng cơ thể. Đối với chuột, liều gây chết trung bình qua miệng LD50 = 250 –
850mg/kg, liều gây chết trung bình qua hô hấp LC50 = 0,005 – 0,023mg/kg.
1.2.4. Fenobucarb [21]
Fenobucarb có tên là 2-(1-Methylpropyl)phenol methylcarbamate, là một
loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat.

9

Công thức phân tử: C12H 17NO2
M = 207,3g/mol
ts = 32C
d = 1,035g/cm3
Fenobucarb tan kém trong nước, tan tốt trong các dung môi Acetone,
Benzene, Toluene, xylene. Fenobucarb được sử dụng làm thuốc trừ sâu trên lúa và
bông, rất độc hại đối với con người, nó ảnh hưởng đến hệ thần kinh, bộ phận sinh
sản, gây ung thư và ngộ độc cấp tính. Liều gây chết trung bình qua miệng đối với
chuột là 410mg/kg.
1.2.5. Propoxur [22]
Propoxur có tên theo IUPAC là 2-isopropoxyphenyl methylcarbamate, là
một dẫn xuất của carbamat và được sử dụng làm thuốc trừ sâu.

Công thức phân tử: C11H15NO3
M = 209,2g/mol
ts = 91C

Propoxur có độc tính cao đối với ruồi, muỗi, gián và bọ chét. Nó là chất có
độc tính cao với con người, nó có thể xâm nhập vào cơ thể qua hô hấp, qua đường
miệng và qua da. Triệu chứng ngộ độc propoxur: buồn nôn, đau bụng, ra mồ hôi,
tăng huyết áp, mắt mờ, mệt mỏi, khó thở. Propoxur nhiễm độc mãn tính đối với con
người gây ung thư, ảnh hưởng đến cơ quan sinh sản và hệ thần kinh trung ương.

10


Đối với chuột, liều gây chết trung bình qua miệng là 90 – 128mg/kg, qua da
là 800 – 1000mg/kg. Theo WHO, mức hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép ADI của
propoxur là 0,02mg/kg trọng lượng cơ thể

1.2.6. Giới hạn cho phép
Dư lượng là phần còn lại của hoạt chất, các sản phẩm chuyển hóa và các
thành phần khác có trong thuốc, tồn tại trên cây trồng, nông sản, đất, nước sau một
thời gian dưới tác động của hệ sống và điều kiện ngoại cảnh. Dư lượng của thuốc
được tính bằng mg thuốc có trong 1kg nông sản, đất hay nước.
Mức dư lượng tối đa cho phép (MRL) là giới hạn dư lượng của một loại
thuốc, được phép tồn tại về mặt pháp lí hoặc xem như có thể chấp nhận được ở
trong hay trên nông sản, thức ăn gia súc mà không gây hại cho người sử dụng và vật
nuôi khi ăn các nông sản đó.
Bảng 1. Mức dƣ lƣợng tối đa cho phép sử dụng thuốc trừ sâu carbamat ở một
số quốc gia. [6]

Quốc gia
Nhật Bản
Việt Nam

Đối tượng

Carbofuran Carbayl Propoxur Fenobucarb
(mg/kg)

(mg/kg)

(mg/kg)

(mg/kg)

0,3

3,0

1,0

0,3

5,0

3,0

Xoài
Táo, nho, lê

(Quyết định
46/2007/QĐ-

Cà chua, cà rôt

0,1

Trái cây

0,1

0,05

BYT)
EU

1.3. Các phƣơng pháp xác định
1.3.1. Phƣơng pháp cực phổ

11

1

0,05


Trong phương pháp này, người ta phân cực điện cực giọt thủy ngân bằng
một điện áp một chiều biến thiên tuyến tính với thời gian để nghiên cứu các quá
trình khử cực của chất phân tích trên điện cực đó. Vì vậy, thiết bị cực phổ gồm hai
phần chính là máy cực phổ và hệ điện cực bao gồm điện cực giọt thuỷ ngân và điện
cực so sánh. Đường cực phổ biểu diễn sự phụ thuộc của chiều cao cường độ dòng
với nồng độ chất phân tích. Để xác định các lượng nhỏ chất thường dùng cực phổ
cổ điển (10-3 – n.10-5). Để xác định các lượng chất cực nhỏ thường dùng các phương
pháp cực phổ hiện đại như cực phổ sóng vuông, cực phổ xung vi phân. [5]
A. Guiberteau , T. Galeano Diáz, F. Salinas và J.M. Ortiz [12] đã xác định
carbaryl và carbofuran bằng phương pháp cực phổ xung vi phân. Phương pháp được
ứng dụng xác định các mẫu nước sông. Các mẫu nước sau khi xử lí sẽ được xác
định bằng phương pháp cực phổ xung vi phân với các điều kiện sau: tốc độ quét
20mV/s (bước 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

10-4M và

của carbofuran từ 5.10-7 – 5.10-5M với độ lệch chuẩn tương đối tương ứng là 1,62
và 1,86%.
1.3.2. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử
Các tác giả Urmila Tamrakar, Vinay K. Gupta và Ajai K. Pillai [32] đã xác
định đồng thời 3 loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat bằng phương pháp quang phổ

hấp thụ phân tử. Phương pháp dựa trên sự tạo mầu của carbamat với thuốc thử paminoacetanlide. Khoảng nồng độ tuân theo định luật Lambert - Beer của carbaryl,
propoxur và carbosulfan tương ứng là 0,04 – 0,36µg/ml, 0,032 – 0,32µg/ml và 0,08
– 0,64µg/ml. Phương pháp đã được áp dụng để phân tích thuốc trừ sâu nhóm
carbamat trên các mẫu rau, đất, thức ăn, nước … với hiệu suất thu hồi khoảng 95%.
Tác giả L. Alvarez-Rodriguez [26] đã xác định thuốc trừ sâu carbamat như
carbaryl, bendiocarb, carbofuran, methiocarb, promecarb và propoxur bằng phương
pháp quang phổ hấp thụ phân tử tại bước sóng 510nm. Các thuốc trừ sâu được thủy
phân trong môi trường kiềm nhẹ tạo thành 1-naphtol hoặc phenolate, sau đó nó sẽ

12


tạo mầu với diazo trimethylanilin có chứa mixen natri dodecyl sunfat. Giới hạn phát
hiện của phương pháp trong khoảng 0,2 – 2mg/ml.
Phương pháp xác định carbosulfan bằng phương pháp quang phổ hấp thụ
phân tử đã được các tác giả Y.Koteswara Rao, K. Lokanath Swaroop,
P.Chiranjeevi, B. Rangamannar [35] đề cập. Carbosulfan được thủy phân trong
môi trường kiềm tạo thành hợp chất phenolic và tạo cặp với 2, 4-dimethoxy aniline
trong môi trường có chứa chất oxi hóa K2Cr2O7 để tạo thành một hợp chất mang
màu cyanogen. Chất cyanogen này được chiết vào chloroform tại pH=3,5 và đo phổ
tại bước sóng 430nm. Khoảng nồng độ tuân theo định luật Lambert - Beer của
carbosulfan là 0,1 – 1,0ppm. Độ thu hồi của phương pháp trên các mẫu nước uống,
gạo và lúa mì đều trên 93%.
Tác giả O. Bhargavi và cộng sự [31] đã phát triển một kĩ thuật quang phổ
hấp thụ phân tử đơn giản và nhạy xác định carbofuran trong các mẫu nước và mẫu
hạt. Carbofuran được thủy phân trong môi trường kiềm và tương tác với muối diazo
4, 4-azo-bis-3, 3’, 5, 5’-tetrabromo aniline tạo thành chất mầu đỏ và xác định tại
bước sóng 470nm. Khoảng tuân theo định luật Lambert - Beer của carbofuran là 0,1
– 16,0µg/ml .
Các phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử chỉ phân tích được một loại

carbamat nào đó hoặc phân tích đồng thời một số carbamat. Hơn nữa, phương pháp
có độ nhạy kém. Do đó, hiện nay phương pháp này rất ít được ứng dụng để phân
tích carbamat.
1.3.3. Phƣơng pháp phân tích dòng chảy (flow injection analysis – FIA)
Phân tích dòng chảy là một kĩ thuật phân tích động, trong đó mẫu phân tích ở
dạng lỏng được bơm vào dòng chất mang chuyển động liên tục. Sau đó trong vòng
phản ứng chất phân tích sẽ phản ứng với thuốc thử có trong dòng chất mang, hay
được bơm trực tiếp vào đầu vòng phản ứng, để tạo ra một sản phẩm có thể phát hiện
được theo một tính chất hóa lí nào đó nhờ một loại detector phù hợp. Các tính chất
hóa lí đó thường là: sự hấp thụ quang phân tử UV-VIS và nguyên tử, tính chất phát

13


xạ của nguyên tử, tính chất huỳnh quang, sự thay đổi chiết suất, tính chất điện hóa.
Ứng với mỗi tính chất người ta có một loại detector. [4]
Tác giả Ana M. García-Campana và cộng sự [23] đã phát triển phương pháp
mới để xác định carbaryl trong thực phẩm thực vật và nước tự nhiên bằng kĩ thuật
phân tích dòng chảy. Đối với mẫu nước, lọc qua màng lọc 0,45µm rồi tiến hành
phân tích. Đối với mẫu quả, tiến hành chiết mẫu bằng etylacetat và làm sạch qua
các loại cột chiết pha rắn như nhôm oxit, SAX, C18, silica. Hiệu suất chiết tốt nhất
khi sử dụng cột nhôm oxit. Carbayl chỉ phát huỳnh quang khi có của chất oxi hóa
KMnO4 trong môi trường kiềm nhẹ. Hệ thống phân tích dòng chảy để xác định
carbaryl gồm 3 kênh chứa 3 dung dịch khác nhau: NaOH, luminol và KMnO4. Tại
các điều kiện tối ưu, khoảng tuyến tính carbaryl từ 5 – 100ng/ml và giới hạn phát
hiện là 4,9ng/ml. Đây là một phương pháp đơn giản, nhanh và dễ dàng kết hợp với
phương pháp sắc ký lỏng để xác định đồng thời một số carbamat.
Một phương pháp xác định carbaryl bằng kĩ thuật phân tích dòng chảy sử
dụng detector UV – Vis đã được các tác giả Karim D. Khalaf, A. Morales-Rubio và
M. de la Guardia [25] nghiên cứu. Mẫu được chiết với xylen và bơm vào hệ thống

phân tích dòng chảy. Tại đây, carbaryl sẽ phản ứng với naphtholate và dung dịch paminophenol 50pg/ml trong sự có mặt của dung dịch KIO4 0,004M để tạo thành
hợp chất mang màu iodophenol. Chất này được xác định bằng detector UV – Vis
tại bước sóng 596nm. Hệ thống phân tích dòng chảy gồm 4 kênh: p-aminophenol,
IO4-, H2O và NaOH. Phương pháp có giới hạn phát hiện 26,5ng/ml với tần suất bơm
mẫu 110 lần/giờ. Độ thu hồi carbaryl trên các nền mẫu khác nhau khá cao từ 95 –
102%.
Một phương pháp phân tích dòng chảy sử dụng detector huỳnh quang để xác
định carbofuran đã được đề cập. Phương pháp dựa trên phản ứng của carbofuran với
KMnO4 và luminol trong môi trường kiềm nhẹ sẽ tạ thành hợp chất màu.
Carbofuran bị oxi hóa tạo thành anion 3-aminophthalate – dạng kích thích bền và
được xác định bằng detector huỳnh quang. Khoảng tuyến tính của carbofuran từ

14


0,06 – 0,5µg/ml, giới hạn phát hiện 0,02µg/ml. Phương pháp đã ứng dụng thành
công xác định dư lượng carbofuran trong mẫu rau diếp.[24]
Phương pháp phân tích dòng chảy có ưu điểm là nhanh, thiết bị phân tích dễ
kiếm và rẻ tiền. Tuy nhiên, phương pháp không thể xác định đồng thời các chất
carbamat. Do vậy, phương pháp cũng ít được ứng dụng để phân tích carbamat.
1.3.4. Phƣơng pháp điện di mao quản
Ling Wang và cộng sự [34] đã tách và xác định dư lượng thuốc trừ sâu
carbamat bằng phương pháp điện di mao quản đẳng áp. Cột mao quản có đường
kính 75µm được 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 ưu, 10 carbamat đã được tách nhanh trong
vòng 20 phút. Các mẫu rau được làm sạch qua SPE. Phương pháp có giới 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%. Phương pháp đã được áp dụng để xác định 10 loại carbamat trong
một số loại rau.
Xác định dư lượng fenoxycarb trong lúa mì bằng phương pháp điện di mao
quản khô và phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao. Các mẫu bột mì được chiết
với aceton rồi được làm sạch bằng cách chiết lỏng-lỏng với diclometan. Phương
pháp HPLC sử dụng detector UV tại bước sóng  = 199nm, cột C18 và pha động là
MeOH : H2O = 6 : 4 (theo thể tích). Phương pháp điện di sử dụng mao quản đường
kính 50µm x 48,5cm x 48cm chiều dài hiệu dụng, thế giữa hai đầu là 30kV, dung
dịch đêm CH3COONH4 20mM (pH=9) trong 95% MeOH. Cả hai phương pháp đều
có giới han phát hiện thấp 0,008mg/kg đối với HPLC và 0,024mg/kg đối với điện di
mao quản khô và hiệu suất thu hồi cao trên 85%. Hai phương pháp đã được ứng
dụng để xác định fenoxycarb trong các mẫu lúa mì.[28]
Phương pháp sắc ký mao quản điện động học mixen đã xác định đồng thời
aldicarb, carbofuran và một số dạng chuyển hóa của nó trong nước bề mặt. Các mẫu
được được làm sạch qua cột chiết pha rắn có chứa 500mg than hoạt tính. Các chất

15


được tách bằng hệ thống sắc ký mao quản điện động học mixen sử dụng cột mao
quản có đường kính 75µm, chiều dài hiệu dụng của cột 50cm. Các chất được tách
trong môi trường đệm natri borat/acid clohidric (20mM, pH=8) và sử dụng natri
dodecyl sunfat 140mM làm chất hoạt động bề mặt để tạo ra các mixen. Các điều
kiện chạy máy: điện thế tách 23kV, thời gian bơm mẫu 12s, nhiệt độ cột tách 25C
và detector UV tại bước sóng 210nm. Phương pháp có giới hạn phát hiện từ 2 –
7,4µg/l, độ thu hồi cao từ 77 – 97% với độ lệch chuẩn tương đối 2 – 7%.[15]
Kĩ thuật điện di mao quản là một kĩ thuật mới được phát triển khoảng hơn 10
năm trở lại đây. Đây là một kĩ thuật có thời 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

được nghiên cứu và chưa có nhiều loại thuốc trừ sâu được xác định bằng phương
pháp này.
1.3.5. Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao
Tác giả Elvira Grou và cộng sự [16] đã xác định thuốc bảo vệ thực vật
carbamat trong đất và nước bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao sử dụng
detector UV ở bước sóng 254nm. Các mẫu nước được chiết lỏng lỏng với
diclometan, các mẫu đất được làm sạch bằng cột florisil. Dịch chiết được đem cô
quay đến cạn, hòa cặn bằng 1ml metanol và đem đo. Giới hạn phát hiện của phương
pháp đối với mẫu nước từ 0,005 – 0,01µg/g, đối với mẫu đất từ 0,05 – 0,1µg/g.
Tác giả Feng Tang và cộng sự [17] đã xác định dư lượng thuốc trừ sâu nhóm
carbamat trong sau bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao HPTLC tại 2
bước sóng  = 243nm và  = 207nm. Phương pháp có hiệu suất thu hồi từ 70,13 –
103,7% tại nồng độ 1 – 5mg/kg
Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao sử dụng detetor huỳnh quang xác
định đồng thời các chất carbamat như aldicarb, propoxur, carbofuran, carbaryl và
methiocarb trong mật. Mẫu được chiết bằng methanol và cho qua cột florisil để làm
sạch. Sử dụng dung môi diclometan:hexan = 1:1 rửa giải các chất carbamat ra khỏi
cột. Dịch rửa giải đem cô quay ở 40C đến cạn và hòa cặn bằng 1ml acetonitril. Các

16


chất carbamat được tách và xác định đồng thời bằng hệ thống sắc ký lỏng với
detector huỳnh quang ghép nối với tiền cột. Phương pháp có giới hạn phát hiện thấp
từ 4 – 5ng/g và độ thu hồi tương đối cao từ 72,02 – 92,02% ứng với nồng độ từ 50 –
200ng/g.[18]
Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao là một phương pháp thông dụng để
xác định các hợp chất hữu cơ. Phương pháp này đã được ứng dụng để xác định
đồng thời các chất carbamat. Tuy nhiên, phương pháp có độ nhạy kém khi sử dụng
detector UV, còn khi sử dụng detector huỳnh quang, phương pháp có độ nhạy tốt

hơn nhưng chỉ có thể nhận biết chất phân tích thông qua thời gian lưu. Đối với
những nền mẫu phức tạp, các chất phân tích rất dễ bị ảnh hưởng bởi nền mẫu, nếu
chỉ dựa vào thời gian lưu sẽ rất khó để có thể khẳng định chất cần phân tích.
1.3.6. Phƣơng pháp sắc ký khí
Xác định ethylcarbamat trong đồ uống bằng phương pháp sắc ký khí với
detector bắt điện tử và sắc ký khí khối phổ. Các mẫu được pha loãng bằng ethanol
10% rồi được chiết bằng diclometan. Dịch chiết được đem cô đến gần cạn và đem
đo. Phương pháp này đã được đánh giá ở 5 phòng thí nghiệm với 4 phòng sử dụng
detector ECD và 1 phòng sử dụng detector MS. Giới hạn phát hiện của phương
pháp thấp, khoảng 5µg/kg đối với detector ECD và 0,5µg/kg đối với detector
MS.[14]
Xác định thuốc trừ sâu carbamat và nhóm nito hữu cơ trong thực phẩm bằng
phương pháp sắc ký khí khối phổ. Phương pháp đã xác định đồng thời 29 loại thuốc
trừ sâu trong một số thực phẩm như táo, khoai tây, gạo, chuối… Mẫu được chiết
bằng aceton và được làm sạch bằng 3 loại cột chiết pha rắn khác nhau: cột
diatomaceous, cột diatomit kết hợp với cột C18, cột florisil. Hiệu suất chiết các mẫu
thực phẩm bằng 3 loại cột đều trên 80%. Sau đó, mẫu được xác định bằng phương
pháp sắc ký khí khối phổ. Chương trình chạy khối phổ được chia làm 7 cửa sổ thời
gian lưu và mỗi cửa sổ có từ 10 – 15 mảnh ion con. Giới hạn phát hiện của phương
pháp thấp từ 0,01 – 0,1µg/ml. [27]

17


Xác định đa dư lượng thuốc trừ sâu trong nước táo bằng phương pháp sắc ký
khí khối phổ. Mẫu nước táo được chiết bằng phương pháp khuếch tán trên nền pha
rắn diatomaceous (tảo cát) và rửa giải bằng dung môi hexan:diclometan = 1:1 tốc độ
5ml/phút. Phương pháp có độ thu hồi 70 – 110% và hệ số biến thiên từ 1,62 –
18,3% với khoảng nồng độ 0,01 – 0,2mg/kg. [33]
Phương pháp sắc ký khí đã được ứng dụng rộng rãi để xác định các hóa chất

bảo vệ thực vật như các chất clo hữu cơ, lân hữu cơ, pyrethroid và carbamat. Tuy
nhiên phương pháp chỉ phân tích được những chất dễ bay hơi, còn các chất khó bay
hơi thì phải tạo dẫn xuất nên tốn thời gian và hóa chất. Hơn nữa, để phân tích được
đồng thời các chất thì cần thời gian phân tích dài. Do vậy, phương pháp ít được ứng
dụng để phân tích carbamat.
1.3.7. Phƣơng pháp sắc ký lỏng khối phổ
Gianni Sagratini và cộng sự [19] đã xác định dư lượng thuốc trừ sâu
carbamat và phenylure trong một số loại quả bằng phương pháp vi chiết pha rắn và
sắc ký lỏng khối phổ. Điều kiện chiết mẫu tối ưu ở nhiệt độ 20C, thời gian hấp phụ
mẫu là 90 phút và thể tích mẫu 1ml. Các sợi silica được phủ 3 loại chất hấp phụ:
cacbowax 50µm, polydimetylsiloxan/divinylbenzen (PDMS/DVB) 60µm và
polyacrylat 85µm. Giới hạn định lượng của phương pháp từ 0,005 – 0,05µg/ml, tùy
thuộc từng chất. Phương pháp đã được ứng dụng để xác định thuốc trừ sâu trong
các mẫu quả.
Xác định đồng thời hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat và lân hữu cơ
trong rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ. Mẫu được chiết bằng
acetonitril, sau đó được tách bằng cách chiết pha rắn khuếch tán (dispersive – SPE)
với chất hấp phụ là primary secondary amine (amin bậc một hai). Hiệu suất thu hồi
cao, từ 70 – 110% với RSD < 8%. Giới hạn phát hiện thấp 0,5 – 10ng/ml, túy
thuộc từng chất. Phương pháp đã được ứng dụng để xác định thuốc trừ sâu trong rau
quả. Trong 25 mẫu rau quả được lấy từ các chợ, gần 70% mẫu chứa một hoặc vài

18