Nghiên cứu xây dựng quy trình xác định dư lượng glyphosate trong môi trường ứng dụng đánh giá dư lượng glyphosate tại các trang trại trồng nho huyện tuy phong tỉnh bình thuận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

----------------------

LÊ THANH TÂM

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC
ĐỊNH DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE TRONG MÔI
TRƢỜNG - ỨNG DỤNG ĐÁNH GIÁ DƢ LƢỢNG
GLYPHOSATE TẠI CÁC TRANG TRẠI TRỒNG
NHO HUYỆN TUY PHONG TỈNHBÌNH THUẬN
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trƣờng
Mã số ngành: 60520320

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

----------------------

LÊ THANH TÂM

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC
ĐỊNH DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE TRONG MÔI
TRƢỜNG - ỨNG DỤNG ĐÁNH GIÁ DƢ LƢỢNG
GLYPHOSATE TẠI CÁC TRANG TRẠI TRỒNG
NHO HUYỆN TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trƣờng
Mã số ngành: 60520320
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. THÁI VĂN NAM

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2018


CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. THÁI VĂN NAM

Luận văn Thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Trƣờng Đại học Công nghệ TP. HCM
ngày 13 tháng 03 năm 2018.
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
TT

Họ và tên

Chức danh Hội đồng

1

GS. TSKH. Nguyễn Trọng Cẩn

Chủ tịch

2

PGS. TS. Lê Mạnh Tân

Phản biện 1

3

TS. Thái Vũ Bình

Phản biện 2

4

PGS. TS. Huỳnh Phú

Ủy viên

5

TS. Nguyễn Thị Hai

Ủy viên, Thƣ ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã đƣợc
sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV


TRƢỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TP. HCM, ngày……tháng……năm 2018

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên

Giới tính : Nam

: LÊ THANH TÂM

Ngày, tháng, năm sinh : 22/01/1981
Chuyên ngành

: Kỹ Thuật Môi Trƣờng

Nơi sinh

: Bình thuận

MSHV

: 1641810008

I- Tên đề tài:
Nghiên cứu xây dựng qui trình xác định dƣ lƣợng Glyphosate trong môi trƣờng Ứng dụng đánh giá dƣ lƣợng Glyphosate tại các trang tại trồng nho Huyện Tuy
Phong Tỉnh Bình Thuận.
II- Nhiệm vụ và nội dung:
Nghiên cứu xây dựng qui trình xác định dƣ lƣợng Glyphosate trong môi trƣờng.
Ứng dụng phân tích mẫu đất, nƣớc, trái nho qua đó đánh giá dƣ lƣợng Glyphosate
tại các trang trại trồng nho Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận.

III- Ngày giao nhiệm vụ: 16/09/2017
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 31/03/2018
V- Cán bộ hƣớng dẫn: PGS. TS. THÁI VĂN NAM
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong Luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này
đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn
gốc.

Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Lê Thanh Tâm

i


LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật môi trƣờng với đề tài “Nghiên cứu xây dựng qui
trình xác định dƣ lƣợng Glyphosate trong môi trƣờng - Ứng dụng đánh giá dƣ
lƣợng Glyphosate tại các trang trại trồng nho Huyện Tuy Phong Tỉnh Bình
Thuận” là kết quả của quá trình cố gắng không ngừng của bản thân và đƣợc sự
giúp đỡ, động viên khích lệ của các Thầy, bạn bè đồng nghiệp và ngƣời thân. Qua
trang viết này tôi xin gửi lời cảm ơn tới những ngƣời đã giúp đỡ tôi trong thời gian
học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua.
Tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với Thầy giáo PGS.TS Thái
Văn Nam đã trực tiếp tận tình hƣớng dẫn cũng nhƣ cung cấp tài liệu thông tin khoa
học cần thiết cho luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trƣờng Đại học Công nghệ Thành phố
HCM, Khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trƣờng đã tạo điều kiện cho
tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc Trung tâm Dịch vụ Phân
tích Thí nghiệm Thành phố HCM, Phòng Phân tích sắc ký cùng các đồng nghiệp ở
Labo GCMS đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện Luận văn.
Học viên
Lê Thanh Tâm

ii


TÓM TẮT
Glyphosate sẽ tồn dƣ trong đất, trái nho và nƣớc ngầm sau khi đƣợc sử dụng
để diệt cỏ. Glyphosate có khả năng gây ô nhiễm nƣớc mặt do các mô hình sử dụng
nƣớc vì nó hấp thụ các hạt đất bị lơ lửng trong dòng chảy. Glyphosate cao hơn mức
cho phép sẽ gây tác động xấu đến môi trƣờng và sinh thái xung quanh.
Hiện nay, Việt Nam chƣa xây dựng qui chuẩn xác định Glyphosate trong môi
trƣờng và thực phẩm, nên mục tiêu của đề tài hƣớng tới là:
(1) Xây dựng qui trình phân tích Glyphosate trong môi trƣờng và thực phẩm.

(2) Ứng dụng đánh giá dƣ lƣợng Glyphosate trong đất, nƣớc, trái nho tại
Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận.
Để thực hiện đƣợc mục tiêu trên thì đề tài này đã sử dụng các phƣơng pháp
nhƣ sau:
(1) Phƣơng pháp phân tích để xác định nồng độ Glyphosate là sắc kí khí đầu
dò khối phổ (mass spectrometry) kết hợp với kỹ thuật lấy mẫu và chiết
mẫu đƣợc phát triển theo phƣơng pháp của Hiệp hội Các nhà Hoá học
Nông nghiệp (AOAC Official Method 2000.05).
(2) Phƣơng pháp xây dựng đƣờng chuẩn, phƣơng pháp đảm bảo chất lƣợng
kết quả phân tích (QA/QC).
(3) Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp.
(4) Xác định hiệu suất thu hồi, độ lập lại và độ tái lặp của phƣơng pháp.
Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng nồng độ Glyphosate còn tồn dƣ trong đất, nƣớc
và trái nho với hàm lƣợng từ 0,5 – 1,5 mg/kg trong đất, từ 0,05 – 0,14 mg/kg trong
trái nho và từ 1,0 – 20,0 µg/L trong nƣớc.
Glyphosate tồn dƣ trong đất, nƣớc và trái nho có rủi ro cho những ngƣời nông
dân sử dụng nguồn nƣớc ngầm và ngƣời tiêu dùng khi sử dụng trái nho. Đặc biệt
cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn để các nhà quản lí kiểm soát và bảo vệ chất
lƣợng môi trƣờng.

iii


ABSTRACT
Glyphosate will remain in the soil, grapes and water after being used to kill the
grass. Glyphosate is capable of causing water pollution for water use patterns as it
absorbs suspended particles in the flow. Higher levels of glyphosate will harm the
environment and the surrounding ecosystem.
Currently, Vietnam has not developed standards for glyphosate determination
in the environment and food, so the aim of the project is to:

(1) Develop a process for analyzing glyphosate in the environment and food.
(2) Application of Glyphosate Residue Assessment in Soil, Water and Grape
at Tuy Phong District of Binh Thuan Province.
To achieve the above objectives, the subject has used the following methods:
(1) Analytical methods to determine glyphosate concentrations are gas

chromatographs of mass spectrometry coupled with sampling and
extraction techniques developed by the American Association of
Agricultural Chemists (AOAC Official Method 2000.05).
(2) Methods of constructing benchmarks, quality assurance methods (QA /
QC).
(3) Determine detection limits and quantitative limits of the method.
(4) Determine recovery, repeatability, and repeatability of the method.
The results indicate that Glyphosate concentrations remain in soil, water and
grapes at levels of 0.5 - 1.5 mg/kg in soil, at levels of 0.05 - 0.14 mg/kg in grapes
and at levels of 1.0 - 20.0 μg/L in the water.
Glyphosate residues in soil, water and grapes are risky for farmers using
underground water and consumers when using grapes. In particular, there is a need
for more extensive research so that managers can control and protect the quality of
the environment.

iv


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
TÓM TẮT ................................................................................................................ iii
ABSTRACT ............................................................................................................. iv
MỤC LỤC ..................................................................................................................v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ ix
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................x
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... xi
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1.TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI................................................................................................ 1
2.TÍNH MỚI ĐỀ TÀI ............................................................................................................ 3
3.MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ........................................................................................................... 3
4.NỘI DUNG ĐỀ TÀI ........................................................................................................... 3
5.PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................................... 5
5.1.Phƣơng pháp luận ............................................................................................................ 5
5.2.Phƣơng pháp thực hiện .................................................................................................... 6
5.2.1.Phƣơng pháp tổng hợp và biên hội tài liệu ................................................................... 6
5.2.2.Phƣơng pháp điều tra thực địa ...................................................................................... 7
5.2.3.Phƣơng pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu ........................................................................... 7
5.2.4.Phƣơng pháp phân tích ................................................................................................. 7
5.3.Phƣơng pháp thống kê, và xử lý số liệu ........................................................................... 8
5.4.Phƣơng pháp so sánh ....................................................................................................... 8
5.5.Phƣơng pháp kế thừa ....................................................................................................... 8
6.ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU.................................................................... 9
6.1.Đối tƣợng nghiên cứu ...................................................................................................... 9
6.2.Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................................... 9

v


7.Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN ....................................................... 9
7.1.Ý nghĩa khoa học ............................................................................................................. 9
7.2.Ý nghĩa thực tiễn .............................................................................................................. 9

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ......10

1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GLYPHOSATE ....................................................... 10
1.1.1.Tính chất của Glyphosate ........................................................................................... 10
1.1.2.Nguồn gốc phát sinh Glyphosate ................................................................................ 11
1.1.3.Ảnh hƣởng của thuốc diệt cỏ Glyphosate đến môi trƣờng và sức khoẻcon ngƣời .... 15
1.2.TỔNG QUAN VỀ DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE TRONG MÔI TRƢỜNG VÀ THỰC
PHẨM .................................................................................................................................. 17
1.3.TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH GLYPHOSATE ........................... 19
1.3.1.Nguyên tắc hoạt động hệ thống sắc ký ion (IC) ......................................................... 19
1.3.2.Nguyên tắc hoạt động hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) .......................... 20
1.3.3.Nguyên tắc hoạt động hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC-MS/MS) ................ 23
1.3.4.Nguyên tắc hoạt động hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ (GCMS – Gas
Chromatography Mass Spectrometry) ................................................................................. 24
1.3.5.Qui trình phân tích Glyphosate trong nông sản của AOAC ....................................... 26
Hình 11: Qui trình phân tích Glyphosate trong nông sản của AOAC ................................. 26
1.4.TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ GLYPHOSATE ....................................................... 27
1.4.1.Tình hình nghiên cứuvề Glyphosate trên thế giới....................................................... 27
1.4.2.Tình hình nghiên cứu về Glyphosate ở Việt Nam ...................................................... 28
1.4.3.Hƣớng phát triển trong nghiên cứu này ...................................................................... 31
1.5.VÀI NÉT ĐẶT TRƢNG VỀ HUYỆN TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN .............. 31
1.6.ĐIỀU KIÊN KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA HUYỆN TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN
............................................................................................................................................. 39

vi


1.7.VÀI NÉT VỀ TÌNH HÌNH TRỒNG NHO Ở HUYỆN TUY PHONG TỈNH BÌNH
THUẬN ............................................................................................................................... 40

CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................41
2.1.VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ........................................................................................... 41

2.1.1.Dụng cụ lấy mẫu và bảo quản ..................................................................................... 41
2.1.2.Vật tƣ, thiết bị phụ trợ ................................................................................................. 43
2.1.3.Hoá chất ...................................................................................................................... 45
2.1.4.Các dung dịch chuẩn ................................................................................................... 45
2.1.5.Thiết bị GC/MS/MS.................................................................................................... 45
2.1.6.Mẫu phân tích ............................................................................................................. 46
2.2.PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................. 47
2.2.1.Tối ƣu các thông số trên thiết bị GC/MS/MS ............................................................. 47
2.2.2.Độ chọn lọc ................................................................................................................. 48
2.2.3.Xây dựng đƣờng chuẩn ............................................................................................... 49
2.2.3.1.Nền mẫu nƣớc: ......................................................................................................... 49
2.2.3.2.Nền mẫu đất: ............................................................................................................ 50
2.2.3.3.Nền trái nho: ............................................................................................................ 52
2.2.4.Khảo sát giới hạn đo của phƣơng pháp ....................................................................... 53
2.2.5.Hiệu suất thu hồi, độ lập lại và độ tái lập của phƣơng pháp ....................................... 53

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................55
3.1.XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH GLYPHOSATE ................................... 55
3.1.1.Đƣờng chuẩn Glyphosate trên nền mẫu nƣớc, đất, trái nho ....................................... 55
3.1.2.Tính toán hiệu suất thu hồi, độ lặp lại, độ tái lập của phƣơng pháp ........................... 55
3.1.3.Tính toán giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp ..................... 56
3.1.4.Sơ đồ qui trình xử lý mẫu ........................................................................................... 58
3.2.ĐÁNH GIÁ DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE .................................................................. 62

vii


3.2.1.Sơ đồ vị trí các điểm lấy mẫu ..................................................................................... 62
3.2.2.Kết quả nồng độ Glyphosate ở các vị trí lấy mẫu ....................................................... 66
3.2.2.1.Kết quả nồng độ Glyphosate trong đất ở khu vực nghiên cứu ................................ 66

3.2.2.2.Kết quả nồng độ Glyphosate trong nước ở khu vực nghiên cứu ............................. 67
3.2.2.3.Kết quả nồng độ Glyphosate trong trái nho ở khu vực nghiên cứu ......................... 68
3.2.3.Đánh giá nồng độ Glyphosate ở khu vực nghiên cứu ................................................. 69
3.3.ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ KIỂM SOÁT DƢ LƢỢNG
GLYPHOSATE TRONG CANH TÁC NÔNG NGHIỆP ................................................... 70

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ....................................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................75

viii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
GC-MS/MS

: Gas chromatography mass spectrometry (Sắc ký khí ghép khối
phổ hai lần liên tiếp)

GC-ECD

: Sắc ký khí đầu dò bắt điện tử

GC-FID

: Sắc ký khí đầu dò ion hóa ngọn lửa

GC-NPD

: Sắc ký khí đầu dò Nitơ, photpho

IC

: Sắc ký ion

HPLC

: Sắc ký lỏng hiệu nâng cao

LC-MS/MS

: Sắc ký lỏng ghép khối phổ

IS

: Internal standard (nội chuẩn)

EFs

: Emission factors (Tổng hệ số phát thải)

EPA

: Environmental Protection Agency (Cơ quan bảo vệ môi trƣờng
Hoa Kỳ)

HCM

: Hồ Chí Minh

OEHHA

: The Office of Environmental Health Hazard Assessment (Văn
phòng đánh giá rủi ro về sức khỏe môi trƣờng)

WHO

: World Health Organization (Tổ chức y tế thế giới)

IRAC

: Cơ quan Nghiên cứu Ung thƣ Quốc tế

EFSA

: Cơ quan An toàn thực phẩm châu Âu

ECHA

: Ủy ban Hóa chất châu Âu

AOAC

: Association of Official Agricultural Chemists (Hiệp hội Các nhà
Hoá học Nông nghiệp)

ix


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1: Diện tích và sản lƣợng nông sản Tỉnh Bình thuận ........................................2

Bảng 2: Giới hạn Glyphosate trong thực phẩm ........................................................ 17
Bảng 3: Kết quả phân tích Glyphosate tại Trung tâm phân tích thí nghiệm Tp HCM18
Bảng 4: Sự đa dạng quần thể côn trùng trong khảo nghiệm ..................................... 30
Bảng 5: Sự đa dạng thành phần một số loài sâu hại trong khảo nghiệm .................. 30
Bảng 6:Đặc trƣng khí hậu ......................................................................................... 32
Bảng 7:Các đặc trƣng của 07 sông chính .................................................................. 34
Bảng 8: Dân số theo cơ cấu hành chính ................................................................... 36
Bảng 9: Thông số làm việc của máy GC-MS/MS .................................................... 47
Bảng 10: Thời gian lƣu, Mass và năng lƣợng va đập của các chất ........................... 48
Bảng 11: Nồng độ thêm chuẩn vào mẫu nƣớc đối chứng để xây dựng đƣờng chuẩn50
Bảng 12: Nồng độ thêm chuẩn vào nền mẫu đất để xây dựng đƣờng chuẩn ............ 51
Bảng 13: Nồng độ thêm chuẩn vào nền mẫu trái nho để xây dựng đƣờng chuẩn .... 52
Bảng 14: Nồng độ và thể tích thêm chuẩn mẫu trắng để xác định độ lặp lại, độ tái
lặp .............................................................................................................................. 53
Bảng 15: thông số đƣờng chuẩn trên nền mẫu nƣớc, đất, trái nho ........................... 55
Bảng 16: Các thông số phê duyệt tổng hợp .............................................................. 56
Bảng 17: Tính toán giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp .... 57
Bảng 18: Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp ................... 57
Bảng 19: Nồng độ Glyphosate trong đất ở khu vực nghiên cứu ............................... 66
Bảng 20: Nồng độ Glyphosate trong nƣớc ngầm ở khu vực nghiên cứu.................. 67
Bảng 21: Nồng độ Glyphosate trong nƣớc kênh ở khu vực nghiên cứu ................... 68
Bảng 22: Nồng độ Glyphosate trong trái nho ở khu vực nghiên cứu ....................... 69
Bảng 23: Dƣ lƣợng glyphosate trong nƣớc mặt trên thế giới ................................... 72

x


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1: Sơ đồ nội dung nghiên cứu ............................................................................6
Hình 2: Cấu trúc phân tử của hợp chất Glyphosate ..................................................10

Hình 3: Dự kiến sử dụng glyphosate ở Mỹ vào năm 2013 và tổng số sử dụng ƣớc
tính từ năm 1992-2013 ..............................................................................................12
Hình 4: Chu trình của glyphosate trong môi trƣờng .................................................14
Hình 5: Các con đƣờng đi của Glyphosate vào cơ thể ngƣời ...................................16
Hình 6: Thành phần cơ bản của sắc kí ion ................................................................17
Hình 7: Sơ đồ hệ thống HPLC .................................................................................. 18
Hình 8: Cơ chế phân mãnh của hệ thống ................................................................. 20
Hình 9: Sơ đồ cấu tạo đầu dò khối phổ…………………………………………….24
Hình 10: Cấu tạo đầu dò khối phổ Triple Quad ........................................................25
Hình 11: Qui trình phân tích Glyphosate trong nông sản của AOAC ......................27
Hình 12: Vị trí địa lý vùng tỉnh Bình Thuận .............................................................31
Hình 13: Sơ đồ phân tích địa hìnhtỉnh BìnhThuận ...................................................33
Hình 14: Bản đồ Huyện Tuy phong ..........................................................................37
Hình 15: Máy lắc mẫu tự động .................................................................................44
Hình 16: Máy siêu âm ...............................................................................................44
Hình 17: Hệ thống máy GC/MS/MS TSQ 8000 .......................................................46
Hình 18: Sắc ký đồ dung dịch chuẩn, blank mẫu, mẫu thêm chuẩn .........................49
Hình 19: Đƣờng chuẩn Glyphosate trên nền mẫu nƣớc............................................50
Hình 20: Đƣờng chuẩn Glyphosate trên nền mẫu đất ...............................................51
Hình 21: Đƣờng chuẩn Glyphosate trên nền mẫu trái nho .......................................53
Hình 22: Qui trình xử lý mẫu nƣớc ...........................................................................61
Hình 23: Qui trình xử lý mẫu đất ..............................................................................60
Hình 24: Qui trình xử lý mẫu trái nho.......................................................................61
Hình 25: Sơ đồ vị trí lấy mẫu ....................................................................................62
Hình 26: Vị trí lấy mẫu nƣớc ngầm ..........................................................................63
Hình 27: Vị trí lấy mẫu nƣớc kênh ao .......................................................................63
Hình 28: Vỏ thuốc trừ cỏ Glyphosate .......................................................................59
Hình 29: Lấy mẫu trái nho ........................................................................................64
Hình 30: Vị trí lấy mẫu đất .......................................................................................64
Hình 31: Mẫu đƣợc đƣa về Phòng thí nghiệm ..........................................................65

xi


MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI
Trong thập niên vừa qua, việc sử dụng chất diệt cỏ họ organophosphate –
glyphosate [(N-phosphonomethyl) glycine] ngày càng trở nên phổ biến và hiện nay
là một trong những thuốc diệt cỏ đƣợc sử dụng nhiều nhất trên thế giới [11]. Sau khi
đƣợc phun tƣới, glyphosate nhanh chóng bị hấp thụ trong đất và sau đó đi vào hệ
thống nƣớc ngầm và nƣớc bề mặt (sông ngòi) [12]. Sở dĩ glyphosate đƣợc sử dụng
rộng rãi là do tính hiệu quả cao và đƣợc cho là an toàn đối với môi trƣờng do nó
thƣờng gắn kết với chất keo của đất và bị phân hủy bởi vi khuẩn có trong đất.
Nhƣng cũng chính vì vậy đã làm gia tăng việc sử dụng glyphosate tràn lan dẫn tới
sự biến đổi gen cây trồng kháng glyphosate và gia tăng lƣợng glyphosate đi vào hệ
thống nƣớc [13]. Dƣ lƣợng glyphosate giờ đây đƣợc tìm thấy trong nhiều loại mẫu
bao gồm cả mẫu thực vật [16]. Nồng độ tối đa cho phép của glyphosate trong nƣớc
uống tại Mỹ là 0,70 mg/L [17] và 0,1 g/L tại Liên Hiệp Châu Âu [18].
Thời gian gần đây, dƣ luận đặc biệt quan tâm tới vấn đề nông dân lạm dụng
thuốc trừ cỏ Glyphosate trong sản xuất nông nghiệp. Lƣợng thuốc trừ cỏ mà nông
dân sử dụng tăng 20 - 30% so với 5 năm trƣớc, đáng chú ý là nông dân đang sử
dụng nồng độ thuốc tăng 1 - 2 lần so với khuyến cáo. Trong quá trình điều tra thực
địa, chúng tôi chọn khu vực trồng Nho tại tỉnh Bình Thuận cho nghiên cứu này.
Bình thuận là tỉnh thuộc vùng duyên hải Nam Trung bộ, nằm liền kề với vùng kinh
tế trọng điểm phía Nam, cách Tp HCM gần 200 km. Thời gian qua, Bình Thuận đã
tập trung phát triển nông nghiệp gắn với tái cơ cấu ngành theo hƣớng bền vững.
Đặc biệt, nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao đã đƣợc Bình Thuận xác định là yếu
tố then chốt nhằm tạo bƣớc đột phá trong quá trình hội nhập. Nho, Thanh long là
cây trồng chủ lực của Bình Thuận, với tổng diện tích khoảng 21.000 ha, tổng sản
lƣợng khoảng 400.000 tấn (chiếm 73,2 % diện tích và 76,9 % sản lƣợng toàn quốc).

1


Bảng 1: Diện tích và sản lƣợng nông sản Tỉnh Bình thuận
Diện tích
Sản lƣợng
ha
Tỷ trọng trong cả
Tấn
Tỷ trọng trong
nƣớc (%)
cả nƣớc (%)
Việt Nam
28.700
100
520.000
100
Bình Thuận
21.000
73,2
400.000
76,9
Tiền Giang
3.139
10,9
56.823
10,9
Long An
2.748

9,5
42.303
8,1
Nguồn: Vinafruit, Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Bình thuận
Thuốc trừ cỏ là tiến bộ trong sản xuất nông nghiệp hiện nay, làm nông nghiệp
hiện đại không thể không dùng thuốc trừ cỏ. Hầu hết nông dân sử dụng thuốc trừ cỏ
trong trồng trọt để giảm công lao động, ngại nhổ cỏ thủ công vì loại thuốc này diệt
cỏ nhanh, mạnh, diệt tận gốc, giá lại rẻ... Tuy nhiên, thuốc trừ cỏ chỉ có ý nghĩa về
mặt kinh tế nếu sử dụng theo nguyên tắc 4 đúng trong sử dụng thuốc BVTV (đúng
thuốc, đúng lúc, đúng nồng độ và liều lƣợng, đúng cách) thì mới không gây ra
những hậu quả đáng tiếc. Việc lạm dụng loại hoá chất này đang gây ra nhiều hệ luỵ,
tác động tiêu cực đến môi trƣờng sinh thái và sức khỏe con ngƣời.
Việc xác định glyphosate trong môi trƣờng và nông nghiệp gây ra rất nhiều
vấn đề khó khăn do nó là một hợp chất có phân tử lƣợng nhỏ, có độ phân cực rất
cao và khả năng tan trong nƣớc rất lớn và ít tan trong dung môi hữu cơ. Hơn nữa,
nó có cấu trúc tƣơng tự nhƣ những thành phần có trong cây nhƣ amino acid nên sẽ
gây nhiễu trong quá trình phân tích. Ngoài ra, glyphosate có khả năng hấp thụ mạnh
vào những thành phần khoáng chất hoặc hữu cơ có trong các tầng địa chất [12, 19]
và tạo ra phức cation kim loại [20] gây ra khó khăn cho việc cô lập và phân tích.
Những khó khăn trong việc xác định glyphosate đã và đang gây nên nhiều vấn đề
trong việc khảo sát chất lƣợng môi trƣờng. Ví dụ nhƣ ở Đan Mạch chỉ gần đây mới
phát hiện ra sự ô nhiễm rộng khắp hệ thống nƣớc ngầm [21]. Những ảnh hƣởng
khác của glyphosate đã có thể đƣợc phát hiện nếu có đƣợc những phƣơng pháp
phân tích hiệu quả và dễ dàng. Nhiều phƣơng pháp sắc ký đã đƣợc phát triển cho
việc phân tích glyphosate nhƣ sắc ký khí đầu dò NPD (GC-NPD), điện di mao quản
(CE), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) [22]. Tuy nhiên, những phƣơng pháp trên

2

có độ nhạy kém, độ chọn lọc và độ tin cậy không tốt. Do đó, chúng tôi tiến hành
nghiên cứu xây dựng qui trình xác định Glyphosate bằng phƣơng pháp Sắc ký khí
ghép khối phổ đầu dò ba tứ cực (GC-MS/MS) nhằm tăng độ chính xác, độ tin cậy
và độ chọn lọc, đáp ứng giới hạn cho phép tối đa của Việt Nam và Quốc tế.
Tại Việt nam, Glyphosate hiện chƣa đƣợc kiểm soát chặt chẽ, việc đánh giá
dƣ lƣợng chƣa đƣợc thực hiện rộng rãi. Việc lạm dụng hiệu quả trừ cỏ của
Glyphosate có thể sẽ ảnh hƣởng đến môi trƣờng và sức khỏe của ngƣời nông dân sử
dụng phun thuốc, ảnh hƣởng đến ngƣời dân sống ở khu vục lân cận, và đặc biệt là
ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng các sản phẩm nhƣ trái nho do một số
ngƣời tiêu dùng ăn cả vỏ nho có chứa dƣ lƣợng. Do đó, trong nghiên cứu này,
chúng tôi tiến hành xây dựng qui trình xác định Glyphosate trong môi trƣờng và
ứng dụng kiểm tra dƣ lƣợng, đánh giá tồn dƣ Glyphosate trong đất, nƣớc và trái
nho. Điều này là rất cần thiết, giúp các cơ quan quản lý nhà nƣớc kiểm soát đƣợc
tồn dƣ, đánh giá mức độ ô nhiễm để xây dựng những tiêu chuẩn cần thiết.
2. TÍNH MỚI ĐỀ TÀI
Các mẫu đƣợc xác định hàm lƣợng Glyphosate bằng phƣơng pháp GCMS/MS. Đây là phƣơng pháp phân tích hiện đại, có độ chính xác, độ tin cậy và độ
chọn lọc cao, đáp ứng giới hạn cho phép tối đa của Việt Nam và Quốc tế.
Nghiên cứu này giúp các cơ quan quản lý nhà nƣớc có thêm công cụ để kiểm
soát tồn dƣ Glyphosate trƣớc thực trạng lạm dụng hiệu quả diệt cỏ của Glyphosate
và ứng dụng rộng rãi của Glyphosate trên cây trồng biến đổi gen GMO.
3. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI


Xây dựng đƣợc qui trình xác định Glyphosate với độ chính xác, độ tin
cậy và độ chọn lọc cao, giới hạn phƣơng pháp thấp.



Đánh giá đƣợc mức độ tồn dƣ Glyphosate trong đất, nƣớc và trái nho tại
Xã Phƣớc Thể, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận.

4. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu xây dựng qui trình phân tích hàm lƣợng
Glyphosate bằng phƣơng pháp GC-MS/MS, xác định dƣ lƣợng Glyphosate trong

3


trái nho và đất tại Xã Phƣớc Thể, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận nhằm kiểm
soát tồn dƣ và đánh giá mức độ ô nhiễm glyphosate. Để thực hiện đƣợc vậy thì
nghiên cứu gồm các nội dung sau:


Nội dung 1: Tổng hợp, biện hội các tài liệu liên quan đến:
 Xây dựng qui trình phân tích dƣ lƣợng Glyphosate trong các mẫu môi
trƣơng khác nhau.
 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trƣờng và tình hình trồng nho
tại Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận.
 Các nghiên cứu liên quan đến Glyphosate trên thế giới và tại Việt
Nam.
 Ảnh hƣởng của Glyphosate đến sức khỏe ngƣời nông dân và ngƣời
tiêu dùng.



Nội dung 2: Xây dựng qui trình phân tích hàm lƣợng Glyphosate bằng
phƣơng pháp GC-MS/MS.
 Nghiên cứu tối ƣu các thông số của máy GC-MS/MS về độ chọn lọc,
độ nhạy, độ tuyến tính, độ tin cậy, giới hạn phát hiện, giới hạn định
lƣợng trên thiết bị GC-MS/MS tại Trung tâm phân tích thí nghiệm Tp

HCM.
 Nghiên cứu xây dựng qui trình tách chiết mẫu phù hợp với điều kiện
của Trung tâm phân tích thí nghiệm Tp HCM.
 Thẩm định các thông số của phƣơng pháp nhƣ: hiệu suất thu hồi, độ
lập lại, độ tái lập, giới hạn phát hiện của phƣơng pháp, giới hạn định
lƣợng của phƣơng pháp.



Nội dung 3: Đánh giá mức độ tồn dƣ glyphosate
 Thiết lập sơ đồ lấy mẫu đất, nƣớc và trái nho.
 Tiến hành lấy mẫu đất, nƣớc và trái nho.
 Phân tích mẫu xác định dƣ lƣợng glyphosate trong đất, nƣớc và trái
nho.

4


 Thiết lập bảng kết quả nồng độ Glyphosate đất, nƣớc và trái nho tại
các điểm lấy mẫu.


Nội dung 4: Đề xuất các giải pháp kiểm soát việc phân phối, sử dụng
Glyphosate tại các trang trại trồng nho Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình
Thuận.

5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5.1.

Phƣơng pháp luận

Có nhiều phƣơng pháp phân tích dƣ lƣợng Glyphosate khác nhau tùy vào

điều kiện của từng phòng thí nghiệm khác nhau. Do đó, Chúng tôi tiến hành
nghiên cứu xây dựng qui trình phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất, trang thiết
bị, hóa chất tại Trung tâm phân tích thí nghiệm Tp HCM.Phƣơng pháp sắc ký khí
ghép khối phổ đầu dò ba tứ cực GC-MS/MS là một phƣơng pháp hiện đại, có độ
chọn lọc, độ chính xác và độ tin cậy cao, đƣợc quốc tế công nhận và sử dụng để
phân tích Glyphosate.
Vấn đề ô nhiễm Glyphosate trong môi trƣờng và tồn dƣ của nó trên các sản
phẩm là mối quan tâm ngày càng lớn của con ngƣời. Con ngƣời khi tiếp xúc với
đất, nƣớc và thực phẩm có chứa Glyphosate thì sẽ bị phơi nhiễm Glyphosate qua
đƣờng tiêu hóa, hô hấp và qua da. Để đánh giá đƣợc rủi ro sức khỏe chúng tôi
tiến hành khảo sát thực địa khu vực trồng Nho ngƣời nông dân có dùng
glyphosate để diệt cỏ, khảo sát ngƣời tiêu dùng. Tiến hành lấy mẫu đất, nho, để
phân tích đánh giá dƣ lƣợng.

5


Mục tiêu nghiên cứu

Tổng hợp, biện hội tài liệu liên quan

Khảo sát thực địa

Xây dựng qui trình phân tích

Phân tích mẫu

Lấy mẫu

Đánh giá dƣ lƣợng

Đề xuất giải pháp

Hình 1: Sơ đồ nội dung nghiên cứu
5.2.

Phƣơng pháp thực hiện

5.2.1 Phƣơng pháp tổng hợp và biên hội tài liệu
Nghiên cứu cần đọc các tài liệu trong nƣớc đã nghiên cứu về Glyphosate.
Ngoài ra, còn phải đọc thêm tài liệu nƣớc ngoài xem các nƣớc có mối quan tâm
về Glyphosate hay không? Sau đó tổng hợp tài liệu, xem ƣu nhƣợc điểm và khả
năng áp dụng đƣợc các nghiên cứu vào điều kiện thực tế của phòng thí nghiệm.
Trƣớc hết nghiên cứu cần tìm tài liệu về các nghiên cứu nồng độ Glyphosate có
trong các mẫu phân tích tại Trung tâm Phân tích thí nghiệm Tp HCM. Sau khi
tìm hiểu về các tài liệu, nghiên cứu đã chọn phƣơng pháp phân tích trên thiết bị
GC – MS/MS.
Thu thập các tài liệu về đánh giá rủi ro về sức khỏe đối với ngƣời.
Từ tất cả các tài liệu đó góp phần làm nền tảng cho nghiên cứu này.

6


5.2.2 Phƣơng pháp điều tra thực địa
Nghiên cứu các khu vực nông dân sử dụng Glyphosate để diệt cỏ. Chọn địa
điểm để lấy mẫu thích hợp. Tham khảo với các nghiên cứu trƣớc. Do khinh phí
có hạn nên trong nghiên cứu này bƣớc khởi đầu chọn địa điểm lấy mẫu ở khu
vực trồng nho, tại Xã Phƣớc Thể, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình thuận.

5.2.3 Phƣơng pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu
Lựa chọn thời điểm lấy mẫu: vào thời điểm trái nho chín chuẩn bị thu
hoạch. Vị trí lấy mẫu đất, nƣớc, trái nho hợp lý, đúng phƣơng pháp lấy mẫu, mẫu
phải đại diện cho khu vực nghiên cứu. Mẫu đất đƣợc lấy theo TCVN 7538-2:
2005, mẫu nƣớc đƣợc lấy theo TCVN 6663-1:2011, mẫu trái nho đƣợc lấy theo
TCVN 9017:2011 sẽ đƣợc trình bày chi tiết ở Chƣơng 2, phần 2.1.1.
Mẫu sau khi lấy về cần đƣợc bảo quản trong môi trƣờng thật tốt tránh sự
thất thoát làm giảm bớt nồng độ glyphosate. Các mẫu sau khi lấy sẽ đƣợc bảo
quản ở nơi thoáng mát sau khi phân tích trong 3 tháng. Các mẫu phải đƣợc chiết
trong vòng 7 ngày và dung dịch chiết phải đƣợc phân tích trong vòng 1 ngày sau
khi chiết.
5.2.4 Phƣơng pháp phân tích
Để phân tích hàm lƣợng Glyphosate có nhiều phƣơng pháp để phân tích, có
thể bằng IC, HPLC, LC-MS/MS. Trong nghiên cứu này chúng tôi lựa chọn
phƣơng pháp phân tích GC-MS/MS với độ nhạy, độ tin cậy cao, độ chọn lọc tốt.


Ứng dụng hệ thống GC-MS/MS

Phân tích dƣ lƣợng PCBs, PAHs, trong các nền mẫu thực phẩm, môi
trƣờng, nƣớc… theo yêu cầu của các cơ quan quản lý trong và ngoài nƣớc.
Phân tích các hóa chất POPs (Persistent Organic Pollutants) trong môi
trƣờng, thực phẩm…
Phân tích các dƣ lƣợng thuốc trừ sâu trong thực phẩm, thủy hải sản với giới
hạn phát hiện đáp ứng yêu cầu khắt khe của các nƣớc Nhật, châu Âu…
Phân tích các độc chất trong thực phẩm (3-MCPD, Histamin, Melamine…)

7

Phân tích các hormone tăng trƣởng trong các nền mẫu thịt, thức ăn chăn
nuôi nhƣ học beta-agonist (Clenbuterol và Salbutamol), Testosterol, DES… hỗ
trợ các cơ quan chức năng trong công tác kiểm soát chất lƣợng và bảo đảm vệ
sinh an toàn thực phẩm của các sản phẩm lƣu hành trên thị trƣờng.
Phân tích các chất thuộc nhóm Phthalate (đặc biệt là DEHP) trong các nền
mẫu thực phẩm, thôi nhiễm từ bao bì… theo yêu cầu của Bộ Y tế và các cơ quan
quản lý khác.
Phân tích các chất thuộc nhóm Nitroimidazole, thuốc diệt nấm Fungicides
trong thủy sản, trái cây và các loại rau quả.
Phân tích 22 hợp chất amin thơm sinh ra do từ thuốc nhộm azo trong sản
phẩm dệt may theo quy định của Bộ Công thƣơng (QCVN 01:2010/BCT).
Phân tích nhận danh, định tính các tinh dầu và các hợp chất hữu cơ khác.
5.3.

Phƣơng pháp thống kê, và xử lý số liệu
Thống kê, xử lý số liệu sau khi đã phân tích và thu thập đƣợc để khai thác

có hiệu quả những số liệu thực tế, nhằm rút ra những nhận xét và kết luận khoa
học, khách quan đối với những vấn đề cần nghiên cứu.
Các kết quả đƣợc sử dụng phần mềm Excel và SPSS để sử lý số liệu.
5.4.

Phƣơng pháp so sánh
Dùng số liệu nghiên cứu đƣợc so sánh với các số liệu có đƣợc của các quốc

gia khác nhƣ: cơ quan bảo vệ môi trƣờng của Mỹ, Canada, Australia, Pháp và
Khối liên minh Châu Âu (EU) để đánh giá mức độ ô nhiễm Glyphosate tại các
trang trại trồng nho Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận.
5.5.

Phƣơng pháp kế thừa
Dùng số liệu nghiên cứu và các phƣơng pháp nghiên cứu trƣớc để ứng dụng

vào trong nghiên cứu này.
Cụ thể các phƣơng pháp sẽ đƣợc trình bày ở chƣơng 2.

8


6. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
6.1.

Đối tƣợng nghiên cứu
Xây dựng đƣợc qui trình xác định Glyphosate với độ chính xác, độ tin cậy

và độ chọn lọc cao, giới hạn phƣơng pháp thấp.
Nghiên cứu nồng độ Glyphosate có trong đất, nƣớc và tồn dƣ trên trái nho.
Qua đó đánh giá đƣợc mức độ tồn dƣ glyphosate trong đất, nƣớc và trái nho tại
các trang trại trồng nho Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận.
6.2.

Phạm vi nghiên cứu
Do kinh phí có hạn, chi phí phân tích mẫu cao, chúng tôi chi khảo sát khu

vực trồng nho tại Xã Phƣớc thể, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận ngƣời nông
dân có sử dụng Glyphosate để diệt cỏ.
7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
7.1.

Ý nghĩa khoa học

Phƣơng pháp phân tích Glyphosate đƣợc xây dựng trên nền tảng phƣơng

pháp của Hiệp hội các nhà Hóa học Nông nghiệp (AOAC Official Method
2000.05) đƣợc chúng tôi cải tiến phân tích trên thiết bị GC-MS/MS, cách xử lý
mẫu đơn giản, rút ngắn thời gian phân tích, tiết kiệm đƣợc dung môi, hóa chất
giảm chất thải nguy hại góp phần bảo vệ môi trƣờng.
Phƣơng pháp và số liệu của đề tài là nền tảng cho các nghiên cứu liên quan
sau này cũng nhƣ sử dụng trong giảng dạy, học tập.
Nghiên cứu này một lần nữa khẳng định sự quan trọng trong việc đánh giá
rủi ro tiềm ẩn do tiếp xúc hàm lƣợng Glyphosate của những ngƣời tiêu dùng các
sản phẩm nông sản.
7.2.

Ý nghĩa thực tiễn
Nghiên cứu góp phần đƣa ra những cảnh báo đối với con ngƣời, từ đó

những ngƣời quản lí phải có biện pháp để hạn chế rủi ro đối với ngƣời tiêu dùng
và ngƣời nông dân.

9


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
LIÊN QUAN
1.1.

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GLYPHOSATE

1.1.1. Tính chất của Glyphosate
Glyphosate (công thức hóa học C3H8NO5P) là hóa chất BVTV thuộc nhóm

cơ phốt pho, đƣợc sử dụng làm thuốc diệt cỏ hậu nảy mầm (diệt cỏ sau khi đã mọc)
do có khả năng ngăn cản enzym EPSPS, loại enzym tham gia vào quá trình sinh
tổng hợp axit amin thơm, các vitamin, protein, và nhiều quá trình trao đổi thứ cấp
của cây trồng. Glyphosate bền trong đất và nƣớc, với thời gian bán phân hủy là hơn
1 tháng.

Hình 2: Cấu trúc phân tử của hợp chất Glyphosate


Ƣu điểm:



Glyphosate là thuốc trừ cỏ có phổ tác động rộng, diệt trừ đƣợc hầu
hết các lọai cỏ đa niên và cỏ hàng niên. Đặc biệt thuốc có hiệu quả
cao và kéo dài đối với một số lọai cỏ khó trừ những cỏ tranh, cỏ mắc
cỡ, lau sậy, cỏ ống.



Glyphosate có tác động lƣu dẫn, có thể xâm nhập vào bên trong thân
qua bộ lá và các phần xanh của cây cỏ rồi di chuyển đến tất cả các bộ
phận của cây (kể cả rễ và thân ngầm) nên diệt cỏ rất triệt để và hữu
hiệu trong việc ngăn cản cỏ mọc trở lại.



Glyphosate thuộc nhóm độc III, độ độc với ngƣời sử dụng thấp hơn
so với các loại thuốc trừ cỏ hoạt chất Gramaxone (nhóm độc II),
LD50 = 5,0 mg/kg.

10