Nghiên cứu phương pháp phân tích dư lượng thuốc trừ sâu Cypermethrin trong chè

- Hà nội tháng 10 năm 2005 Lã Bích Hường DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BVTV: Bảo vệ thực vật FAO: Tổ chức nông nghiệp và lương thực (của Liên hiệp quốc) UNEF: Chương trình môi trường (của Liên hiệp quốc) CTV: Cộng tác viên WHO: Tổ chức y tế thế giới WTO: Tổ chức thương mại thế giới 3 MRL: Mức dư lượng tối đa (mg/kg hoặc g/kg) ADI: Lượng hợp chất độc không gây hại cơ thể người (mg/kg hoặc g/kg/ngày) LD50: Nồng độ chất độc gây chết 50% động vật thí nghiệm TLC: Sắc ký bản mỏng HPLC: Sắc ký lỏng hiệu năng cao GC/MS: Sắc ký khí - detector khối phổ LC/MS: Sắc ký lỏng - detector khối phổ GLC: Sắc ký khí lỏng GSC: Sắc ký khí rắn FID: Detector ion hoá ngọn lửa TCD: Detector dẫn nhiệt NPD, MS NPD: Detector nitơ-photpho MS: Detector khối phổ ECD: Detector cộng kết điện tử UV-Vis: Tử ngoại - khả kiến CV : Hệ số biến động LOD: Giới hạn phát hiện LOQ: Giới hạn định lượng SD : Độ lệch chuẩn HSTH: Hiệu suất thu hồi TKPT: Tinh khiết phân tích SPE: Chiết pha rắn DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Phân chia nhóm độc theo độ độc (WHO) 13 Bảng 1.2: Phân chia nhóm độc theo Farm chemicals Handbook (Mỹ) 14 Bảng 1.3: Dư lượng thuốc trừ sâu trong rau thương phẩm 17 Bảng 1.4: Dao động dư lượng Cypermethrin trong mẫu nông sản 18 4 Bảng 1.5: Các loại TBVTV thông thường được sử dụng trên rau ăn lá ở Hà Nội và TP HCM 19 Bảng 1.6: Các chỉ tiêu cảm quan của chè sản xuất theo phương pháp truyền thống 21 Bảng 1.7: Các chỉ tiêu hoá lý của chè sản xuất theo phương pháp hiện đại 22 Bảng 1.8: Các chỉ tiêu cảm quan của chè xanh rời 23 Bảng 1.9: Tóm tắt tính chất vật lý và hoá học của 5 loại thuốc Pyrethroid được sử dụng phổ biến ở Việt Nam 25 Bảng 1.10: Dung môi chiết của 4 phương pháp cơ bản 31 Bảng 2.1: Gía trị MRLs của Cypermethrin trong chè 43 Bảng 2.2: Chu trình nhiệt độ của cột phân tích 48 Bảng 2.3: Điều kiện tiến hành phân tích Cypermethrin theo 2 phương pháp GC/-ECD và GC/MS 49 Bảng 2.4: Phân đoạn dung môi rửa giải qua các phân đoạn làm sạch 52 Bảng 3.1: Độ lặp lại thời gian lưu trên thiết bị GC/-ECD đối với các đồng phân Cypermethrin 54 Bảng 3.2: Sự phụ thuộc số đếm diện tích pic vào hàm lượng từng đồng phân Cypermethrin 59 Bảng 3.3: Sự phụ thuộc số đếm diện tích pic vào hàm lượng Cypermethrin 64 Bảng 3.4: Đánh giá phương pháp phân tích 65 Bảng 3.5: Sự có mặt Cypermethrin trong các lần chiết 67 Bảng 3.6: Sự có mặt Cypermethrin trong 3 phân đoạn rửa giải 68 Bảng 3.7: Hiệu suất thu hồi Cypermethrin trong chè 68 Bảng 3.8: Độ chính xác của phương pháp phân tích 70 Bảng 3.9: Dư lượng Cypermethrin trong một số mẫu chè trên thị trường 71 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1: Tác động của thuốc BVTV đến môi trường 9 Hình 1.2: Sơ đồ tổng hợp thuốc trừ sâu Cypermethrin 27 Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý của máy Sắc ký khí 35 Hình 1.4: Cấu tạo detector -ECD 38 Hình 2.1: Sơ đồ phương pháp phân tích dư lượng thuốc BVTV Cypermethrin trong chè 46 Hình 3.1: Sắc ký đồ phân tích chuẩn Cypermethrin bằng GC.
- Giới thiệu về thuốc BVTV 4 1.1.1.
- Phân loại thuốc BVTV 4 1.1.2.1.
- Thuốc BVTV trong môi trường và trong nông sản 8 1.1.4.
- Tình hình sử dụng thuốc BVTV 14 1.2.1.
- Tình hình tiêu thụ thuốc BVTV 14 1.2.1.1.
- Kiểm tra giám sát dư lượng thuốc BVTV trong nông sản phẩm 16 1.2.2.1.
- Kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trong nông sản ở Việt Nam 17 1.3.
- Thuốc BVTV nhóm Pyrethroid 24 1.4.1.
- Các phương pháp phân tích dư lượng thuốc BVTV nói chung và thuốc trừ sâu Cypermethrin.
- Mục đích, ý nghĩa nghiên cứu dư lượng thuốc BVTV 41 CHƯƠNG 2 - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.1.
- Các phương pháp chiết tách và phân tích Cypermethrin trong nông sản 44 2.4.
- Điều kiện cho máy sắc ký khí để phân tích dư lượng Cypermethrin ở lượng vết.
- Chọn cột mao quản phân tích 47 2.4.2.
- Đánh giá độ lặp lại của phương pháp phân tích 50 2.7.
- Đánh giá phương pháp tách chiết và phân tích 52 2.10.
- Đánh giá độ chính xác của phương pháp phân tích 53 2.11.
- Đánh giá phương pháp tách chiết và phân tích 68 3.8.1.
- Độ chính xác của phương pháp phân tích 70 3.9.
- Thuốc BVTV được coi là một vũ khí có hiệu quả của con người trong việc phòng trừ dịch hại, bảo vệ cây trồng.
- Bên cạnh ưu điểm là bảo vệ năng suất cây trồng, thuốc BVTV còn gây ra nhiều tác động phụ khác như gây ô nhiễm môi trường, gây độc cho người và gia súc, làm tăng chi phí sản xuất và nhất là để lại tồn dư trong nông sản gây ảnh hưởng đến chất lượng nông sản cũng như sức khoẻ người tiêu dùng.
- Tác động tiêu cực của thuốc BVTV càng trở nên nghiêm trọng nếu con người sử dụng không đúng yêu cầu kỹ thuật hay quá lạm dụng thuốc BVTV.
- Chè là một loại cây trồng có giá trị kinh tế cao và có giá trị xuất khẩu lớn, nhưng dư lượng thuốc BVTV có trong chè đã là một yếu tố hạn chế giá trị của loại cây trồng này.
- Theo báo cáo của FAO năm 1998, sản lượng chè xuất khẩu của Việt Nam ngày càng tăng, từ 16.100 tấn trong năm 1990 đến 24.000 tấn trong năm 1997, nhưng mức dư lượng thuốc BVTV trong chè còn quá cao 1.
- Vấn đề dư lượng thuốc BVTV đã ảnh hưởng đến uy tín và chất lượng của sản phẩm chè xuất khẩu Việt Nam, làm giảm thị phần xuất khẩu chè Việt Nam sang thị trường các nước.
- Nguyên nhân của tình trạng này là do nông dân ta đã lạm dụng thuốc BVTV, dùng nhiều loại thuốc BVTV cùng lúc, dùng quá liều khuyến cáo, không tuân thủ các quy định về sử dụng thuốc BVTV đặc biệt là thời gian cách ly.
- Mặt khác, thời gian cách ly của từng loại thuốc BVTV đối với từng đối tượng cây trồng trong tài liệu và được khuyến cáo của các công ty ở Việt Nam không nhất quán do dựa vào nguồn tài liệu từ các nước khác nhau, không phù hợp với điều kiện Việt Nam.
- Trước những thực tế đó đòi hỏi cần phải có các công trình nghiên cứu hoàn chỉnh về dư lượng, có phương pháp phân tích phù hợp để xác định, đánh giá dư lượng của từng loại thuốc BVTV trong nông sản, đồng thời cần khảo nghiệm xác định thời gian cách ly phù hợp với điều kiện khí hậu, các vùng sinh thái và tập quán canh tác Việt Nam.
- Hiện nay Việt Nam chưa có chương trình quốc gia kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trên nông sản, trong khi đó nhiều nước trong khu vực và trên thế giới đều đang áp dụng thành công trong chương trình này.
- Nghiên cứu, đánh giá đúng dư lượng thuốc BVTV là việc làm cần thiết để đảm bảo nông sản "sạch" hơn, an toàn hơn cho người sử dụng, hạn chế ô nhiễm môi trường.
- Nghiên cứu thực trạng sử dụng thuốc BVTV trong một số mẫu chè sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn tình hình và có biện pháp phòng chống 12 thích hợp để bảo vệ sức khoẻ cho bản thân và cho gia đình, đồng thời có nhận thức đúng đắn để có thể giúp cho bà con nông dân có những kiến thức cần thiết khi dùng thuốc BVTV.
- Với hy vọng góp phần giải quyết từng bước vấn đề dư lượng thuốc BVTV ở Việt Nam, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu phương pháp phân tích dư lượng thuốc trừ sâu Cypermethrin trong chè.
- Nghiên cứu, xây dựng phương pháp tách chiết, làm sạch và phân tích phù hợp để xác định dư lượng thuốc BVTV Cypermethrin trong chè.
- Áp dụng quy trình tách chiết, làm sạch và phân tích để đánh giá thực trạng dư lượng thuốc BVTV Cypermethrin trong chè.
- Giới thiệu về thuốc BVTV 1.1.1.
- Phân loại thuốc BVTV Có nhiều cách khác nhau để phân loại thuốc BVTV.
- Thuốc trừ bệnh (TB): là những thuốc phòng trừ các loại vi sinh vật gây bệnh cho cây (nấm, vi khuẩn).
- Phân loại theo con đường xâm nhập Dựa theo con đường xâm nhập, thuốc BVTV có thể được chia thành 4.
- Thuốc BVTV trong môi trường và trong nông sản [5 Hệ sinh thái nông nghiệp là một trong những hệ sinh thái quan trọng nhất, quyết định sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người bởi vì nó cung cấp lương thực thực phẩm và các nhu cầu cần thiết khác phục vụ cho đời sống của con người.
- Thuốc BVTV nói chung và thuốc trừ sâu nói riêng đều độc với con người, gia súc, gia cầm và có ảnh hưởng xấu tới môi trường sống.
- Vấn đề dư lượng thuốc BVTV trong môi trường luôn thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học, trong đó có một số loại thuốc BVTV được quan tâm nhiều hơn do khả năng bền vững hoặc do mức độ tác hại nghiêm trọng của chúng đến môi trường, các loại thuốc trừ sâu có thời gian bán huỷ dài như nhóm clo hữu cơ luôn được sự quan tâm hàng đầu.
- Hình 1.1: Tác động của thuốc BVTV đến môi trường [7] Người ta tính rằng khi phun thuốc BVTV có khoảng 50% lượng thuốc rơi vào đất 7.
- Trong đất, thuốc BVTV bị phân huỷ dần bởi các yếu tố hữu sinh và vô sinh.
- Nhiều loại vi sinh vật có khả năng sử dụng thuốc BVTV như là một nguồn dinh dưỡng.
- Ngược lại thuốc BVTV cũng ảnh hưởng đến nhiều 19 loài vi sinh vật không phải là đối tượng phòng trừ.
- Trong thí nghiệm của Chiareiy Liu [27] cho thấy thuốc BVTV làm giảm 50-90% mức độ hoạt động của đất so với điều kiện tự nhiên.
- Mặc dù thuốc BVTV hoà tan trong nước tương đối thấp, song chúng cũng bị rửa trôi vào trong nước tưới tiêu, gây ô nhiễm nước bề mặt, nước ngầm và nước vùng cửa sông ven biển [7].
- Những mẫu này được phân tích bằng phương pháp đa hiệu cho phép phân tích 27 loại thuốc BVTV được dùng phổ biến và kết quả là 13,6% số mẫu tìm thấy một hoặc nhiều hơn loại thuốc bảo vệ thực vật.
- Các thuốc BVTV đó là: Sencor/Lexone, Provol, Dual, Bladex, Lasso (1,2-1,9.
- Tình hình sử dụng thuốc BVTV 1.2.1.
- Tình hình tiêu thụ thuốc BVTV 1.2.1.1.
- Từ những quan niệm sai lầm trên đã dẫn đến việc sử dụng thuốc BVTV tràn lan ngay cả khi không cần thiết để phòng trừ sâu bệnh.
- Qua các thời kỳ phát triển, thuốc BVTV ngày càng phong phú về chủng loại và khối lượng.
- Vào cuối những năm 40, lượng thuốc hoá học sản xuất trên thế giới chỉ vài trăm tấn tương đương với vài trăm triệu USD, nhưng đến năm 1997 giá trị sản lượng thuốc BVTV trên thế giới đã lên tới 31,25 tỷ USD.
- Theo nhận định của hội nghị liên tịch của FAO và UNEP thị trường thuốc BVTV trên thế giới vẫn tiếp tục tăng manh và tăng nhanh nhất ở các nước châu Mỹ La tinh và Châu Á.
- Hiện nay tác dụng không mong muốn của thuốc hoá học đã được chứng minh rõ ràng nên xu hướng nghiên cứu và sử dụng thuốc BVTV sinh học và có nguồn gốc sinh học đang được khuyến khích.
- Theo dự tính đến năm 2010, thuốc sinh học sẽ chiếm 10% thuốc BVTV tiêu thụ trên thế giới.
- Tuỳ theo trình độ canh tác, mức độ đầu tư về thuốc BVTV ở các nước cũng khác nhau.
- Năm 1996, chi phí thuốc BVTV trên diện tích canh tác một ha của Đài Loan là cao nhất, 75,8 USD/ha, tiếp theo là Philippin 28USD/ha và Thái lan là 20,48USD/ha.
- Tỷ lệ các nhóm thuốc BVTV tiêu thụ trên thế giới không đều nhau.
- Trong giai đoạn này mức độ sử dụng hoá chất BVTV còn rất thấp, chỉ vào khoảng 0,3- 0,4 kg hoạt chất/ha, chủng loại thuốc BVTV chủ yếu là nhóm clo hữu cơ và lân hữu cơ.
- Đáng chú ý là trên 95% lượng thuốc BVTV nhập khẩu đã được sử dụng, tình trạng ứ đọng không xảy ra.
- Cung” luôn đi đôi với “ Cầu” là một điểm nổi bật của thị trường thuốc BVTV Việt Nam trong những năm qua.
- Cơ cấu các loại thuốc BVTV ở Việt nam cũng giống như một số nước Nam Á: Số lượng thuốc trừ sâu được tiêu thụ cao hơn thuốc trừ bệnh và thuốc trừ cỏ.
- Tuy nhiên những năm gần đây, số lượng thuốc trừ cỏ được đăng ký tăng 5,6 lần trong khi thuốc trừ sâu và thuốc trừ bệnh chỉ tăng khoảng 2,6 lần, chứng tỏ đã và đang có sự thay đổi rất đáng kể trong cơ cấu thuốc BVTV ở Việt nam và phù hợp với xu hướng tăng cường sử dụng thuốc trừ cỏ của thế giới.
- Kiểm tra giám sát dư lượng thuốc BVTV trong nông sản phẩm 1.2.2.1.
- Các mô hình kiểm soát Theo mô hình chung của chương trình kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trên nông sản thì có 5 mô hình kiểm soát chính [13], bao gồm: Kiểm soát giám sát: Đối tượng là các nông sản tiêu dùng trong nước.
- Ngoài ra, có thể chú trọng vào một loại nông sản nào đó đã có vấn đề về dư lượng thuốc BVTV từ trước.
- Kiểm soát chấp nhận: Đối tượng là các nông sản nhập khẩu, thường là những đối tượng hàng hoá từ các quốc gia có vấn đề về dư lượng thuốc BVTV trong nông sản.
- Kết quả của chương trình kiểm soát này có thể điều chỉnh quá trình sử dụng thuốc BVTV của bản thân nước xuất khẩu nông sản.
- Giá trị ADI được ước lượng thông qua lượng thuốc BVTV có trong nông sản và lượng nông sản người dân tiêu dùng hàng ngày, bỏ qua quá trình mất thuốc BVTV do chế biến và nấu nướng.
- Kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trong nông sản ở Việt Nam Từ tháng 11 năm 1996 đến tháng 4 năm 1997, Sở Y tế Hà Nội phối hợp với Viện Dinh Dưỡng, các cơ quan hữu quan, Trung tâm y tế, Trung tâm khuyến nông các huyện Gia Lâm, Từ Liêm, Thanh Trì theo dõi, khảo sát thực trạng quản lý và sử dụng thuốc BVTV trong gieo trồng và thu hoạch một số sản phẩm nông nghiệp, đặc biệt là rau quả, thực phẩm tươi cho thấy.
- 15/60 mẫu sản phẩm nông nghiệp bán tại các chợ khu vực ngoại thành được kiểm tra có dư lượng thuốc BVTV (chiếm 25.
- 3/60 mẫu thực phẩm (chiếm 5%) có lượng tồn dư thuốc BVTV vượt quá giới hạn cho phép của Bộ Y tế.
- Thuốc BVTV tìm thấy là Wofatox trong rau cải dưa, Lindan trong sữa 27 bò nuôi tại gia đình.
- Bảng 1.3: Dư lượng thuốc trừ sâu trong rau thương phẩm [14] Lấy mẫu Loại rau Thuốc trừ sâu Dư lượng (mg/kg) Dư lượng Ngưỡng cho phép Chợ Cầu diễn Đậu đỗ Cypermethrin 0,46 0,05 Chợ Nam Đồng Đậu đỗ Cypermethrin 0,60 0,05 Chợ Bách Khoa Cải bắp TQ Cypermethrin 2,80 2,00 Chợ Mơ Cải bắp TQ Cypermethrin 4,20 2,00 Hàng năm Trung tâm Kiểm định thuốc BVTV phía Bắc và phía Nam của Cục BVTV đã tiến hành khảo sát dư lượng thuốc BVTV trên một số loại nông sản tại một số khu vực trọng điểm.
- Kết quả thu được cho thấy thực trạng dư lượng thuốc BVTV trên rau, quả rất đáng báo động.
- Những kết quả khảo sát hàng năm cho thấy, tỉ lệ mẫu rau có dư lượng thuốc BVTV vượt quá mức dư lượng tối đa cho phép (theo CODEX của FAO/WHO) có xu hướng tăng lên một cách đáng lo ngại.
- Năm 1999, Cục quản lý chất lượng Vệ sinh An toàn Thực phẩm đã tiến hành khảo sát tình trạng ô nhiễm một số loại thuốc BVTV trên một số loại rau, quả tại 3 chợ và 3 xã ngoại thành Hà Nội.
- Kết quả kiểm nghiệm cho thấy 83,7% số mẫu (36/43 mẫu) nhiễm thuốc BVTV.
- Loại thuốc BVTV tìm thấy chủ yếu là Metyl parathion, Methamidophos, Trichlorfon, Fenobucarb trong đó hai loại là 28 Metyl parathion, Methamidophos là những thuốc Bộ Nông nghiệp và PTNT đã cấm sử dụng.
- Bảng 1.5: Các loại thuốc BVTV thông thường được sử dụng trên rau ăn lá ở Hà Nội và TP HCM [17] Khu vực Loại rau Loại thuốc Nhóm độc I - Cực độc II - Độc cao III - Độc TB I V- ít độc Hà Nội Rau ăn lá Tp.
- Trước thực tế đáng lo ngại như vậy, việc cấp bách đặt ra là chúng ta phải có một chương trình kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trên nông sản, góp phần thực hiện thành công chiến lược phát triển nông nghiệp của Việt Nam là xây dựng một nền nông nghiệp sinh thái bền vững vì sự phát triển và sức khoẻ con người.
- Thuốc BVTV nhóm Pyrethroid 1.4.1.
- Hình 1.2: Sơ đồ tổng hợp thuốc trừ sâu Cypermethrin [47].
- Đối với 3 kiểu hoạt chất Cypermethrin (gồm các đồng phân), alpha- cypermethrin, beta-cypermethrin dưới dạng thuốc dung dịch nhũ dầu như: sherpa 10EC, 25EC, cymerin 5EC, 10EC, 25EC, power 5EC, punisx 5.5EC, 25EC, cymkill 10EC, 25EC, ustaad 10EC… ngoàI ra còn được sử dụng dưới dạng hỗn hợp với các thuốc BVTV khác như: polytrin C440EC/ND, sherzol EC, nitox 30EC…[39].
- Các phương pháp phân tích dư lượng thuốc BVTV nói chung và thuốc trừ sâu Cypermethrin Qúa trình phân tích dư lượng thuốc BVTV thường phải qua 6 bước như sau: Lấy mẫu → chuẩn bị mẫu →chiết tách →làm giầu→ làm sạch→phân tích.
- Mục đích của quá trình lấy mẫu này là kiểm tra mức dư lượng thuốc BVTV có vượt quá MRLs không.
- Bước đầu tiên là chiết tách, trong bước này dư lượng thuốc BVTV và các chất chuyển hoá được chuyển vào pha lỏng.
- Hoạt chất thuốc BVTV được chiết ra từ mẫu bằng dung môi thích hợp.
- Một vấn đề quan trọng trong phân tích lượng vết thuốc BVTV là làm thế nào đạt được hiệu suất thu hồi cao, đặc biệt là các mẫu sinh học phức tạp do hiện tượng hấp phụ, tạo phức..
- Ở Việt Nam, phương pháp chiết pha rắn (SPE) đã được sử dụng để xác định lượng vết các thuốc BVTV trong nước môi trường.
- Qúa trình làm sạch 43 Qúa trình làm sạch mẫu nhằm loại lượng lớn tạp chất trong mẫu đi kèm thuốc BVTV cần phân tích trong dịch chiết.
- Sắc ký phân bố lỏng-lỏng: phân bố lỏng-lỏng giữa 2 pha không trộn lẫn cho phép tách thuốc BVTV ra khỏi tạp chất đi kèm trong dịch chiết.
- Bản chất quá trình phân bố được mô tả bằng phương trình Nerst và đặc trưng bằng hệ số phân bố tuỳ theo đối tượng mẫu và loại thuốc BVTV mà có thể dùng các hệ dung môi khác nhau.
- Ví dụ hệ dung môi metylen-axeton/nước thường được dùng để phân tích dư lượng thuốc trừ sâu trong mẫu thực vật.
- Sắc ký cột (sắc ký hấp phụ): Phần lớn các quy trình phân tích dư lượng thuốc BVTV sau khi làm sạch bằng sắc ký phân bố lỏng- lỏng, dịch chiết cuối cùng được làm sạch bằng cách cho đi qua cột hấp phụ.
- Định tính và định lượng Bước xác định cuối cùng thường liên quan đến hệ thống máy sắc ký, bao gồm kiểu phân tích, detector chọn lọc cho phép xác định một vài loại thuốc BVTV cùng một lúc hoặc riêng rẽ từng loại thuốc BVTV.
- 45 Ngoài ra các bộ thử nhanh có thể xác định được một số loại thuốc BVTV ức chế men cholinesteraza.
- Thử nghiệm miễn dịch dựa trên phản ứng giữa kháng thể và kháng nguyên có thể được ứng dụng trong nghiên cứu một số loại thuốc BVTV hoặc một nhóm thuốc BVTV có cấu tạo tương tự nhau

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt