(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu sàng lọc các thuốc bảo vệ thực vật trong mẫu nước tưới và mẫu rau trên thiết bị sắc kí lỏng khối phổ phân giải cao LC HRMS
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.26 MB, 95 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***------------
LÊ MINH THÙY
NGHIÊN CỨU SÀNG LỌC CÁC THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT
TRONG MẪU NƯỚC TƯỚI VÀ MẪU RAU TRÊN THIẾT BỊ
SẮC KÍ LỎNG KHỐI PHỔ PHÂN GIẢI CAO (LC/HRMS)
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2019
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***------------
LÊ MINH THÙY
NGHIÊN CỨU SÀNG LỌC CÁC THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT
TRONG MẪU NƯỚC TƯỚI VÀ MẪU RAU TRÊN THIẾT BỊ
SẮC KÍ LỎNG KHỐI PHỔ PHÂN GIẢI CAO (LC/HRMS)
Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 8440112.02
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Trần Mạnh Trí
TS. Vũ Đức Nam
Hà Nội - 2019
LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc
gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 104.04-2018.331.
Lời đầu tiên, em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Trần
Mạnh Trí- Giảng viên Khoa Hóa học- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội,
TS. Vũ Đức Nam- Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ- Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã gợi ý đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều
kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Em cũng
trân trọng cảm ơn TS. Chu Đình Bính- Viện Kỹ thuật Hóa học- Trường Đại học Bách
khoa Hà Nội đã giúp đỡ và chỉ bảo tận tình trong thời gian thực hiện luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo giảng dạy tại Khoa Hóa học- Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, đặc biệt là các thầy cơ trong bộ mơn Hóa Hữu cơ
cũng như bộ mơn Hóa Phân tích đã giúp em tiếp cận những kiến thức quý báu, tạo nền
tảng cho em được học tập và nghiên cứu trong môi trường hiện đại.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo, các đồng nghiệp tại
Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ- Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tơi được học tập và hồn thành đề tài
này.
Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên, giúp
đỡ, chia sẻ cùng tôi.
Hà Nội, ngày 22 tháng 5 năm 2019
Học viên
Lê Minh Thùy
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................
MỤC LỤC ........................................................................................................................
DANH MỤC VIẾT TẮT..................................................................................................
DANH MỤC BẢNG BIỂU ..............................................................................................
DANH MỤC HÌNH VẼ ...................................................................................................
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ........................................................................................... 2
1.1. Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật ................................................................ 2
1.1.1.
Giới thiệu chung về hóa chất bảo vệ thực vật ............................................... 2
1.1.2.
Các dạng hóa chất bảo vệ thực vật được sản xuất trên thị trường ................. 3
1.1.3.
1.1.3.1.
Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật ................................................................ 3
Nhóm cơ clo (Clo hữu cơ) ...................................................................... 4
1.1.3.2.
1.1.3.3.
1.1.3.4.
Nhóm cơ phốt pho (Lân hữu cơ) ............................................................ 4
Nhóm cơ nito .......................................................................................... 4
Nhóm pyrethroid (họ cúc tổng hợp) ....................................................... 4
1.1.4.
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật ...................................................... 5
1.4.1.1. Ảnh hưởng đến môi trường ............................................................................... 5
1.1.4.2. Ảnh hưởng tới con người và động vật ............................................................... 6
1.1.5.
Thực trạng và tình hình kiểm soát thuốc BVTV ở Việt Nam ....................... 7
1.2. Tổng quan về phương pháp phân tích dư lượng thuốc BVTV trong mẫu rau và
mẫu nước ...................................................................................................................... 10
1.2.1.
Phương pháp phân tích sắc ký ..................................................................... 10
1.2.2.
Phương pháp xử lý mẫu trong phân tích hóa chất BVTV ........................... 14
CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM ................................................................................... 17
2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất, chất chuẩn ................................................................. 17
2.1.1. Thiết bị ................................................................................................................ 17
2.1.2. Dụng cụ............................................................................................................... 17
2.1.3. Hóa chất .............................................................................................................. 17
2.1.4. Chất chuẩn và chuẩn bị dung dịch chuẩn ........................................................... 17
2.2. Đối tượng phân tích ............................................................................................... 20
2.3. Thu thập và bảo quản mẫu..................................................................................... 20
2.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 23
2.4.1.
Phương pháp phân tích đồng thời đa nhóm dư lượng hóa chất BVTV trên
thiết bị LC-HRMS ........................................................................................................ 23
2.4.2. Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu ......................................................................... 23
2.4.3.
Phân tích mẫu thực ...................................................................................... 24
2.5. Thực nghiệm .......................................................................................................... 24
2.5.1. Phân tích trên thiết bị UPLC- Orbitrap MS ........................................................ 24
2.5.1.1. Chương trình sắc ký......................................................................................... 24
2.5.1 .2. Điều kiện phân tích khối phổ Orbitrap MS .................................................... 25
2.5.2.
Xử lý mẫu .................................................................................................... 26
2.5.2.1. Mẫu nước ......................................................................................................... 26
2.5.2.2. Mẫu rau ............................................................................................................ 27
2.5.3. Ảnh hưởng của nền mẫu trong phân tích LC-Orbitrap MS đối với mẫu rau ..... 29
2.5.4.
Độ chính xác khối và cơ chế phân mảnh .................................................... 31
2.5.5. Đánh giá độ ổn định của tín hiệu phân tích và kiểm soát chất lượng................. 31
2.5.6. Xử lý số liệu ....................................................................................................... 32
2.5.7. Phân tích mẫu thực ............................................................................................. 32
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 33
3.1. Tối ưu hóa điều kiện sắc ký ................................................................................... 33
3.2. Tối ưu hóa điều kiện khối phổ Orbitrap và Độ chính xác khối .......................... 38
3.3. Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp phân tích ........................................... 44
3.3.1. Độ ổn định của tín hiệu phân tích ....................................................................... 44
3.3.2.
Khoảng tuyến tính ....................................................................................... 45
3.3.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp ............................ 48
3.3.4. Hiệu suất của quá trình chiết .............................................................................. 49
3.4. Kết quả phân tích mẫu thực ................................................................................... 52
3.4.1.
Mẫu nước ..................................................................................................... 52
3.4.2. Mẫu rau ............................................................................................................... 55
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN .......................................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 58
CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN..................
DANH MỤC VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
ACN
Acetonitrile
Acetonitrile
ADI
Acceptable daily intake
Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận
được
APCI
Atmospheric pressure ionization
Ion hóa tại áp suất khí quyển
BVTV
Bảo vệ thực vật
Bộ Nơng nghiệp và phát triển nơng
thơn
BNNPTNT
BYT
Bộ Y tế
C
Concentration
Nồng độ
CI
Chemical impact
Tương tác hóa học
Certificated reference Material
Mẫu đối chứng được chứng nhận
CRM
CTPT
DCM
Công thức phân tử
Dichlormethane
Dichlormethane
EI
Electron ionization
Ion hóa va chạm điện tử
EN
European Nations
Liên minh Châu Âu
ESI
Electrospray ionization
Ion hóa va chạm điện tử
Ethanol
Ethanol
EU
European union
Hội đồng Châu Âu
FA
Formic acid
Axit formic
Found agriculture organization
Tổ chức Nông nghiệp và lương
thực Liên hợp quốc
FWHM
Full width at half maximum
Độ rộng lớn nhất tại ½ chiều cao
pic
GC-MS
Gas chromatography- mass spectrometry
Sắc ký khí ghép nối khối phổ
Ultrahigh performance liquid
chromatography- high resolution mass
spectrometry
Sắc ký lỏng (siêu hiệu năng cao)
ghép nối khối phổ (phân giải cao)
MDL
Method of detection limit
Giới hạn phát hiện của phương
pháp
MeOH
Methanol
Methanol
Matrix effect
Ảnh hưởng của nền mẫu
MQL
Method of quantification limit
Giới hạn định lượng của phương
pháp
MRL
Method of residue limit
Dư lượng tối đa
Mass per
Tỷ lệ giữa khối lượng và điện tích
EtOH
FAO
(UP)LC-(HR)MS
ME
m/z
Chữ viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
OPs-
Organophosphorus groups
Nhóm cơ photpho (Lân hữu cơ)
ppb
Part per billion
Nồng độ/hàm lượng phần tỉ
ppm
Part per million
Nồng độ/hàm lượng phần triệu
Recovery
Hiệu suất tồn bộ q trình xử lý
mẫu
RE
Recovery extraction
Hiệu suất chiết mẫu
RF
Fluorescence detector
Đầu dò huỳnh quang
Relative standard deviation
Độ lệch chuẩn tương đối
RT
Retention time
Thời gian lưu
SD
Standard deviation
Độ lệch chuẩn
SE
Solvent extraction
Chiết dung mơi
R
RSD
Spic
SPE
Diện tích pic
Solid phase extraction
Chiết pha rắn
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TLTK
Tài liệu tham khảo
V
WHO
Volume
Thể tích
World health organization
Tổ chức Y tế thế giới
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1. Quy định của Việt Nam về ngưỡng cho phép của hoạt chất BVTV ............. 9
Bảng 1. 2. Phương pháp phân tích đa nhóm dư lượng thuốc BVTV ........................... 12
Bảng 2. 1. Danh mục 53 hoạt chất BVTV phân tích trên thiết bị LC- Orbitrap MS ... 18
Bảng 2. 2. Chuẩn bị các dung dịch chuẩn làm việc...................................................... 19
Bảng 2. 3. Chuẩn bị các dung dịch chuẩn làm việc có nội chuẩn ................................ 20
Bảng 2. 4. Thơng tin mẫu nước mặt phân tích trong luận văn ..................................... 20
Bảng 2. 5. Các mẫu rau phân tích trong luận văn......................................................... 22
Bảng 2. 6. Chương trình gradient pha động ................................................................. 25
Bảng 3. 1. Thời gian lưu của chất phân tích trong dung dịch chuẩn và nền mẫu ........ 36
Bảng 3. 2. Độ chính xác khối của các chất phân tích trong dung dịch chuẩn và trong nền
mẫu ............................................................................................................................... 40
Bảng 3. 3. Thông tin về phân mảnh của các chất phân tích ......................................... 42
Bảng 3. 4. Độ lệch chuẩn tương đối của tín hiệu phân tích khi phân tích lặp lại liên tục
trong ngày và ở điều kiện nhiệt độ khác nhau .............................................................. 44
Bảng 3. 5. Phương trình đường chuẩn của các chất phân tích ..................................... 46
Bảng 3. 6. MDL và MQL của phương pháp phân tích ................................................. 48
Bảng 3. 7. ME, RE, R (%) của quá trình chiết mẫu ..................................................... 50
Bảng 3. 8. Kết quả phân tích mẫu nước mặt tại 5 khu vực .......................................... 52
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Hóa chất Bảo vệ thực vật ............................................................................... 2
Hình 1. 2. Chu trình phát tán của hóa chất BVTV trong hệ sinh thái nơng nghiệp ....... 5
Hình 1. 3. Sơ đồ thiết bị sắc ký lỏng khối phổ phân giải cao ....................................... 13
Hình 1. 4. Cấu trúc Orbitrap MS .................................................................................. 14
Hình 2. 1. Vị trí lấy mẫu nước tưới .............................................................................. 21
Hình 2. 2. Điều kiện nhận biết chất bằng khối phổ phân giải cao Orbitrap MS .......... 26
Hình 2. 3. Quy trình xử lý mẫu nước ........................................................................... 27
Hình 2. 4. Quy trình xử lý mẫu rau .............................................................................. 29
Hình 2. 5 Thiết kế thí nghiệm đánh giá độ thu hồi, ảnh hưởng của nền mẫu và độ thu
hồi tồn bộ q trình xử lý mẫu rau.............................................................................. 30
Hình 3. 1. Sắc đồ tổng phân tách đồng thời đa nhóm 53 hoạt chất BVTV trên các cột
pha đảo khác nhau: (a) cột PFP Hypersil GOLD, (b) cột Hypersil ODS, (c) cột
HyperClone ................................................................................................................... 34
Hình 3. 2. Cấu tạo của pha tĩnh PFP............................................................................. 34
Hình 3. 3. Sắc đồ 3 chất phân tích trong dung mơi và nền mẫu rau (a) (đợt 1), trong
dung môi và nền mẫu nước (b) (đợt 2) ......................................................................... 36
Hình 3. 4. Phân mảnh của Carbaryl (phân tích trên chế độ FullMS-confirmation) ..... 39
Hình 3. 5. Độ ổn định của 3 chất chuẩn đồng hành trong dung dịch chuẩn và trong mẫu
nước .............................................................................................................................. 45
Hình 3. 6. Hàm lượng hoạt chất BVTV phát hiện trong mẫu nước ............................. 54
Hình 3.7. Sự phân bố một số hoạt chất BVTV trong các mẫu nước mặt ở 5 làng rau trên
địa bàn Hà Nội .............................................................................................................. 55
Hình 3. 8. Sắc đồ mẫu rau cải cúc (a) và rau xà lách (b) .............................................. 56
MỞ ĐẦU
Hóa chất bảo vệ thực vật được coi là một công cụ quan trọng trong việc bảo vệ
mùa màng, giữ vững an ninh lương thực đối với quốc gia phát triển nền sản xuất kinh
tế nông nghiệp chủ yếu như Việt Nam. Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, sử
dụng các hóa chất này đã có nhiều sự thay đổi mạnh mẽ, nhiều hoạt chất mới có phương
thức tác động khác trước, hiệu lực cao, liều lượng thấp với dịch hại ra đời. Tuy nhiên,
việc lạm dụng, thiếu kiểm sốt và sử dụng các hóa chất sai quy trình đã để lại nhiều hậu
quả nghiêm trọng như: phá vỡ cân bằng hệ sinh thái đồng ruộng, gây ô nhiễm nguồn
nước, ô nhiễm môi trường sống, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của không chỉ người tiêu
dùng mà cịn tới chính những người trực tiếp tham gia sản xuất. Thực tế, đã có rất nhiều
cơng trình nghiên cứu, tài liệu khoa học, báo cáo công bố về phân tích hóa chất bảo vệ
thực vât. Tuy nhiên, đa phần đều nghiên cứu thực nghiệm trên từng nhóm hóa chất riêng
biệt như cơ clo, cơ photpho, carbamate…đối với thiết bị sắc ký khí hoặc sắc ký lỏng
chứ chưa có nhiều cơng bố về phân tích đồng thời đa nhóm dư lượng các hoạt chất này
trên hệ thống sắc ký lỏng. Mặt khác, ở Việt Nam, còn rất nhiều các hoạt chất bảo vệ
thực vật chưa được quy định về việc sử dụng hay ngưỡng cho phép có mặt trong môi
trường, nông sản hay trong thực phẩm. Việc nghiên cứu phát hiện dư lượng các hóa
chất bảo vệ thực vật tồn dư trong môi trường và thực phẩm giúp cho người tiêu dùng
bảo vệ được sức khỏe của mình trước ma trận thực phẩm khơng an tồn. Xuất phát từ
nhu cầu cấp thiết của xã hội, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu sàng lọc các
thuốc bảo vệ thực vật trong mẫu nước tưới và mẫu rau trên thiết bị sắc ký lỏng
khối phổ phân giải cao LC/HRMS”. Mục đích của đề tài này là nghiên cứu xây dựng
một quy trình phân tích phù hợp để xác định đồng thời nhiều nhóm thuốc trừ sâu khác
nhau trên thiết bị LC/HRMS hiện có, đồng thời đánh giá các yếu tố ảnh hưởng của thiết
bị và nền mẫu tới hiệu suất thu hồi của q trình phân tích. Từ đó, áp dụng quy trình
phân tích đã được xây dựng để xác định được nhiều nhóm thuốc trừ sâu khác nhau trong
các mẫu môi trường và thực phẩm (nước và rau).
1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật
1.1.1. Giới thiệu chung về hóa chất bảo vệ thực vật
Hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) là thuật ngữ chung chỉ các chất hóa học tổng
hợp, những chế phẩm sinh học, những chất có nguồn gốc thực vật, động vật, được điều
chế để chống lại các tác nhân gây hại mùa màng từ mơi trường bên ngồi như nấm, cơn
trùng, cỏ dại và chuột. Bên cạnh đó, nhiều loại hóa chất BVTV cịn có khả năng làm
tăng năng suất cây trồng và chất lượng sản phẩm nông nghiệp [20], [70]. Theo tổ chức
Nông nghiệp và lương thực Liên hợp quốc (FAO), hóa chất BVTV được định nghĩa là
một hỗn hợp các chất hóa học được điều chế với mục đích phịng chống, ngăn ngừa và
tiêu diệt, kiểm soát các tác nhân gây hại từ tự nhiên như động, thực vật và các trung
gian truyền bệnh, cùng một số các bộ phận phát triển theo xu hướng gây hại cho chính
cây trồng. Ngồi ra, chúng cịn là cơng cụ hữu ích tăng chất lượng và sức khỏe cây
trồng, giảm rụng lá, chống rụng quả sớm…
Hình 1. 1. Hóa chất Bảo vệ thực vật
Hiện nay, danh mục các hóa chất BVTV trên thế giới đã tăng đến hàng nghìn
[34]–[54], thuộc hơn 100 nhóm khác nhau. Trong đó, các nhóm benzoylurea,
carbamate, cơ phốt pho, pyrethroid, sulfonylurea, triazine được sử dụng rất rộng rãi
trong nơng nghiệp [45]. Ước tính, hàng năm, thế giới sử dụng khoảng 2,5 triệu tấn hóa
chất BVTV phục vụ cho nông nghiệp. Nhiều nghiên cứu khoa học đã chỉ ra nguy cơ
phơi nhiễm hóa chất BVTV với nồng độ cao có thể dẫn đến các căn bệnh hiểm nghèo
2
như ung thư, đột biến gen ở cơ thể người và động vật [11], [34], [48]-[50]. Do vậy, việc
sử dụng các hoạt chất này đang ngày càng được kiểm soát một cách nghiêm ngặt ở
nhiều quốc gia trên thế giới. Để đảm bảo an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng và tạo
điều kiện thương mại quốc tế, đến nay, tổ chức Nông nghiệp và lương thực liên hợp
quốc (FAO) và tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã thiết lập dư lượng tối đa (MRL) cho
218 hoạt chất BVTV khác nhau có mặt trong 309 mặt hàng thực phẩm. Ở Mỹ, dư lượng
các hoạt chất này trong thực phẩm cũng được theo dõi và kiểm soát bởi Cơ quan Quản
lý thực phẩm và dược phẩm (FDA) (các loại trái cây, rau quả, ngũ cốc) và Bộ Nông
nghiệp Hoa Kỳ (USDA) (các loại thịt, sữa, trứng và nuôi trồng thủy hải sản). Còn theo
quy định của Ủy ban Châu Âu, MRL của từng thuốc BVTV trong thực phẩm đều phải
dưới 0,01 mg/kg [47]–[61]. Mức độ rủi ro phơi nhiễm tối thiểu được cho là có thể chấp
nhận được đối với cơ thể người (ADI, đơn vị mg/kg trọng lượng cơ thể) đã được Tổ
chức Nông nghiệp và thực phẩm kết hợp với tổ chức Y tế thế giới công bố tại chương
trình
quốc
tế
về
an
tồn
hóa
chất
(IPCS)
(WHO
/>1.1.2. Các dạng hóa chất bảo vệ thực vật được sản xuất trên thị trường
2018;
Về cơ bản, thuốc BVTV được sản xuất dưới các dạng sau [12], [13]:
- Thuốc sữa (viết tắt là EC hay ND): gồm các hoạt chất, dung mơi, chất hóa sữa
và một số chất khác. Thuốc ở thể lỏng, trong suốt, tan trong nước thành dung dịch nhũ
tương tương đối đồng đều, không lắng cặn hay phân lớp.
- Thuốc bột thấm nước (viết tắt là WP, BTN): còn gọi là bột hòa nước, gồm hoạt
chất, chất độn, chất thấm ướt và một số chất phụ trợ khác. Thuốc ở dạng bột mịn, phân
tán trong nước thành dung dịch huyền phù, pha với nước để sử dụng.
- Thuốc phun bột (viết tắt là DP): chứa các thành phần hoạt chất thấp (dưới 10%)
nhưng chứa tỉ lệ chất độn cao, thường là đất sét hoặc bột cao lanh. Ngồi ra, thuốc cịn
chứa các chất chống ẩm, chống dính. Ở dạng bột mịn, thuốc khơng tan trong nước.
- Thuốc dạng hạt (viết tắt là G hoặc H): gồm các hoạt chất, chất độn, chất bao viên
và một số chất phụ trợ khác.
1.1.3. Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật
Theo tài liệu của Hội đồng châu Âu, thị trường hiện nay có khoảng 1209 hoạt
chất thuộc hơn 100 nhóm [31], [34], [54]. Có nhiều tiêu chí phân loại hóa chất BVTV
dựa trên cơng dụng, cấu trúc hóa học, nguồn gốc, con đường xâm nhập, độc tính…
Trong khn khổ đề tài này, nghiên cứu tập trung vào phân loại hóa chất BVTV dựa
theo cấu tạo hóa học của chúng.
3
1.1.3.1. Nhóm cơ clo (Clo hữu cơ)
Hóa chất BVTV thuộc nhóm clo hữu cơ là các hóa chất BVTV tổng hợp mà
trong cấu trúc phân tử chứa một hoặc nhiều nguyên tử Cl liên kết trực tiếp với nguyên
tử carbon. Chúng thường có độ độc cao (ở mức độ I hoặc II), điển hình là DDT, Lindan,
Endosulfan, Aldrin, BHC, Chlordan, DDE, Dieldrin, Eldrin, Heptachlor, Keltan,
Methoxyclor, rothan, Perthan, TDE, Toxaphen…Hầu hết các thuốc BVTV thuộc nhóm
này đã bị cấm sử dụng vì chúng là các chất hữu cơ khó phân hủy, tồn lưu lâu trong môi
trường [8]. Công ước Stockholm về các chất ơ nhiễm hữu cơ khó phân hủy cũng quy
định về việc giảm thiểu và loại bỏ các hóa chất BVTV đa phần thuộc nhóm cơ clo [13].
Trong các hợp chất nêu trên, DDT và Lindan là những hóa chất được sử dụng nhiều
nhất ở Việt Nam từ trước những năm 1960 – 1993 [13].
1.1.3.2. Nhóm cơ phốt pho (Lân hữu cơ)
Nhóm thuốc BVTV cơ photpho (lân hữu cơ) là dẫn xuất của các ester trung tính
hay amide của acid phosphoric (mang gốc P-O) hay thiophosphoryl (P-S), được sử dụng
rộng rãi để diệt sâu bọ, côn trùng [11], [12].
Chúng ít tan trong nước nhưng tan tốt trong các dung mơi hữu cơ. Hầu hết các
hóa chất thuộc nhóm này cũng đã bị cấm do độc tính cao. Tuy nhiên, chúng lại kém
bền, có thể phân hủy nhanh trong cơ thể sống và mơi trường hơn nhóm clo hữu cơ.
Nhóm hợp chất này và sản phẩm chuyển hóa của chúng tập trung cao ở gan và thải ra
ngoài theo đường tiết niệu ở các động vật có vú. Một số thuốc BVTV cơ photpho phổ
biến như: diazinon, dichlorvos, dimethoate, malathion, methamidophos, triazophos,
trichlorfon…
1.1.3.3. Nhóm cơ nito
Hóa chất thuộc nhóm cơ nito (carbamate) là các dẫn xuất từ axit carbamic [12],
[10]. Chúng ít tan trong nước nhưng có khả năng tan trong nhiều dung mơi hữu cơ, có
thời gian bán phân hủy nhanh. Đây là nhóm thuốc rất phổ biến trong nơng nghiệp, được
dùng thay thế cho một số thuốc cơ clo như DDT hay cơ phot pho bởi chúng không bền,
dễ bị phân hủy dưới tác động của môi trường thành CO2 và NH3 [10]. Nhóm hoạt chất
này thường có giá thành khơng q cao, hiệu lực ổn định, ít phụ thuộc vào ngoại cảnh
như nhóm lân hữu cơ. Một số hợp chất tiêu biểu gồm carbaryl, carbosulfan,
carbofuran…
1.1.3.4. Nhóm pyrethroid (họ cúc tổng hợp)
Hoạt chất pyrethroid được chiết xu athionmethyl).
3.3.4. Hiệu suất của quá trình chiết
Như đã đề cập đến ở mục 2.5.3, đánh giá ảnh hưởng của nền mẫu (làm tăng
cường hoặc triệt tiêu tín hiệu phân tích) khi áp dụng một phương pháp phân tích mới là
49
một yếu tố quan trọng trong kỹ thuật LC-MS, đặc biệt là kiểu khối phổ ESI. Hiện nay,
trên thị trường chưa có sẵn mẫu CRM (mẫu chuẩn tham khảo) của mẫu rau, nên việc
tính tốn ảnh hưởng nền mẫu, hiệu suất từng giai đoạn hoặc hiệu suất của toàn bộ q
trình xử lý mẫu thơng qua việc thêm chuẩn vào từng giai đoạn thí nghiệm. Theo phương
trình (1), giá trị ME bằng 100% nghĩa là nền mẫu không ảnh hưởng đến phép đo trên
trên thiết bị khối phổ, giá trị ME thấp hơn hoặc cao hơn 100% tương ứng với tín hiệu
phân tích bị giảm hoặc tăng cường. Trong khoảng từ 80% – 120% thì giá trị ME được
chấp nhận và nền mẫu được coi là ảnh hưởng không đáng kể đến phép đo và ngược lại
[60], [40], [39]. Áp dụng các phương trình tính tốn trong mục 2.5.3 để tính ảnh hưởng
nền mẫu (ME%), độ thu hồi q trình chiết (RE%) và hiệu suất của tồn bộ q trình
xử lý mẫu (R%), thu được bảng dưới đây:
Bảng 3. 7. ME, RE, R (%) của quá trình chiết mẫu
Mẫu nước
(n=6)
Mẫu rau (n=5)
Tên
RT (phút)
ME ± rsd
RE ± rsd
R ± rsd
R ± rsd
(%)
Fenoxaprop-P-ethyl
17,70 ± 0,05
169 ± 7,3
67,4 ± 16
114 ± 16
118 ± 2,1
Fenoxanil
15,12 ± 0,01
136 ± 9,3
67,1 ± 13
91,5 ± 13
108 ± 5,0
Chlorantraniliprole
11,50 ± 0,02
115 ± 6,6
87,1 ± 4,2
99,9 ± 4,2
92,6 ± 1,7
Fluopicolide
13,40 ± 0,01
136 ± 12,9
63,5 ± 16
86,5 ± 16
69,8 ± 2,6
20,34 ± 0,02
180 ± 6,2
76,5 ± 8,3
137 ± 8,3
70,7 ± 2,7
20,18 ± 0,03
89,9 ± 8,0
78,9 ± 9,8
70,9 ± 9,8
68,9 ± 2,3
14,99 ± 0,02
163 ± 10
66,7 ± 7,0
109 ± 7,0
92,3 ± 3,1
14,76 ± 0,02
93,7 ± 6,5
82,9 ± 7,8
77,7 ± 7,8
86,7 ± 3,0
Carbaryl
9,47 ± 0,03
119 ± 4,6
57,8 ± 22,1
78,5 ± 0,5
100 ± 0,33
Carbofuran
8,03 ± 0,02
97,1 ± 1,6
89,9 ± 7,3
87,3 ± 7,3
77,4 ± 1,0
Methomyl
4,58 ± 0,01
73,6 ± 7,2
69,7 ± 20
57,8 ± 6,2
74,4 ± 1,2
Niclosamide
18,67 ± 0,03
105 ± 7,1
78,2 ± 5,7
82,0 ± 5,7
59,8 ± 0,58
14,68 ± 0,02
121 ± 5,3
74,8 ± 15,8
90,6 ± 15
111 ± 1,6
14,48 ± 0,02
109 ± 7,3
83,1 ± 6,8
90,9 ± 6,8
110 ± 0,98
Pendimethalin
18,64 ± 0,04
92,9 ± 9,5
74,5 ± 18,2
69,2 ± 18
114 ± 5,7
Prochloraz
16,34 ± 0,02
123 ± 2,9
70,9 ± 7,4
87,6 ± 7,4
117 ± 3,2
Clomazone
11,44 ± 0,02
120 ± 6,5
62,3 ± 20
84,0 ± 9,1
92,6 ± 5,3
Dinotefuran
3,87 ± 0,01
54,9 ± 5,5
73,5 ± 16
40,4 ± 16
73,5 ± 12
Imidacloprid
5,76 ± 0,02
100 ± 1,9
76,8 ± 10
77,1 ± 10
78,7 ± 11
Pentachlorophenol
17,50 ± 0,01
98,3 ± 6,0
76,4 ± 7,3
75,1 ± 7,3
77,7 ± 8,9
Diazinon
15,40 ± 0,02
149 ± 12,9
73,9 ± 17
105 ± 15
108 ± 5,1
Dimethoate
5,67 ± 0,02
58,9 ± 6,4
64,4 ± 15
37,9 ± 15
93,7 ± 3,9
Phenthoate
15,25 ± 0,02
149 ± 4,2
64,6 ± 2,7
96,3 ± 2,7
106 ± 8,0
Chlorfluazuron
Diflubenzuron
Tebufenozide
50
Mẫu nước
(n=6)
Mẫu rau (n=5)
Tên
RT (phút)
ME ± rsd
RE ± rsd
R ± rsd
R ± rsd
(%)
Profenofos
16,93 ± 0,03
182 ± 6,5
92,1 ± 2,7
168 ± 2,7
117 ± 4,8
Quinalphos
14,97 ± 0,02
129 ± 9,5
69,7 ± 9,3
90,3 ± 9,3
118 ± 2,0
Triazophos
13,93 ± 0,02
140 ± 4,4
51,9 ± 12
73,0 ± 12
114 ± 2,6
Trichlorfon
5,20 ± 0,01
147 ± 2,9
90,6 ± 2,5
134 ± 2,5
89,8 ± 6,1
Dichlorvos
8,19 ± 0,02
122 ± 2,5
73,4 ± 6,5
90,2 ± 6,5
85,7 ± 9,3
Parathion-methyl
6,56 ± 0,02
82,4 ± 4,5
81,6 ± 9,4
67,2 ± 9,4
117 ± 3,0
Indoxacarb
18,15 ± 0,05
123 ± 5,5
84,9 ± 4,5
104 ± 4,5
72,0 ± 2,9
Oxadiargyl
15,97 ± 0,03
177 ± 7,9
77,7 ± 10
137 ± 10
102 ± 9,1
Oxadiazon
17,91 ± 0,03
151 ± 4,7
84,6 ± 2,5
128 ± 2,5
103 ± 1,8
Linuron
12,77 ± 0,02
151 ± 11
66,5 ± 11
101 ± 11
101 ± 4,6
11,28 ± 0,02
88,5 ± 22
93,6 ± 16
86,9 ± 11
96 ± 7,0
11,03 ± 0,02
119 ± 9,1
76,1 ± 5,9
90,6 ± 5,9
103 ± 5,3
Fipronil
16,39 ± 0,03
105 ± 9,1
82,8 ± 8,2
87,1 ± 8,2
74,8 ± 6,0
Fludioxonil
13,98 ± 0,03
104 ± 7,8
78,0 ± 5,9
81,5 ± 5,9
85,6 ± 7,1
Fenitrothion
13,38 ± 0,01
164 ± 14
60,4 ± 8,6
99,6 ± 8,6
60,7 ± 9,4
Pyridalyl
22,23 ± 0,01
123 ± 4,5
73,8 ± 11
91,5 ± 11
83,5 ± 2,8
Pyribenzoxim
18,32 ± 0,05
88,5 ± 2,7
78,9 ± 3,7
69,8 ± 3,7
117 ± 1,9
Pyridaben
19,54 ± 0,02
120 ± 8,7
72,3 ± 10
87,5 ± 10
124 ± 4,3
Pyriproxyfen
17,79 ± 0,05
137 ± 12
66,4 ± 13
91,0 ± 13
61,5 ± 3,4
Rotenone
15,10 ± 0,02
152 ± 4,4
82,8 ± 7,2
126 ± 7,2
78,9 ± 5,8
Azoxystrobin
13,49 ± 0,01
140 ± 13
60,7 ± 11
85,0 ± 11
62,5 ± 6,1
Picoxystrobin
15,54 ± 0,02
130 ± 3,3
73,1 ± 8,9
95,1 ± 8,9
76,8 ± 8,2
Trifloxystrobin
17,56 ± 0,06
127 ± 14
76,5 ± 9,7
97,8 ± 9,7
79,2 ± 4,4
9,94 ± 0,03
292 ± 4,3
68,0 ± 7,1
199 ± 7,1
104 ± 1,9
9,70 ± 0,02
196 ± 9,4
68,2 ± 8,6
134 ± 8,6
67,2 ± 10
11,02 ± 0,02
157 ± 10
79,1 ± 7,7
124 ± 7,7
104 ± 3,7
10,77 ± 0,03
122 ± 8,2
76,5 ± 7,3
93,8 ± 7,3
63,5 ± 7,6
14,86 ± 0,04
196 ± 1,1
93,0 ± 1,8
182 ± 1,9
115 ± 2,7
14,59 ± 0,03
193 ± 2,2
91,9 ± 1,5
177 ± 1,5
71,5 ± 2,7
Fentrazamide
15,77 ± 0,03
155 ± 11
66,1 ± 17
102 ± 17
76,3 ± 4,2
Cyproconazole
12,92 ± 0,01
142 ± 10
66,6 ± 18
94,9 ± 18
93,9 ± 7,1
Difenoconazole
17,11 ± 0,04
207 ± 8,3
73,1 ± 11
152 ± 11
87,1 ± 6,3
Propiconazole
15,49 ± 0,03
114 ± 14
72,5 ± 12
83,2 ± 12
83,7 ± 3,0
Penoxsulam
11,55 ± 0,13
275 ± 2,5
76,0 ± 13
209 ± 13
92,0 ± 1,4
Bromadiolone
17,63 ± 0,02
196 ± 6,0
79,3 ± 7,0
155 ± 7,0
68,8 ± 10
Gibberellic acid
5,55 ± 0,01
50,0 ± 9,1
78,9 ± 14,4
39,4 ± 14
53,9 ± 6,9
Spinosad A
19,27± 0,03
113 ± 6,3
76,1 ± 10
86,2 ± 10
112 ± 3,4
Diuron
Cinosulfuron
Metsulfuron methyl
Pyrazosulfuron Ethyl
51
Mẫu nước
(n=6)
Mẫu rau (n=5)
Tên
RT (phút)
ME ± rsd
RE ± rsd
R ± rsd
R ± rsd
88,5 ± 8,8
114 ± 3,8
(%)
Spinosad D
19,91 ± 0,03
104 ± 8,5
84,6 ± 8,8
Thơng qua Bảng 3.7, xét các thí nghiệm trên mẫu rau, cả nền mẫu và quá trình chiết đều
có ảnh hưởng rất đáng kể đến hiệu suất thu hồi của tồn bộ q trình xử lý mẫu. Có tới
36/tổng số 53 chất cho giá trị ME >120% đồng nghĩa với việc các hoạt chất này đều
xảy ra sự tăng cường ion hóa. Có 19 chất tính tốn được cả ME và RE đều nằm trong
khoảng cho phép (± 20%). Ví dụ, trong trường hợp của Azoxystrobin, ME 140% có
nghĩa là sự tăng cường tín hiệu ion cao hơn tới 40 lần so với diện tích cực đại của chất
đó trong dung dịch chuẩn. Khoảng trên 30 chất theo tính tốn thấy hiệu suất q trình
chiết QuEChERS nằm ngồi khoảng cho phép. Kết quả của thí nghiệm trên đã chỉ ra
rằng hiệu suất của tồn bộ q trình xử lý mẫu phụ thuộc rất lớn vào ảnh hưởng của nền
mẫu. Các giá trị ME, RE, R tính tốn được lần lượt dao động trong khoảng từ 50-293%,
52-94% và 38-209%. Đa số các giá trị ME >120%, có thể kết luận rằng các thành phần
tạp chất trong nền mẫu chủ yếu làm tăng cường sự ion hóa của chất phân tích. Cịn đối
với hiệu suất của tồn bộ q trình xử lý mẫu rau, 70% giá trị này của các chất nằm
trong khoảng cho phép (80-120%). Các chất có độ thu hồi thấp hoặc cao hơn (ngoài
khoảng cho phép) chiếm lần lượt 18% và 12%. Qua kết quả trên đây, các nghiên cứu
tiếp theo sẽ tiến hành các thí nghiệm làm sạch hoặc tìm giải pháp phù hợp để giảm thiểu
tối đa ảnh hưởng của nền mẫu tới phép phân tích (ví dụ như thêm chất chuẩn đồng hành,
dựng đường thêm chuẩn…).
Mặt khác, xét các thí nghiệm đối với mẫu nước, khi thêm chất chuẩn đồng hành,
ảnh hưởng của nền mẫu đã được giảm bớt, có 36 chất giá trị độ thu hồi của tồn bộ q
trình xử lý mẫu nằm trong khoảng từ 80-120%.
3.4. Kết quả phân tích mẫu thực
3.4.1. Mẫu nước
Trong nghiên cứu này, hai mươi mẫu nước mặt đã được thực hiện theo quy trình
đã được tối ưu ở phần 2. Kết quả thu được ở Bảng 3.8.
Bảng 3. 8. Kết quả phân tích mẫu nước mặt tại 5 khu vực
STT
1
2
3
4
5
Tên
Fenoxaprop-P-ethyl
Fenoxanil
Chlorantraniliprole
Fluopicolide
Chlorfluazuron
[M±H]lý thuyết
(Chế độ ion
hóa)
362,0790 (+)
329,0818 (+)
481,9781 (+)
382,9727 (+)
539,9702 (+)
N1
N2
RT (phút)
17,70 ± 0,05
15,12 ± 0,01
11,50 ± 0,02
13,40 ± 0,01
20,34 ± 0,02
52
N3
N4
N5
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ng/mL
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
STT
Tên
6
Diflubenzuron
7
8
9
10
Carbaryl
Carbofuran
Methomyl
Niclosamide
11
Tebufenozide
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Pendimethalin
Prochloraz
Clomazone
Dinotefuran
Imidacloprid
Pentachlorophenol
Diazinon
Dimethoate
Phenthoate
Profenofos
Quinalphos
Triazophos
Trichlorfon
Dichlorvos
Parathion-methyl
Indoxacarb
Oxadiargyl
Oxadiazon
Linuron
31
Diuron
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
Fipronil
Fludioxonil
Fenitrothion
Pyridalyl
Pyribenzoxim
Pyridaben
Pyriproxyfen
Rotenone
Azoxystrobin
Picoxystrobin
Trifloxystrobin
43
Cinosulfuron
44
Metsulfuron methyl
45
Pyrazosulfuron Ethyl
46
47
48
49
50
51
52
Fentrazamide
Cyproconazole
Difenoconazole
Propiconazole
Penoxsulam
Bromadiolone
Gibberellic acid
Spinosad A
Spinosad D
53
[M±H]lý thuyết
(Chế độ ion
hóa)
537,9557 (-)
311,0393 (+)
309,0248 (-)
202,0862 (+)
222,1125 (+)
163,0536 (+)
324,9788 (-)
353,2224 (+)
351,2078 (-)
282,1448 (+)
376,0381 (+)
240,0786 (+)
201,0993 (-)
256,0596 (+)
262,8397 (-)
305,1083 (+)
230,0069 (+)
321,0379 (+)
372,9424 (+)
299,0614 (+)
314,0723 (+)
256,9298 (+)
220,9532 (+)
261,9944 (-)
528,078 (+)
341,0454 (+)
345,0767 (+)
249,0192 (+)
233,0243 (+)
231,0097 (-)
434,9314 (-)
247,0324 (-)
278,0246 (+)
489,9753 (+)
610,1932 (+)
365,1449 (+)
322,1438 (+)
395,1489 (+)
404,1241 (+)
368,1104 (+)
409,137 (+)
414,1078 (+)
412,0932 (-)
382,0816 (+)
380,0670 (-)
415,103 (+)
413,0885 (-)
350,1378 (+)
292,1211 (+)
406,0720 (+)
342,0770 (+)
484,0708 (+)
525,0707 (-)
345,1344 (-)
732,4681 (+)
746,4838 (+)
N1
N2
RT (phút)
20,18 ± 0,03
14,99 ± 0,02
14,76 ± 0,02
9,47 ± 0,03
8,03 ± 0,02
4,58 ± 0,01
18,67 ± 0,03
14,68 ± 0,02
14,48 ± 0,02
18,64 ± 0,04
16,34 ± 0,02
11,44 ± 0,02
3,87 ± 0,01
5,76 ± 0,02
17,50 ± 0,01
15,40 ± 0,02
5,67 ± 0,02
15,25 ± 0,02
16,93 ± 0,03
14,97 ± 0,02
13,93 ± 0,02
5,20 ± 0,01
8,19 ± 0,02
6,56 ± 0,02
18,15 ± 0,05
15,97 ± 0,03
17,91 ± 0,03
12,77 ± 0,02
11,28 ± 0,02
11,03 ± 0,02
16,39 ± 0,03
13,98 ± 0,03
13,38 ± 0,01
22,23 ± 0,01
18,32 ± 0,05
19,54 ± 0,02
17,79 ± 0,05
15,10 ± 0,02
13,49 ± 0,01
15,54 ± 0,02
17,56 ± 0,06
9,94 ± 0,03
9,70 ± 0,02
11,02 ± 0,02
10,77 ± 0,03
14,86 ± 0,04
14,59 ± 0,03
15,77 ± 0,03
12,92 ± 0,01
17,11 ± 0,04
15,49 ± 0,03
11,55 ± 0,13
17,63 ± 0,02
5,55 ± 0,01
19,27± 0,03
19,91 ± 0,03
53
N3
N4
N5
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
107
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
13,4
ND
28,7
25,0
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
545
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
14,8
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ng/mL
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
24,1
5,37
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
2,63
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
43,6
4,18
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
23,8
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
17,6
16,8
ND
ND
595
7,75
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
1010
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
Nhìn chung, Indoxacarb được tìm thấy trong tất cả các mẫu, Dinotefuran và
Clomazone được tìm thấy ở tần số thấp hơn (lần lượt 67% và 56%). Trong khi đó, các
hoạt chất có khả năng tiêu diệt cơn trùng như Tebufenozide chỉ được phát hiện ở 22%
số lượng mẫu thu thập được, Methomyl và Azoxystrobin chỉ được phát hiện trong 1
mẫu. Các hoạt chất Dimethoate, parathion-methyl, dichlorvos (nhóm cơ phốt pho) hay
carbaryl, pyridaben hầu như không được phát hiện trong bất kì mẫu nào. Điều này có
thể được giải thích do chúng đã bị cấm sử dụng ở nước ta. So sánh với nghiên cứu của
Rousis và các cộng sự, carbaryl, methomyl, parathion-methyl, dichlorvos, dimethoate
khơng được phát hiện ở bất kì mẫu nào.
Mean N5
Pyridaben
Indoxacarb
Mean N4
Tebufenozide
Clomazone
Dinotefuran
Mean N3
Azoxystrobin
Carbaryl
Mean N2
Methomyl
Dichlorvos
Mean N1
Parathion-methyl
Dimethoate
0
200
400
600
800
1000
1200
Concentration (ng/mL)
Hình 3. 6. Hàm lượng hoạt chất BVTV phát hiện trong mẫu nước
Các mẫu thu thập được chia thành 5 nhóm thuộc 5 làng rau trên địa bàn Hà Nội
mã hóa từ N1-N5, Indoxacarb được phát hiện có nồng độ cao nhất (1010 ng/mL và 545
ng/mL) trong mẫu ở khu vực xã N3 và N5. Trong khi đó ở các khu vực khác, hàm lượng
hoạt chất này lại rất thấp. Ngoài ra, tại khu vực N3 cũng phát hiện được hàm lượng
Clomazone tương đối cao (595 ng/mL). Bên cạnh đó, với các mẫu nước thu thập ở làng
rau N1, hoạt chất được phát hiện có nồng độ cao nhất là Clomazone với 24,1 ng/mL.
Điều này đáng chú ý, bởi ở nước ta, các hoạt chất này chưa có quy định về ngưỡng an
tồn.
54
Dimethoate
Mean N5
Parathion-methyl
Dichlorvos
Mean N4
Methomyl
Carbaryl
Mean N3
Azoxystrobin
Dinotefuran
Clomazone
Mean N2
Tebufenozide
Indoxacarb
Mean N1
Pyridaben
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Hình 3.7. Sự phân bố một số hoạt chất BVTV trong các mẫu nước mặt ở 5 làng
rau trên địa bàn Hà Nội
Hình 3.7 chỉ ra sự phân bố của từng thuốc BVTV. Nhìn chung, ở mẫu khu vực
N3 và N5, dinotefuran được ghi nhận có đóng góp rất lớn vào nồng độ tổng hóa chất
BVTV trong mẫu thu thập được.
3.4.2. Mẫu rau
Áp dụng quy trình phân tích đã nghiên cứu phát triển và phương pháp xử lý mẫu
QuEChERS vào phân tích đa dư lượng hóa chất BVTV trên các mẫu rau mua tại chợ
Vân Canh, Hoài Đức, Hà Nội kết quả chỉ ra rằng có rất ít chất được phát hiện hoặc phát
hiện ở hàm lượng thấp. Sắc đồ và pic của một số chất được phát hiện trong mẫu thực
được trình bày trong hình 3.8. Cụ thể, trong mẫu rau, Pendimethalin trong rau cải cúc
và xà lách lần lượt là 9,413 và 9,402 ng/g; Oxadiazon trong cải cúc là 3,771 ng/g;
Spinosasd D trong rau muống và rau ngót lần lượt là 12,557 và 12,525 ng/g. Ngoài ra,
một số pic bị phát hiện nằm dưới giới hạn định lượng. Đối chiếu với các quy định hiện
hành ở Việt Nam và trên thế giới, các giá trị này vẫn nằm trong vùng an toàn. Đáng chú
ý là những chất phát hiện có trong mẫu rau như Pendimethalin, oxadiazon, Spinosad D
thì hiện nay chưa có các văn bản chính thức nào quy định về ngưỡng giới hạn của các
hợp chất này
55
(a)
(b)
Hình 3. 8. Sắc đồ mẫu rau cải cúc (a) và rau xà lách (b)
56
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN
Nghiên cứu đã tóm tắt lại một số đặc điểm chung về hóa chất BVTV cũng như
thực trạng sử dụng, kiểm soát chúng ở Việt Nam. Trong khuôn khổ thực hiện đề tài này,
thu được một số kết quả như sau:
1. Đã phát triển phương pháp phân tích dư lượng đồng thời 53 hóa chất BVTV
thuộc 26 nhóm khác nhau trong nền mẫu nước tưới và mẫu rau, sử dụng cột tách PFP
và bơm phân tích trên hệ thống UPLC-Orbitrap Q-Exactive MS. Các thông số đánh giá
phương pháp phân tích như: khoảng tuyến tính, hệ số tương quan hồi quy R2, đối với
mẫu rau, giới hạn phát hiện MDL nằm trong khoảng từ 0,001 ng/g (Triazophos) – 0,808
ng/g (Fenitrothion); MQL nằm trong khoảng từ 0,004 ng/g (Triazophos) – 2,694 ng/g
(Fenitrothion), đối với mẫu nước, MDL nằm trong khoảng từ 0,0002 ng/L
(Azoxystrobin) – 0,493 ng/mL (Parathion-methyl), MQL nằm trong khoảng từ 0,001
ng/mL (Azoxystrobin) – 1,644 ng/mL (Parathion-methyl); ảnh hưởng của nền mẫu rau,
hiệu suất quá trình chiết và độ thu hồi của quá trình xử lý mẫu đều đã được thực hiện:
đối với mẫu rau, ME, RE, R tính tốn được lần lượt dao động trong khoảng từ 50-293%,
52-94% và 38-209%; mẫu nước thì 36 hoạt chất có độ thu hồi nằm trong khoảng cho
phép 80-120%.
2. Phương pháp tối ưu đã được áp dụng để phân tích sàng lọc các hóa chất BVTV
thuộc các nhóm khác nhau trên một số mẫu nước tưới và mẫu rau thu thập tại các làng
rau trên địa bàn Hà Nội. Có rất ít các chất được phát hiện hoặc phát hiện với hàm lượng
thấp; trong đó, một số hóa chất bị cấm sử dụng như Carbaryl, Carbofuran, Azoxystrobin
đều không được phát hiện trong mẫu rau nào. Đáng chú ý, nghiên cứu này cũng cho kết
quả phân tích dư lượng một số thuốc BVTV mà hiện nay chưa có quy định nào về giới
hạn sử dụng hay ngưỡng hàm lượng tối đa cho phép có mặt trong thực phẩm như:
pendimethalin, oxadiazon, Spinosad D.
57
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1.
Bộ Khoa học và Công nghệ (2012), TCVN 9333:2012 Thực phẩm- Xác định dư
lượng thuốc bảo vệ thực vật bằng sắc ký khí khối phổ và sắc ký lỏng khối phổ hai lầnPhương pháp QuEChERS.
2.
Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2017), Quyết định 03/QĐ-BNN-BVTV
về việc loại bỏ thuốc BVTV chứa hoạt chất Carbendazim, Benomyl và Thiophanatemethyl ra khỏi Danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng tại Việt Nam.
3.
Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2017), Quyết định 278/QĐ-BNN-BVTV
về việc loại bỏ thuốc BVTV chứa hoạt chất 2.4 D và Paraquat ra khỏi Danh mục thuốc
BVTV được phép sử dụng tại Việt Nam.
4.
Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2018), Quyết định 3435/QĐ-BNNBVTV về việc loại bỏ thuốc BVTV chứa hoạt chất Acephate, Diazinon, Malathion, Zinc
phosphide ra khỏi Danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng tại Việt Nam.
5.
Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2018), Thông tư 03/2018/TTBNNPTNT Ban hành Danh mục thuốc bảo vệ thực vật được phép sử dụng, cấm sử dụng
tại Việt Nam.
6.
Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), QCVN 15:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ
thuật Quốc gia về dư lượng hóa chất BVTV trong đất.
7.
Bộ Y tế (2016), Thông tư 50/2016/TT-BYT Quy định giới hạn tối đa dư lượng
thuốc bảo vệ thực vật trong thực phẩm.
8.
Lê Quang Hưởng, Trần Hải Anh, Vũ Đức Nam, Nguyễn Quang Trung, Phạm
Thị Ngọc Mai (2019), “Nghiên cứu xác định hóa chất bảo vệ thực vật cơ clo trong nước
bằng phương pháp GCMS kết hợp chiết lỏng-lỏng”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh
học, 24(4A), tr. 81-86.
9.
Phạm Luận (2000), Cơ sở lý thuyết Sắc ký lỏng hiệu năng cao, Trường Đại học
Tổng hợp Hà Nội.
10.
Nguyễn Văn Liêm, Nguyễn Văn Đông, Tô Thị Hiền (2009), “Xác định dư lượng
carbamate trong mẫu rau, mẫu gừng và mẫu nước”, Tạp chí Phát triển Khoa học và
Công nghệ. tr. 78–87.
11.
Bùi Văn Năng (2016), “Khảo sát quy trình phân tích thuốc trừ sâu nhốm lân hữu
cơ trong rau quả bằng sắc ký khí và bước đầu áp dụng phân tích trên một số loại rau,
quả tiêu thụ tại Hà Nội,” Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ lâm nghiệp, 45, tr. 90.
12.
Nguyễn Trần Oánh, Nguyễn Văn Viên, Bùi Trọng Thủy (2007), Giáo trình sử
dụng thuốc bảo vệ thực vật, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội.
58
13.
Tổng cục Môi trường (2015), Hiện trạng ô nhiễm môi trường do hóa chất bảo
vệ thực vật tồn lưu thuộc nhóm chất hữu cơ khó phân hủy tại Việt Nam.
14.
Tạ Thị Thảo (2010), Giáo trình mơn học Thống kê trong Hóa phân tích, Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội.
Tiếng Anh
15.
Administration F. and F. and D. (2013), “Bioanalytical Method Validation
Guidance for Industry | FDA”, [Online]. Available: [Accessed: 08-Dec-2019].
16.
Application Note 320- Dionex, Extraction of chlorinated pesticides using ASE.
17.
Application Note FMS, Automated solid phase extraction (SPE) of
Organochlorine pesticides in water.
18.
Asi M. R., Hussain A., and Muhmood S. T. (2008), “Solid phase extraction of
pesticide residues in water samples: DDT and its metabolites,” International Journal of
Environmental Research, 2(1), pp. 43–48.
19.
Butler J., Steiniger D., and Phillips (2007), “Analysis of Pesticide Residues in
Lettuce Using a Modified QuEChERS Extraction Technique and Single Quadrupole
GC/MS", Agilent Tenical note 10222.
20.
Casado P. J. J., Santillo D., Johnston P. (2018), “Multi-residue analysis of
pesticides in surface water by liquid chromatography quadrupole-Orbitrap high
resolution tandem mass spectrometry”, Analytica Chimica Acta, pp. 1–17.
21.
Chiarello M. and Moura S. (2018), “Multi-pesticide residue analysis by high
resolution mass spectrometry in complementary matrices: wheat flour, lettuce and apple
samples”, Anal. Methods, 10(32), pp. 3958–3967.
22.
Charles Yang D. G., Leo Wang, “Use of UHPLC and High-Resolution MS for
Quantitative Analysis of Pesticides in Onion Matrix”, Thermo Application Note 579.
23.
Determination T., Pesticides O., and Wastewater I. (2010), Method 633 The
Determination of Organonitrogen Pesticides in municipal and industrial wastewater.
24.
Dualde P., Coscollà C., Pastor A., and Yusà V. (2019), “Optimization of
Resolving Power, Fragmentation, and Mass Calibration in an Orbitrap Spectrometer for
Analysis of 24 Pesticide Metabolites in Urine”, Int. J. Anal. Chem., 2019(2016), pp 120157.
25.
Dujaković N., Grujić S., Radišić M., Vasiljević T., and Laušević M. (2010),
“Determination of pesticides in surface and ground waters by liquid chromatographyelectrospray-tandem mass spectrometry,” Analytica Chimica Acta, 678(1), pp. 63–72.
59
26.
Dunn W. B. et al. (2011), “Procedures for large-scale metabolic profiling of
serum and plasma using gas chromatography and liquid chromatography coupled to
mass spectrometry”, Nat. Protoc., 6(7), pp. 1060–1083.
27.
EMA (2012), “Bioanalytical method validation | European Medicines Agency”,
[Online]. Available: />[Accessed: 08-Dec-2019].
28.
European Commission (2019), Legislation on Maximum Residue Levels – 2019
| Food Safety
[Online]. Available:
/>[Accessed: 30-Nov-2019].
29.
European union (2008), "EN 15662:2008: Foods of plant origin —
Determination of pesticide residues using GC-MS and / or LC-MS / MS following
acetonitrile extraction / partitioning and cleanup by dispersive SPE — QuEChERSmethod”, British Standard, 24, pp. 1–83.
30.
Frank T. Peters F. M., Olaf H. Drummer (2007), “Validation of new methods”,
ScienceDirect, pp. 216–224.
31.
García-Reyes J. F., Hernando M. D., Molina-Díaz A., and Fernández-Alba A. R.
(2007), “Comprehensive screening of target, non-target and unknown pesticides in food
by LC-TOF-MS”, TrAC - Trends in Analytical Chemistry, 26(8), pp. 828–841.
32.
Gu H., Liu G., Wang J., Aubry A. F., and Arnold M. E. (2014), “Selecting the
correct weighting factors for linear and quadratic calibration curves with least-squares
regression algorithm in bioanalytical LC-MS/MS assays and impacts of using incorrect
weighting factors on curve stability, data quality, and assay perform” Analytical
Chemistry, 86(18), pp. 8959–8966.
33.
Havlíková L., Matysová L., Hájková R., Šatínský D., and Solich P. (2008),
“Advantages of pentafluorophenylpropyl stationary phase over conventional C18
stationary phase-Application to analysis of triamcinolone acetonide,” Talanta, 76(3),
pp. 597–601.
34.
Helen D. F. T., Botitsi V., Spiros D. Garbis, Anastasios Economou (2010),
“Current mass spectrometry strategies for the analysis of pesticides and their
metabolites in food and water matrices”, Mass spectrometry reviews, 26, pp. 451–466.
35.
Ismail B. H., Haron S. H., and Latif M. T. (2012), “Pesticide residue levels in
the surface water of the irrigation canals in the Muda irrigation scheme Kedah,
Malaysia”, International Journal of Basic and Applied Sciences, 12(6), pp. 85–90.
36.
Jon Wong D. P. O., Chynyan Hao, Kai Zhang, Paul Yang, Kaushik Banerjee,
60
Douglas Hayward, Imran Iftakhar, Andre Schreiber, Katherine Tech, Chris Sack,
Michael Smoker, Xiangru Chen, Sagar C. Utture (2010), “Development and
Interlaboratory Validation of a QuEChERS-Based Liquid Chromatography-Tandem
Mass Spectrometry Method for Multiresidue Pesticide Analysis”, Agricultural and
Chemistry article, pp. 5897–5903.
37.
Jerry Zweigenbaum L. Z., Michael Flanagan, Peter Stone, Thomas Glauner,
“Multi-residue pesticide analysis with dynamic multiple reaction monitoring and triple
quadrupole LC/MS/MS”, Agilent Application note.
38.
Kamel A. (2010), “Refined methodology for the determination of neonicotinoid
pesticides and their metabolites in honey bees and bee products by liquid
chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS)”, Journal of Agricultural
and Food Chemistry, 58(10), pp. 5926–5931.
39.
Kong C., Wang Y., Huang Y., and Yu H., (2018), “Multiclass screening of >200
pharmaceutical and other residues in aquatic foods by ultrahigh-performance liquid
chromatography–quadrupole-Orbitrap mass spectrometry”, Analytical and
Bioanalytical Chemistry, 410(22), pp. 5545–5553.
40.
Kruve A., Künnapas A., Herodes K., and Leito I. (2008), “Matrix effects in
pesticide multi-residue analysis by liquid chromatography-mass spectrometry”, Journal
of Chromatography A, 1187(1–2), pp. 58–66.
41.
Kruve A. et al. (2015), “Tutorial review on validation of liquid chromatographymass spectrometry methods: Part I”, Analytica Chimica Acta, 870(1), pp. 29–44.
42.
Kruve A. et al. (2015), “Tutorial review on validation of liquid chromatographymass spectrometry methods: Part II”, Analytica Chimica Acta, 870(1), pp. 8–28.
43.
Kong C., Wang Y., Yu H. (2018), “Multiclass screening of >200 pharmaceutical
and other residues in aquatic foods by ultrahigh-perfromance liquid chromatographyquadrupole- Orbitrap mass spectrometry”, Analytical and bioanalytical chemistry, pp.
116-127.
44.
Lee J., Shin Y., Lee J., Kim B. J., and Kim J. H. (2018), “Simultaneous analysis
of 310 pesticide multiresidues using UHPLC-MS/MS in brown rice, orange, and
spinach”, Chemosphere, 207, pp. 519–526.
45.
Lutz Alder B. V., Kerstin Greulich, Gunther Kempe (2006), “500 pesticides of
high polarity GC-MS or LC-MS/MS?”, Mass spectrometry reviews, 26, pp. 451–466.
46.
Malato O., Lozano A., Mezcua M., Agüera A., and Fernandez-Alba A. R. (2011),
“Benefits and pitfalls of the application of screening methods for the analysis of
pesticide residues in fruits and vegetables”, Journal of Chromatography A, 1218(42),
pp. 7615–7626.
61
