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

MỤC LỤC

Chương 1. TỔNG QUAN 3

1.1 Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật 3

1.1.1 Định nghĩa 3

1.1.2. Phân loại 3

1.1.3. Tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật 4

1.1.4. Tình hình tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong rau quả 5

1.1.5. Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật 6

1.2. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat 7

1.2.1. Giới thiệu chung 7

1.2.2. Carbofuran 8

1.2.3. Carbaryl 8

1.2.4. Fenobucarb 9

1.2.5. Propoxur 10

1.2.6. Giới hạn cho phép 11

1.3. Các phương pháp xác định 11

1.3.1. Phương pháp cực phổ 11

1.3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử 12

1.3.3. Phương pháp phân tích dòng chảy (flow injection analysis – FIA) 13

1.3.4. Phương pháp điện di mao quản 15

1.3.5. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao 16

1.3.6. Phương pháp sắc ký khí 17

1.3.7. Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ 18

Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu 20

2.1.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu 20

2.1.2. Nội dung nghiên cứu 20

2.1.2.1 Xây dựng phương pháp 20

2.1.2.2. Ứng dụng phương pháp 21

2.2. Phương pháp nghiên cứu 21

2.2.1. Phương pháp tách chiết mẫu 21

2.2.2. Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ 22

2.2.2.1. Nguyên tắc chung về phương pháp HPLC 22

2.2.2.2. Pha tĩnh trong HPLC 23

2.2.2.3. Pha động trong HPLC 24

2.2.2.4. Detector trong HPLC 25

2.2.2.5 Detector khối phổ (Mass Spectrometry) 25

2.2.2.5.1. Nguồn ion 26

2.2.2.5.2. Bộ phận phân tích khối lượng .28

2.2.2.5.3. Bộ phận phát hiện .29

2.3. Phương tiện nghiên cứu 30

2.3.1. Thiết bị, dụng cụ 30

2.3.1.1. Thiết bị 30

2.3.1.2. Dụng cụ 30

2.3.3. Dung môi, hóa chất 31

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

3.1. Tối ưu các điều kiện xác định carbamat bằng LC/MS/MS 32

3.1.1. Chọn các điều kiện chạy của detector khối phổ 32

3.1.1.1. Khảo sát điều kiện bắn phá đối với ion mẹ 32

3.1.1.2. Khảo sát điều kiện bắn phá ion con 34

3.1.2. Chọn pha tĩnh 36

3.1.3. Chọn pha động 37

3.2. Đánh giá phương pháp phân tích 40

3.2.1. Khảo sát lập đường chuẩn 40

3.2.2. Giới hạn phát hiện LOD 43

3.2.3. Giới hạn định lượng LOQ 45

3.2.4. Độ chính xác của phép đo 45

3.3. Khảo sát điều kiện xử lí mẫu 47

3.3.1. Khảo sát dung môi chiết 48

3.3.2. Khảo sát dung môi rửa giải 50

3.3.3. Khảo sát thể tích dung môi rửa giải 52

3.3.4. Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp 54

3.4. Phân tích mẫu thực tế 57

Chương 4. KẾT LUẬN 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

PHỤ LỤC 68

 

 

doc87 trang | Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 4411 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Xác định hóa chất bảo vệ thực vật carbamat trong một số loại rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Chương 1. TỔNG QUAN 3 1.1 Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật 3 1.1.1 Định nghĩa 3 1.1.2. Phân loại 3 1.1.3. Tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật 4 1.1.4. Tình hình tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong rau quả 5 1.1.5. Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật 6 1.2. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat 7 1.2.1. Giới thiệu chung 7 1.2.2. Carbofuran 8 1.2.3. Carbaryl 8 1.2.4. Fenobucarb 9 1.2.5. Propoxur 10 1.2.6. Giới hạn cho phép 11 1.3. Các phương pháp xác định 11 1.3.1. Phương pháp cực phổ 11 1.3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử 12 1.3.3. Phương pháp phân tích dòng chảy (flow injection analysis – FIA) 13 1.3.4. Phương pháp điện di mao quản 15 1.3.5. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao 16 1.3.6. Phương pháp sắc ký khí 17 1.3.7. Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ 18 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu 20 2.1.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu 20 2.1.2. Nội dung nghiên cứu 20 2.1.2.1 Xây dựng phương pháp 20 2.1.2.2. Ứng dụng phương pháp 21 2.2. Phương pháp nghiên cứu 21 2.2.1. Phương pháp tách chiết mẫu 21 2.2.2. Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ 22 2.2.2.1. Nguyên tắc chung về phương pháp HPLC 22 2.2.2.2. Pha tĩnh trong HPLC 23 2.2.2.3. Pha động trong HPLC 24 2.2.2.4. Detector trong HPLC 25 2.2.2.5 Detector khối phổ (Mass Spectrometry) 25 2.2.2.5.1. Nguồn ion………………………………………………………26 2.2.2.5.2. Bộ phận phân tích khối lượng………………………………….28 2.2.2.5.3. Bộ phận phát hiện……………………………………………...29 2.3. Phương tiện nghiên cứu 30 2.3.1. Thiết bị, dụng cụ 30 2.3.1.1. Thiết bị 30 2.3.1.2. Dụng cụ 30 2.3.3. Dung môi, hóa chất 31 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1. Tối ưu các điều kiện xác định carbamat bằng LC/MS/MS 32 3.1.1. Chọn các điều kiện chạy của detector khối phổ 32 3.1.1.1. Khảo sát điều kiện bắn phá đối với ion mẹ 32 3.1.1.2. Khảo sát điều kiện bắn phá ion con 34 3.1.2. Chọn pha tĩnh 36 3.1.3. Chọn pha động 37 3.2. Đánh giá phương pháp phân tích 40 3.2.1. Khảo sát lập đường chuẩn 40 3.2.2. Giới hạn phát hiện LOD 43 3.2.3. Giới hạn định lượng LOQ 45 3.2.4. Độ chính xác của phép đo 45 3.3. Khảo sát điều kiện xử lí mẫu 47 3.3.1. Khảo sát dung môi chiết 48 3.3.2. Khảo sát dung môi rửa giải 50 3.3.3. Khảo sát thể tích dung môi rửa giải 52 3.3.4. Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp 54 3.4. Phân tích mẫu thực tế 57 Chương 4. KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 68 MỞ ĐẦU Theo dự báo của Uỷ ban Dân số và Phát triển của Liên hợp quốc, vào giữa thế kỉ XXI dân số thế giới sẽ tăng thêm 03 tỉ người. Dân số ngày càng tăng nhanh đã tạo ra gánh nặng cho nền sản xuất nông nghiệp lương thực, vì cùng với một diện tích canh tác nhất định và đang có xu hướng bị thu hẹp lại phải cung cấp đủ số lượng lương thực cho số đầu người luôn gia tăng. Để tăng năng suất lao động, người ta đã sử dụng nhiều biện pháp đan xen như: thâm canh tăng vụ, cải tiến giống...; một trong những biện pháp không thể thiếu là sử dụng thuốc bảo vệ thực vật. [9] Thuốc bảo vệ thực vật được coi là một vũ khí có hiệu quả của con người trong việc phòng chống dịch hại, bảo vệ cây trồng. Bên cạnh ưu điểm là bảo vệ năng suất cây trồng, thuốc bảo vệ thực vật còn gây ra nhiều tác tác hại khác như làm ô nhiễm môi trường, gây độc cho người và gia súc, tăng chi phi sản xuất, và nhất là để lại tồn dư trong nông sản gây ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và sức khỏe người tiêu dùng. Tác động tiêu cực của thuốc bảo vệ thực vật càng trở nên nghiêm trọng khi con người sử dụng không đúng cách và quá lạm dụng vào thuốc. Hóa chất bảo vệ thực vật có nhiều nhóm hóa chất khác nhau, trong đó có bốn nhóm chính là: lân hữu cơ, clo hữu cơ, carbamat và pyrethroid. Nhóm clo hữu cơ đã bị cấm sử dụng, nhóm pyrethroid vẫn đang được sử dụng nhưng độc tính thấp, ít có khả năng gây nhiễm độc cho người sử dụng. Còn lại 2 nhóm: lân hữu cơ và carbamat đang được dùng rộng rãi trong nông nghiệp , có độc tính cao và là nguyên nhân chính của phần lớn các vụ ngộ độc do ăn rau quả nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật ở nước ta hiện nay. Với những lí do trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Xác định hóa chất bảo vệ thực vật carbamat trong một số loại rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS)”. Mục tiêu thực hiện đề tài luận văn là: Xây dựng phương pháp xác định dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật carbamat trong rau quả, bao gồm: Khảo sát các điều kiện tách chiết mẫu và phân tích Thẩm định phương pháp đã xây dựng Áp dụng phương pháp xác định dư lượng thuốc bảo vệ thực vật carbamate để khảo sát một số mẫu rau quả trên địa bàn Hà Nội. Chương 1. TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật 1.1.1 Định nghĩa Hóa chất bảo vệ thực vật là những hợp chất có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp hóa học được dùng để phòng và trừ sinh vật gây hại cây trồng và nông sản. Hóa chất bảo vệ thực vật gồm nhiều nhóm khác nhau, gọi theo tên nhóm sinh vật gây hại, như thuốc trừ sâu dùng để trừ sâu hại, thuốc trừ bệnh dùng để trừ bệnh cây… 1.1.2. Phân loại [9] Các loại hóa chất bảo vệ thực vật gồm nhiều loại, chủ yếu gồm 4 nhóm chính: - Nhóm Clo hữu cơ (organnochlorine) là các dẫn xuất clo của một số hợp chất hữu cơ như diphenyletan, cyclodien, benzen, hexan. Nhóm này bao gồm những hợp chất hữu cơ rất bền vững trong môi trường tự nhiên và thời gian bán phân huỷ dài (ví dụ như DDT có thời gian bán phân huỷ là 20 năm, chúng ít bị đào thải và tích luỹ vào cơ thể sinh vật qua chuỗi thức ăn). Đại diện của nhóm này là Aldrin, Dieldrin, DDT, Heptachlo, Lindan, Methoxychlor - Nhóm lân hữu cơ (organophosphorus) đều là các este, là các dẫn xuất hữu cơ của acid photphoric. Nhóm này có thời gian bán phân huỷ ngắn hơn so với nhóm Clo hữu cơ và được sử dụng rộng rãi hơn. Nhóm này tác động vào thần kinh của côn trùng bằng cách ngăn cản sự tạo thành men Cholinestaza làm cho thần kinh hoạt động kém, làm yếu cơ, gây choáng váng và chết. Nhóm này bao gồm một số hợp chất như parathion, malathion, diclovos, clopyrifos… - Nhóm Carbamat là các dẫn xuất hữu cơ của acid cacbamic, gồm những hoá chất ít bền vững hơn trong môi trường tự nhiên, song cũng có độc tính cao đối với người và động vật. Khi sử dụng, chúng tác động trực tiếp vào men Cholinestraza của hệ thần kinh và có cơ chế gây độc giống như nhóm lân hữu cơ. Đại diện cho nhóm này như: carbofuran, carbaryl, carbosulfan, isoprocarb, methomyl… - Nhóm Pyrethroid là những thuốc trừ sâu có nguồn gốc tự nhiên, là hỗn hợp của các este khác nhau với cấu trúc phức tạp được tách ra từ hoa của những giống cúc nào đó. Đại diện của nhóm này gồm cypermethrin, permethrin, fenvalarate, deltamethrin,… Ngoài ra, còn có một số nhóm khác như: các chất trừ sâu vô cơ (nhóm asen), nhóm thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn, nấm, virus (thuốc trừ nấm, trừ vi khuẩn…), nhóm các hợp chất vô cơ (hợp chất của đồng, thủy ngân, …). 1.1.3. Tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật [9] Hầu hết hóa chất bảo vệ thực vật đều độc với con người và động vật máu nóng ở các mức độ khác nhau. Theo đặc tính hóa chất bảo vệ thực vật được chia làm hai loại: chất độc cấp tính và chất độc mãn tính. Chất độc cấp tính: Mức độ gây độc phụ thuộc vào lượng thuốc xâm nhập vào cơ thể. Ở dưới liều gây chết, chúng không đủ khả năng gây tử vong, dần dần bị phân giải và bài tiết ra ngoài. Loại này bao gồm các hợp chất Pyrethroid, những hợp chất Phốt pho hữu cơ, Carbamat, thuốc có nguồn gốc sinh vật. Chất độc mãn tính: Có khả năng tích luỹ lâu dài trong cơ thể vì chúng rất bền, khó bị phân giải và bài tiết ra ngoài. Thuốc loại này gồm nhiều hợp chất chứa Clo hữu cơ, chứa Thạch tín (Asen), Chì, Thuỷ ngân; đây là những loại rất nguy hiểm cho sức khoẻ. Hóa chất bảo vệ thực vật có thể thâm nhập vào cơ thể con người và động vật qua nhiều con đường khác nhau; thông thường qua 03 đường chính: hô hấp, tiêu hoá và tiếp xúc trực tiếp. Khi tiếp xúc với hóa chất bảo vệ thực vật, con người có thể bị nhiễm độc cấp tính hoặc mãn tính, tùy thuộc vào phạm vi ảnh hưởng của thuốc. Nhiễm độc cấp tính: Là nhiễm độc tức thời khi một lượng đủ lớn hoá chất bảo vệ thực vật thâm nhập vào cơ thể. Những triệu chứng nhiễm độc tăng tỉ lệ với việc tiếp xúc và trong một số trường hợp nặng có thể dẫn tới tử vong. Biểu hiện bệnh lý của nhiễm độc cấp tính: mệt mỏi, ngứa da, đau đầu, lợm giọng, buồn nôn, hoa mắt chóng mặt, khô họng, mất ngủ, tăng tiết nước bọt, yếu cơ, chảy nước mắt, sảy thai, nếu nặng có thể gây tử vong. Nhiễm độc mãn tính: Là nhiễm độc gây ra do tích luỹ dần dần trong cơ thể. Thông thường, không có triệu chứng nào xuất hiện ngay trong mỗi lần nhiễm. Sau một thời gian dài, một lượng chất độc lớn tích tụ trong cơ thể sẽ gây ra các triệu chứng lâm sàng. Biểu hiện bệnh lý của nhiễm độc mãn tính: kích thích các tế bào ung thư phát triển, gây đẻ quái thai, dị dạng, suy giảm trí nhớ và khả năng tập trung, suy nhược nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gây tổn hại cho gan, thận và não. 1.1.4. Tình hình tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong rau quả Theo báo cáo của Cục Bảo vệ thực vật, có 23% số hộ nông dân vi phạm quy định về sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, dẫn đến tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trên nông sản. Một số loại thuốc trừ sâu độc hại đã bị cấm sử dụng nhưng hiện vẫn có nhiều người tìm cách đưa về nông thôn. Số mẫu rau, quả tươi có dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật chiếm từ 30-60%, trong đó số mẫu rau, quả có dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật vượt quá giới hạn cho phép chiếm từ 4-16%, một số hóa chất bảo vệ thực vật bị cấm sử dụng như Methamidophos vẫn còn dư lượng trong rau. [7] Trong năm 2006, Chi cục bảo vệ thực vật TP Hồ Chí Minh đã kiểm tra 790 mẫu của 52 đơn vị kinh doanh rau an toàn trên địa bàn thành phố, phát hiện 26 mẫu có dư lượng thuốc trừ sâu, chiếm tỷ lệ 3,29%. Nấm rơm Trà Vinh, cần tây, cải thìa, xà lách xong, bồ ngót, bông cải xanh (súp lơ), rau dền, cần... là những loại rau ăn lá có tỷ lệ dư lượng thuốc trừ sâu cao (3,94%). Đặc biệt là tình trạng vượt nhiễm thuốc trừ sâu đối với các loại rau củ quả, trái cây nhập khẩu từ Trung Quốc. Kết quả kiểm tra của Chi cục bảo vệ thực vật TP.HCM cho thấy, có 5 trong tổng số 26 mẫu hàng Trung Quốc được kiểm tra có kết quả lượng thuốc trừ sâu tồn dư cao, chiếm tỷ lệ đến 19,23%. [3] Đầu năm 2009, Cục Bảo vệ thực vật đã lấy 25 mẫu rau và năm mẫu quả tại các tỉnh phía Bắc (TP Hà Nội và tỉnh Vĩnh Phúc) để kiểm định. Kết quả có 11 mẫu rau có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau. Ở các tỉnh phía Nam, trên 35 mẫu rau và 5 mẫu quả lấy ở TP Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tiền Giang, kết quả trên 50% mẫu có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau. [11] Tại TP Hồ Chí Minh, trong sáu tháng đầu năm 2009, qua kiểm nghiệm hơn 2.200 mẫu rau, quả tại ba chợ đầu mối (Bình Điền, Hóc Môn, Thủ Đức), phát hiện 50 mẫu dương tính (tỷ lệ 2,4%), cao hơn so với cùng kỳ năm 2008 là 1,3%. Còn tại Bình Dương, phân tích gần 310 mẫu rau lấy ở các chợ, vùng sản xuất, bếp ăn tập thể trong tám tháng đầu năm 2009 có gần 80 mẫu có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật. [11] Trên thế giới, tại Ấn Độ, Cuộc điều tra được Bộ Nông nghiệp Ấn Độ tiến hành trong một năm từ tháng 11 năm 2007 đến tháng 10 năm 2008 trên toàn đất nước Ấn Độ. Kết quả là 18% rau và 12% hoa quả nội địa và nhập khẩu của Ấn Độ đều có dư lượng thuốc trừ sâu, kể cả những loại thuốc trừ sâu bị cấm, trong đó 4% lượng rau và 2% lượng hoa quả có dư lượng thuốc trừ sâu cao hơn mức cho phép. Khoảng 18% (664 mẫu) trong tổng số 3.648 mẫu rau như mướp tây, cà chua, bắp cải và súp lơ đều có dư lượng thuốc trừ sâu. Các loại rau như bắp cải, súp lơ và cà chua có dư lượng thuốc trừ sâu lớn nhất. Các loại thuốc trừ sâu tìm thấy trong các loại quả chủ yếu là chlorpyriphos, monocrotophos, profenophos và cypermethrin.[1] 1.1.5. Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật Theo thống kê của Tổ chức Lao động Quốc tế ILO, trên thế giới, hàng năm có trên 40.000 người chết vì ngộ độc rau trên tổng số 2 triệu người ngộ độc. Tại Việt Nam, con số người bị ngộ độc cũng không nhỏ. Từ năm 1993 - 1998, hàng chục ngàn người bị nhiễm độc do ăn phải rau quả còn dư lượng thuốc trừ sâu. Nặng nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long, năm 1995 có 13.000 người nhiễm độc, trong đó có 354 người chết. [8] Năm 1990, một thống kê quý của Tổ chức y tế thế giới (WHO) cho thấy có khoảng 25 triệu lao động trong ngành nông nghiệp bị nhiễm độc hóa chất bảo vệ thực vật mỗi năm. Cho đến nay, chúng ta vẫn chưa có những con số ước tính trên phạm vi toàn cầu, nhưng hiện có đến 1,3 tỷ lao động trong ngành nông nghiệp và có thể hàng triệu ca nhiễm độc hóa chất bảo vệ thực vật vẫn đang xảy ra hàng năm. [2] Năm 2000, Bộ y tế Braxin ước tính trong một năm nước này có 300.000 ca nhiễm độc và 5.000 ca tử vong do hóa chất bảo vệ thực vật. Trong một nghiên cứu ở Inđônêxia, 21% trong số các ca liên quan đến hóa chất bảo vệ thực vật có những dấu hiệu hay triệu chứng về tâm thần, hô hấp và tiêu hoá. Trong một cuộc khảo sát của Liên hợp quốc, 88% nông dân Campuchia sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật đã từng có triệu chứng nhiễm độc. [2] 1.2. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat 1.2.1. Giới thiệu chung Thuốc trừ sâu carbamat là các dẫn xuất của acid cacbamic có tính độc trừ sâu. Các thuốc carbamat thường không có tính độc vạn năng như thuốc lân hữu cơ. Nhiều hợp chất trong nhóm tuy có hiệu lực cao với sâu hại nhưng không có tác dụng trừ nhện hoặc chỉ có tác dụng trừ một số thuộc nhóm này mà không trừ được nhóm sâu khác. Một số thuốc trong nhóm còn có cả tác dụng trừ tuyến trùng. Về cơ chế tác động của thuốc trừ sâu carbamat tương tự như các thuốc trừ sâu lân hữu cơ. Các thuốc carbamat kìm hãm men cholinesteraza bằng cách cacbaryl hóa các vị trí hoạt động của toàn men. Quá trình cacbaryl hóa cũng là quá trình thuận nghịch. Nhưng sự liên kết giữa các thuốc carbamat với cholinesteraza thường không bền, nên có trường hợp sâu hại phục hồi được. Các thuốc lân hữu cơ chỉ kết hợp với các gốc hoạt động của men, nên các thuốc lân hữu cơ có độ thủy phân càng mạnh, càng dễ gây độc cho côn trùng ; ngược lại các thuốc carbamat chỉ ức chế được men cholinesteraza khi toàn bộ phân tử của chúng gắn được lên bề mặt của men. Các chất carbamat càng bền, càng ức chế men cholinesteraza mạnh. Cả lân hữu cơ và carbamat đều kìm hãm vị trí men tác động, dẫn đến hệ thần kinh không kiểm soát được, làm mất khả năng phối hợp giữa các cơ quan, giải phóng quá mức hormon, sinh vật mất nước và chết. Các thuốc carbamat an toàn với cây, ít độc đối với cá hơn các thuốc lân hữu cơ; không tồn lưu quá lâu trên nông sản và môi trường sống. Độ độc của thuốc đối với động vật máu nóng rất khác nhau, tùy thuộc vào loại thuốc. Các chất chủ yếu thuộc nhóm bao gồm: carbaryl, methiocarb, pirimicarb, oxamyl, carbendazim, propoxur, aminocarb, aldicarb… 1.2.2. Carbofuran [13] Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu nhóm carbamat độc nhất, có tên là 2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl methylcarbamate, tên thương mại là Furadan, Curater. Công thức phân tử: C12H15NO3. M = 221,25g/mol. tnc = 151(C. d = 1,18g/cm3.     Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu có độc tính cao đối với con người. Nó có thể xâm nhập vào cơ thể qua hô hấp, qua miệng và qua da. Triệu chứng khi bị ngộ độc carbofuran: buồn nôn, đau bụng, tiêu chảy, giảm tầm nhìn… Ở liều cao có thể gây tử vong. Chỉ cần uống 1ml carbofuran cũng có thể dẫn tới tử vong. Theo WHO, mức hấp thụ hàng ngày cho phép (ADI) của carbofuran là 0,01mg/kg trọng lượng cơ thể. Liều gây chết trung bình đối với chuột qua miệng là LD50 = 5mg/kg. 1.2.3. Carbaryl [20] Carbaryl có tên là 1-naphthyl methylcarbamate, tên thương mại là Sevin, là một loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat. Carbayl là tinh thể màu trắng, tan kém trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi phân cực như đimethyl sulfoxide và đimethyl formaldehyde. Công thức phân tử C12H11NO2. M = 201,2g/mol. ts = 145(C. d = 1,232g/cm3.     Carbaryl là một chất ức chế men cholinesteraza và có độc với con người. Nó được xếp vào loại chất gây ung thư đối với con người. Carbaryl là một chất rắn, có màu trắng hoặc xám tùy thuộc vào độ tinh khiết của nó, tinh thể không mùi. Carbaryl là một thuốc trừ sâu có độc tính trung bình. Khi tiếp xúc với carbaryl có thể gây ra ngộ độc cấp và mãn tính với các triệu chứng như: buồn nôn, chuột rút dạ dày, tiêu chảy. Các triệu chứng khác ở liều lượng cao bao gồm đổ mồ hôi, làm mờ của tầm nhìn, và co giật, ảnh hưởng đến phổi, thận và gan. Mức hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép ADI của carbaryl là 0,1mg/kg trọng lượng cơ thể. Đối với chuột, liều gây chết trung bình qua miệng LD50 = 250 – 850mg/kg, liều gây chết trung bình qua hô hấp LC50 = 0,005 – 0,023mg/kg. 1.2.4. Fenobucarb [21] Fenobucarb có tên là 2-(1-Methylpropyl)phenol methylcarbamate, là một loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat. Công thức phân tử: C12H 17NO2 M = 207,3g/mol ts = 32(C d = 1,035g/cm3     Fenobucarb tan kém trong nước, tan tốt trong các dung môi Acetone, Benzene, Toluene, xylene. Fenobucarb được sử dụng làm thuốc trừ sâu trên lúa và bông, rất độc hại đối với con người, nó ảnh hưởng đến hệ thần kinh, bộ phận sinh sản, gây ung thư và ngộ độc cấp tính. Liều gây chết trung bình qua miệng đối với chuột là 410mg/kg. 1.2.5. Propoxur [22] Propoxur có tên theo IUPAC là 2-isopropoxyphenyl methylcarbamate, là một dẫn xuất của carbamat và được sử dụng làm thuốc trừ sâu. Công thức phân tử: C11H15NO3 M = 209,2g/mol ts = 91(C     Propoxur có độc tính cao đối với ruồi, muỗi, gián và bọ chét. Nó là chất có độc tính cao với con người, nó có thể xâm nhập vào cơ thể qua hô hấp, qua đường miệng và qua da. Triệu chứng ngộ độc propoxur: buồn nôn, đau bụng, ra mồ hôi, tăng huyết áp, mắt mờ, mệt mỏi, khó thở. Propoxur nhiễm độc mãn tính đối với con người gây ung thư, ảnh hưởng đến cơ quan sinh sản và hệ thần kinh trung ương. Đối với chuột, liều gây chết trung bình qua miệng là 90 – 128mg/kg, qua da là 800 – 1000mg/kg. Theo WHO, mức hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép ADI của propoxur là 0,02mg/kg trọng lượng cơ thể 1.2.6. Giới hạn cho phép Dư lượng là phần còn lại của hoạt chất, các sản phẩm chuyển hóa và các thành phần khác có trong thuốc, tồn tại trên cây trồng, nông sản, đất, nước sau một thời gian dưới tác động của hệ sống và điều kiện ngoại cảnh. Dư lượng của thuốc được tính bằng mg thuốc có trong 1kg nông sản, đất hay nước. Mức dư lượng tối đa cho phép (MRL) là giới hạn dư lượng của một loại thuốc, được phép tồn tại về mặt pháp lí hoặc xem như có thể chấp nhận được ở trong hay trên nông sản, thức ăn gia súc mà không gây hại cho người sử dụng và vật nuôi khi ăn các nông sản đó. Bảng 1. Mức dư lượng tối đa cho phép sử dụng thuốc trừ sâu carbamat ở một số quốc gia. [6] Quốc gia  Đối tượng  Carbofuran (mg/kg)  Carbayl (mg/kg)  Propoxur (mg/kg)  Fenobucarb (mg/kg)   Nhật Bản  Xoài  0,3  3,0  1,0  0,3   Việt Nam (Quyết định 46/2007/QĐ-BYT)  Táo, nho, lê   5,0  3,0     Cà chua, cà rôt  0,1   0,05    EU  Trái cây  0,1  1  0,05    1.3. Các phương pháp xác định 1.3.1. Phương pháp cực phổ Trong phương pháp này, người ta phân cực điện cực giọt thủy ngân bằng một điện áp một chiều biến thiên tuyến tính với thời gian để nghiên cứu các quá trình khử cực của chất phân tích trên điện cực đó. Vì vậy, thiết bị cực phổ gồm hai phần chính là máy cực phổ và hệ điện cực bao gồm điện cực giọt thuỷ ngân và điện cực so sánh. Đường cực phổ biểu diễn sự phụ thuộc của chiều cao cường độ dòng với nồng độ chất phân tích. Để xác định các lượng nhỏ chất thường dùng cực phổ cổ điển (10-3 – n.10-5). Để xác định các lượng chất cực nhỏ thường dùng các phương pháp cực phổ hiện đại như cực phổ sóng vuông, cực phổ xung vi phân. [5] A. Guiberteau , T. Galeano Diáz, F. Salinas và J.M. Ortiz [12] đã xác định carbaryl và carbofuran bằng phương pháp cực phổ xung vi phân. Phương pháp được ứng dụng xác định các mẫu nước sông. Các mẫu nước sau khi xử lí sẽ được xác định bằng phương pháp cực phổ xung vi phân với các điều kiện sau: tốc độ quét 20mV/s (bước nhảy thế: 5mV, khoảng thời gian 0,25s), biên độ xung 50mV trong khoảng từ + 0,4V đến + 0,8V. Khoảng tuyến tính của carbaryl từ 5.10-7 10-4M và của carbofuran từ 5.10-7 – 5.10-5M với độ lệch chuẩn tương đối tương ứng là 1,62 và 1,86%. 1.3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử Các tác giả Urmila Tamrakar, Vinay K. Gupta và Ajai K. Pillai [32] đã xác định đồng thời 3 loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử. Phương pháp dựa trên sự tạo mầu của carbamat với thuốc thử p-aminoacetanlide. Khoảng nồng độ tuân theo định luật Lambert - Beer của carbaryl, propoxur và carbosulfan tương ứng là 0,04 – 0,36µg/ml, 0,032 – 0,32µg/ml và 0,08 – 0,64µg/ml. Phương pháp đã được áp dụng để phân tích thuốc trừ sâu nhóm carbamat trên các mẫu rau, đất, thức ăn, nước … với hiệu suất thu hồi khoảng 95%. Tác giả L. Alvarez-Rodriguez [26] đã xác định thuốc trừ sâu carbamat như carbaryl, bendiocarb, carbofuran, methiocarb, promecarb và propoxur bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử tại bước sóng 510nm. Các thuốc trừ sâu được thủy phân trong môi trường kiềm nhẹ tạo thành 1-naphtol hoặc phenolate, sau đó nó sẽ tạo mầu với diazo trimethylanilin có chứa mixen natri dodecyl sunfat. Giới hạn phát hiện của phương pháp trong khoảng 0,2 – 2mg/ml. Phương pháp xác định carbosulfan bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử đã được các tác giả Y.Koteswara Rao, K. Lokanath Swaroop, P.Chiranjeevi, B. Rangamannar [35] đề cập. Carbosulfan được thủy phân trong môi trường kiềm tạo thành hợp chất phenolic và tạo cặp với 2, 4-dimethoxy aniline trong môi trường có chứa chất oxi hóa K2Cr2O7 để tạo thành một hợp chất mang màu cyanogen. Chất cyanogen này được chiết vào chloroform tại pH=3,5 và đo phổ tại bước sóng 430nm. Khoảng nồng độ tuân theo định luật Lambert - Beer của carbosulfan là 0,1 – 1,0ppm. Độ thu hồi của phương pháp trên các mẫu nước uống, gạo và lúa mì đều trên 93%. Tác giả O. Bhargavi và cộng sự [31] đã phát triển một kĩ thuật quang phổ hấp thụ phân tử đơn giản và nhạy xác định carbofuran trong các mẫu nước và mẫu hạt. Carbofuran được thủy phân trong môi trường kiềm và tương tác với muối diazo 4, 4-azo-bis-3, 3’, 5, 5’-tetrabromo aniline tạo thành chất mầu đỏ và xác định tại bước sóng 470nm. Khoảng tuân theo định luật Lambert - Beer của carbofuran là 0,1 – 16,0µg/ml . Các phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử chỉ phân tích được một loại carbamat nào đó hoặc phân tích đồng thời một số carbamat. Hơn nữa, phương pháp có độ nhạy kém. Do đó, hiện nay phương pháp này rất ít được ứng dụng để phân tích carbamat. 1.3.3. Phương pháp phân tích dòng chảy (flow injection analysis – FIA) Phân tích dòng chảy là một kĩ thuật phân tích động, trong đó mẫu phân tích ở dạng lỏng được bơm vào dòng chất mang chuyển động liên tục. Sau đó trong vòng phản ứng chất phân tích sẽ phản ứng với thuốc thử có trong dòng chất mang, hay được bơm trực tiếp vào đầu vòng phản ứng, để tạo ra một sản phẩm có thể phát hiện được theo một tính chất hóa lí nào đó nhờ một loại detector phù hợp. Các tính chất hóa lí đó thường là: sự hấp thụ quang phân tử UV-VIS và nguyên tử, tính chất phát xạ của nguyên tử, tính chất huỳnh quang, sự thay đổi chiết suất, tính chất điện hóa. Ứng với mỗi tính chất người ta có một loại detector. [4] Tác giả Ana M. García-Campana và cộng sự [23] đã phát triển phương pháp mới để xác định carbaryl trong thực phẩm thực vật và nước tự nhiên bằng kĩ thuật phân tích dòng chảy. Đối với mẫu nước, lọc qua màng lọc 0,45µm rồi tiến hành phân tích. Đối với mẫu quả, tiến hành chiết mẫu bằng etylacetat và làm sạch qua các loại cột chiết pha rắn như nhôm oxit, SAX, C18, silica. Hiệu suất chiết tốt nhất khi sử dụng cột nhôm oxit. Carbayl chỉ phát huỳnh quang khi có của chất oxi hóa KMnO4 trong môi trường kiềm nhẹ. Hệ thống phân tích dòng chảy để xác định carbaryl gồm 3 kênh chứa 3 dung dịch khác nhau: NaOH, luminol và KMnO4. Tại các điều kiện tối ưu, khoảng tuyến tính carbaryl từ 5 – 100ng/ml và giới hạn phát hiện là 4,9ng/ml. Đây là một phương pháp đơn giản, nhanh và dễ dàng kết hợp với phương pháp sắc ký lỏng để xác định đồng thời một số carbamat. Một phương pháp xác định carbaryl bằng kĩ thuật phân tích dòng chảy sử dụng detector UV – Vis đã được các tác giả Karim D. Khalaf, A. Morales-Rubio và M. de la Guardia [25] nghiên cứu. Mẫu được chiết với xylen và bơm vào hệ thống phân tích dòng chảy. Tại đây, carbaryl sẽ phản ứng với naphtholate và dung dịch p-aminophenol 50pg/ml trong sự có mặt của dung dịch KIO4 0,004M để tạo thành hợp chất mang màu iodophenol. Chất này được xác định bằng detector UV – Vis tại bước sóng 596nm. Hệ thống phân tích dòng chảy gồm 4 kênh: p-aminophenol, IO4-, H2O và NaOH. Phương pháp có giới hạn phát hiện 26,5ng/ml với tần suất bơm mẫu 110 lần/giờ. Độ thu hồi carbaryl trên các nền mẫu khác nhau khá cao từ 95 – 102%.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docXác định hóa chất bảo vệ thực vật carbamat trong một số loại rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS).doc
Tài liệu liên quan