Đề tài Xác định dư lượng thuốc trừ sâu trong rau

XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU TRONG RAU BỘ CÔNG NGHIỆPTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCMKHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌCMÔN HỌC – PHÂN TÍCH THỰC PHẨM Lớp: ĐHPT2TLT SVTH: NHÓM 4 ĐỀ TÀI: Thuốc bảo vệ thực vật: các loại hóa chất dùng trong nông nghiệp. Công dụng: diệt sâu, bệnh, cỏ dại, các côn trùng gây hại và động vật gậm nhấm để bảo vệ cây trồng, các kho lương thực hàng hóa… THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT LÀ GÌ? Đối với người: Gây nhiễm độc cấp tính: bỏng mắt cấp tính, hủy hoại da, ảnh hưởng thần kinh, gan. Khi bị nhiễm độc mãn tính sẽ ảnh hưởng đến tủy xương (thiếu máu bất sản và loạn tạo máu); ảnh hưởng đến sinh sản (vô sinh ở nam, sảy thai, thai dị dạng...); gây độc thần kinh; ảnh hưởng đến cơ chế miễn dịch.... Biểu hiện ở nhiều mức độ: giảm sút sức khỏe, gây rối loạn các hoạt động ở hệ thần kinh, tim mạch, tiêu hóa hô hấp, bài tiết, gây các tổn thương bệnh lý ở các cơ quan từ mức độ nhẹ tới nặng, thậm chí tàn phế hoặc tử vong. TÁC HẠI CỦA THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT Đối với môi trường xung quanh: Diệt cả những côn trùng và động vật hữu ích cho con người, có thể làm biến đổi thế cân bằng tự nhiên của hệ sinh thái gây ô nhiễm đất, nước, không khí. Các thuốc trừ sâu tồn dư lâu, không bị phân hủy ở trong đất và trong nước có thể làm cho động vật, cây trồng sống ở đó bị nhiễm thuốc lâu dài, con người ăn các sản phẩm trồng trọt và chăn nuôi bị nhiễm thuốc trừ sâu hằng ngày một cách gián tiếp, lâu ngày sẽ có hại cho sức khỏe. TÁC HẠI CỦA THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT MỘT SỐ NHÓM THUỐC TRỪ SÂU MỘT SỐ NHÓM THUỐC TRỪ SÂU MỘT SỐ NHÓM THUỐC TRỪ SÂU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNGTHUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNGTHUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU TRONG RAU PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU Thông thường 12 mẫu đơn được lấy trải đều trên ruộng một cách hệ thống theo hình chữ W, X hoặc chữ S hoặc kiểu Ziczac. Ngoài ra mẫu có thể được lấy hoàn toàn ngẫu nhiên. Không lấy tại các góc và vị trí đầu ruộng. Thời điểm lấy mẫu: tại thời điểm thu hoạch thông thường. Dụng cụ lấy mẫu, phương pháp lấy mẫu, lưu mẫu, bảo quản mẫu phải đảm bảo không có bất kỳ tác động nào ảnh hưởng tới dư lượng thuốc bảo vệ thực vật. Không được rửa cũng như dùng dụng cụ để làm sạch rau. Không được cắt gọt nông sản trừ việc loại bỏ các lá già úa bên ngoài như nông dân vẫn thực hiện. Bất cứ việc sử dụng dao kéo nào vào nông sản cũng phải được ghi lại. THIẾT BỊ - DỤNG CỤ LẤY MẪU Túi tiệt trùng để đựng mẫu phân tích vi sinh Túi nhựa mềm thông thường (mới) để đựng mẫu phân tích hóa học Găng tay dùng một lần Dao, kéo, dụng cụ cắt cành tiệt trùng Dụng cụ đào bới (cuốc, xẻng...) Hộp giữ lạnh Đá khô hoặc gel giữ lạnh: 1kg/1kg sản phẩm. Tối thiểu 10kg/hộp, phải để đông trước khi đi lấy mẫu XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU TRONG RAU CÁCH LẤY MẪU Mẫu đơn: Mẫu lấy từ các điểm khác nhau trong ruộng cần kiểm tra. Mỗi mẫu đơn được lấy từ một vị trí trên ruộng. Mẫu ban đầu: Mẫu gộp của tất cả các mẫu đơn Mẫu trung bình: Một phần hoặc tất cả các mẫu ban đầu được trộn đều. Mẫu trung bình kiểm tra được chia làm ba đơn vị, một phần dùng để kiểm nghiệm, một phần để cơ quan kiểm nghiệm lưu mẫu, một phần để tổ lưu mẫu. XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU TRONG RAU LẤY MẪU RAU CÁC LOẠI Đối với rau ăn lá nói chung: thu cả cây. Nếu mẫu ban đầu chưa đủ 1kg thì có thể tăng số mẫu đơn. Đối với rau ăn quả: Lấy 12 quả từ 12 cây khác nhau. Lấy mẫu tại các vị trí bị lá che khuất và cả các vị trí không bị lá che khuất khi phun thuốc. Nếu quả nhỏ thì có thể lấy 2 - 10 quả/cây để tổng khối lượng mẫu khoảng 1kg. Đối với các loại đậu đỗ: Khối lượng mẫu tối thiểu cần lấy là 1kg. Lấy mẫu tại các vị trí bị lá che khuất và cả các vị trí không bị lá che khuất khi phun thuốc. Các loại rau ăn lá nhỏ hoặc rau gia vị: khối lượng mẫu tối thiểu cần lấy là 0,5kg. Đối với rau trồng trong chậu, khay: lấy mẫu từ 12 chậu, khay khác nhau. XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU TRONG RAU GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CARBAMAT XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU Carbamat là nhóm thuốc bảo vệ thực vật rất phổ biến có công thức chung: Trong đó: R1 và R2 là aryl hoặc ankyl Được dùng nhiều trong nông nghiệp: thuốc trừ sâu, trừ cỏ, trừ nấm…. Có hơn 50 loại carbamat được biết đến phần lớn là từ tổng hợp. Carbamat không bền, dễ bị phân hủy dưới tác động của môi trường. Carbamat là những chất độc và cực độc theo tiêu chuẩn Việt Nam, được xếp vào nhóm độc I hoặc II. NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU Dựa vào đặc tính không bền của nhóm Carbamat trong môi trường kiềm. Sau khi từng loại Carbamat tách trên cột sắc ký pha đảo, được thủy phân trong môi trường bazơ sinh ra methyl amin, sau đó methyl amin phản ứng với thuốc thử O – phthalaldehyde (OPA) và 2 – mercaptoethanol tạo ra dẫn xuất huỳnh quang 1 – hydroxytylthio – 2 – metylisoindol. Phân hủy carbamat trong môi trường bazơ Phản ứng methyl amin với thuốc thử HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU Hỗn hợp chuẩn 10 loại carbamat 10ppm được pha trong methanol do Supelco cung cấp. Tất cả các dung môi và nước đều đạt tiêu chuẩn sử dụng cho HPLC và được lọc qua màng lọc 0.45m. Hệ thống HPLC shimadzu với hệ phản ứng sau cột, đầu dò huỳnh quang (FD), cột phân tích C18, máy lọc nước và trao đổi ion millipore. Hệ thống tim mẫu tự động SIL – 20A Shimadzu, đầu dò huỳnh quang RF – 10Axl có tạo dẫn xuất sau cột. Đầu dò MS Cột phân tích HRC – ODS AS0678 kích thước 20cm x 4.6nm x 5m. Cột bảo vệ GHRC – ODS FU3445. Injector tiêm tự động SIL – 20A Bộ điều nhiệt CRB – 6A Một số thiết bị khác CÁC THÔNG SỐ HỆ HPLC XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU Tiêm 10l mẫu, pha động MeOH và nước, tốc độ 1000ml/phút, chế độ gradient. Bước sóng kích thích: 340nm Bước sóng phát xạ: 445nm Nhiệt độ lò phản ứng: 95 – 102oC VOPA: 0.15ml/phút VNaOH: 0.2ml/phút Nồng độ OPA: 0.25mM Nồng độ  - mercapropionic: 125ppm Nồng độ NaOH: 50mM Nồng độ đệm: 80 – 100mM Tổng thời gian chạy: 60 phút để làm sạch cột CÁC THÔNG SỐ HỆ HPLC XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU CÁC THÔNG SỐ HỆ HPLC XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU Tiêm 10l mẫu, pha động MeOH và nước, tốc độ 1000ml/phút, chế độ gradient: Bước sóng kích thích: 340nm Bước sóng phát xạ: 445nm Nhiệt độ lò phản ứng: 95 – 102oC VOPA: 0.15ml/phút VNaOH: 0.2ml/phút Nồng độ OPA: 0.25mM Nồng độ  - mercapropionic: 125ppm Nồng độ NaOH: 50mM Nồng độ đệm 80 – 100mM Tổng thời gian chạy: 60 phút để làm sạch cột XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG Dung môi sử dụng tách chiết phải có độ tinh khiết cao để tránh sự nhiễm tạp chất. Khi sử dụng thiết bị tiêm tay cần phải đòi hỏi kỹ thuật cao để độ lặp lại có độ chính xác cao. Nhiệt độ lò và vận tốc chạy. Khi ta sử dụng chưa quen phải chạy chuẩn đơn trước sau đó chạy chuẩn hỗn hợp sẽ tốt hơn. Khi tiến hành lọc mẫu phải tránh sự hấp thụ mẫu lên giấy lọc. Ta nên ưu tiên dùng phương pháp nội chuẩn để hạn chế sự sai số. Quá trình tách chiết phải hết sức cận thận vì đây là dung môi hữu cơ dễ bay hơi và gây độc cho người sử dụng. CHIẾT LỎNG - LỎNG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU CHIẾT PHA RẮN XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU PHƯƠNG PHÁP NGOẠI CHUẨN Xác định Carbamat bằng phương pháp ngoại chuẩn họ carbamat. Dung dịch chiết của mẫu cho chính xác 1 ml dung dịch chuẩn họ carbamat rồi tiến hành đo trên HPLC. Dùng cho lúc mẫu đã chiết xong, chuẩn bị đem đo để loại bỏ sự sai số khi dung môi bay hơi. Ưu điểm: dễ tìm chất chuẩn, giá thành rẻ. Nhược điểm: khả năng loại sai số không cao. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU PHƯƠNG PHÁP NỘI CHUẨN Cho dung dich chuẩn ngay từ đầu bắt đầu hút mẫu. Tính nồng độ trên 1 ml dung dịch Cho độ chính xác cao và mẫu phải sạch, loại được sự bay hơi của dung môi trong suốt quá trình chiết. Ưu điểm: loại được ảnh hưởng dung môi cao và quá trình chiết tách mang lại hiểu qua cao tăng độ chính xác. Nhược điểm: khó tìm chất thích hợp và chất chuẩn bằng phương pháp này có giá thành cao và rất khó tìm được những chất phức tạp. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU TÍNH KẾT QUẢ Trong đó: Axd: diện tích peak chất chuẩn Anc: diện tích peak chất ngoại chuẩn Cppb: nồng độ chất chuẩn Lặp phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ chất chuẩn với tỷ lệ diện tích peak của chất chuẩn và diện tích peak của ngoại chuẩn Y = aX + b ĐÔI NHẠY VÀ ĐỘ TIN CẬY CỦA PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU Độ nhạy cao, giới hạn định lượng chỉ vài ppb. Độ tuyến tính 0.9980 – 0.9995 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU ĐÔI NHẠY VÀ ĐỘ TIN CẬY CỦA PHƯƠNG PHÁP HIỆU SUẤT THU HỒI MẪU RAU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU Khá cao, hầu hết trên 80%. Riêng aldicard Sulfoxide khá thấp do có độ tan trong nước tương đối lớn khoảng 10g/l. HỆ THỐNG HPLC XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU HỆ THỐNG TRÍCH LY XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CARBAMAT TRONG RAU NGUYÊN TẮC Mẫu được xay nhỏ, trích bằng dung môi aceton lọc lấy dịch trích, sau đó được chuyển tiếp để tách lớp dung môi hữu cơ ra bằng ether dầu hỏa và dichloromethan. Đuổi cạn dung môi và được làm sạch bằng cột Flrisil sau đó được định lượng bằng máy sắc ký khí với đầu dò EDC. XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU HỌC CLO VÀHỌ PHÔTPHO TRONG RAU HÓA CHẤT Chất chuẩn của họ Clo: acephate, BHC, chlorpyrifos, p-p’-DDT, dieldrin, methamidophos, monocrotophos, và omethoate pha trong acetone. Chất chuẩn của họ Photpho: Pha dung dịch chuẩn với Hecxan nồng độ 10mg/100ml (deltamethrin, cypermthrin, 250g/ml) và 50mg/ml (fenpropathrin, permethrin, fenvalerate, và fluvalinate, 500 g/ml). Chất nội chuẩn hexachlorobiphenyl cho họ clo. Chất nội chuẩn triphenylphotphate cho họ photpho. XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU HỌC CLO VÀHỌ PHÔTPHO TRONG RAU XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU HỌC CLO VÀHỌ PHÔTPHO TRONG RAU CHUẨN BỊ CỘT Florisil Florisil cân 60 – 100g cho vào chén sứ, sấy ở nhiệt độ 650C trong vòng 4h, để nguội ở nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm, trước khi sử dụng đem sấy ở 1300C trong 5h để nguội, thêm 5% nước lắc đều trong 30 phút. Có thể thay thế Florisil bằng Alumina hoặc Silicagel). XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU HỌC CLO VÀHỌ PHÔTPHO TRONG RAU CÁCH NHỒI CỘT XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU HỌC CLO VÀHỌ PHÔTPHO TRONG RAU LÀM SẠCH MẪU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU HỌC CLO VÀHỌ PHÔTPHO TRONG RAU ĐIỀU KIỆN CHẠY MÁY Máy GC với detector ECD hoặc MS Cột SPB – 1 Fussed silier capillary column: 30m, ID: 0.25nm; 0.25 m Film thickness Buồng nhiệt độ Injector: 2600C Áp suất đầu cột: 12 psi Nhiệt độ detector ECD: 3000C Chương trình nhiệt: 600C (giữ 2 phút), tăng 120C/phút tới 1500C 1500C (giữ 0 phút), tăng 2.50C/phút tới 2500C 2500C (giữ 0 phút), tăng 100C/phút tới 2800C Giữ nhiệt độ cuối 2800C: 10 phút XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU HỌC CLO VÀHỌ PHÔTPHO TRONG RAU TÍNH KẾT QUẢ Trong đó: X: nồng độ mẫu có được từ tỉ lệ diện tích peak chuẩn và nội chuẩn trong dd mẫu và phương trình đường chuẩn (ppm hoặc ppb) Sm, SST, SIS: diện tích peak của mẫu, chuẩn và chất nội chuẩn CST: nồng độ của chất chuẩn C: hàm lượng thuốc trừ sâu có trong mẫu (ppm hoặc ppb) V: thể tích pha loãng mẫu m: khối lượng mẫu ban đầu XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU HỌC CLO VÀHỌ PHÔTPHO TRONG RAU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU HỌC CLO VÀHỌ PHÔTPHO TRONG RAU