MỞ ðẦU
ðặt vấn ủề
Việt Nam, với điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm, rất thuận lợi cho sự phát triển của cây trồng nhưng cũng tạo điều kiện cho sâu bệnh và cỏ dại phát sinh Do đó, việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) để phòng trừ sâu hại và dịch bệnh là biện pháp quan trọng nhằm bảo vệ mùa màng và đảm bảo an ninh lương thực quốc gia Trong chăn nuôi, các biện pháp phòng bệnh và quy trình chăn nuôi khoa học cũng cần được áp dụng Đối với trồng trọt, ngoài việc thực hiện quy trình thủy lợi, việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) là cần thiết để đảm bảo năng suất cây trồng Hàng năm, HCBVTV giúp giảm thiệt hại lương thực do sâu bệnh gây ra, theo FAO và WHO, các loại côn trùng và sâu bọ phá hoại khoảng 33 triệu tấn lương thực, đủ để nuôi sống 150 triệu người mỗi năm.
Không thể phủ nhận những lợi ích của hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) trong sản xuất nông nghiệp và bảo vệ mùa màng Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tình hình dịch bệnh ngày càng phức tạp do tăng vụ và thay đổi cơ cấu cây trồng, dẫn đến việc gia tăng số lượng và chủng loại thuốc BVTV Công tác quản lý thuốc bảo vệ thực vật còn lỏng lẻo, và kiến thức của người dân về HCBVTV vẫn còn hạn chế, gây ra tình trạng lạm dụng HCBVTV thường chứa các hóa chất độc hại, có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng và là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, tồn tại trong không khí, nước và đất.
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội nghiên cứu luận văn thạc sĩ về kinh tế nông nghiệp, nhấn mạnh rằng việc sử dụng cây cỏ, rau màu và sản phẩm động vật có thể gây ngộ độc cho con người và động vật Hệ quả từ việc này không chỉ ảnh hưởng tức thời mà còn có tác động lâu dài đến sức khỏe và môi trường sinh thái.
Trong những năm gần đây, vấn đề ô nhiễm môi trường và ngộ độc thực phẩm do hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học, tổ chức xã hội và chính phủ nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam Mặc dù Việt Nam có mức sử dụng HCBVTV thấp hơn một số quốc gia như Mỹ, Nhật Bản, Canada, nhưng cường độ sử dụng lại tập trung cao ở vùng đồng bằng và các vùng trồng cây hoa màu.
Sữa là một sản phẩm dinh dưỡng quan trọng và phổ biến trên toàn thế giới, đặc biệt là ở Việt Nam, nơi mà nhu cầu tiêu thụ sữa ngày càng tăng Tuy nhiên, việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) trong nông nghiệp hiện nay đặt ra mối lo ngại về khả năng tồn dư HCBVTV trong sữa tươi, ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng Do đó, cần có các nghiên cứu đánh giá thực trạng ô nhiễm HCBVTV trong sữa và tìm ra giải pháp khắc phục, nhằm đảm bảo nguồn sữa đạt tiêu chuẩn an toàn cho người tiêu dùng, đặc biệt tại khu vực Gia Lâm.
Hà Nội” với kỳ vọng tỡm hiểu mức ủộ tồn dư húa chất bảo vệ thực vật trong sữa bũ tươi tại ủịa bàn nghiờn cứu
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp 3
Mục tiờu và ý nghĩa của ủề tài
Tìm hiểu thực trạng sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp tại 2 xã Phù ðổng và Dương Hà, huyện Gia Lâm, Hà Nội
Nghiên cứu mối liên hệ giữa dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong nước và thức ăn cho chăn nuôi với mức độ tồn dư HCBVTV trong sữa tươi của bò nuôi tại khu vực nghiên cứu.
Tỡm hiểu mức ủộ an toàn của sữa về khớa cạnh tồn dư HCBVTV.
ðối tượng và phạm vi nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phân tích một số loại hóa chất bảo vệ thực vật được sử dụng trong sản xuất nông nghiệp tại hai xã Phù Đổng và Dương Hà, huyện Gia Lâm, Hà Nội Các mẫu thức ăn, nước dùng cho chăn nuôi bò sữa và mẫu sữa tươi cũng được kiểm tra để đánh giá mức độ ô nhiễm Kết quả sẽ giúp nâng cao nhận thức về an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp 4
NỘI DUNG - NGUYÊN LIỆU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nội dung
1 ðiều tra tình hình sử dụng HCBVTV trong sản xuất nông nghiệp và tình hình sử dụng nước, thức ăn cho chăn nuôi bò sữa tại 2 xã Phù ðổng và Dương Hà, huyện Gia Lâm, Hà Nội
2 Xỏc ủịnh hàm lượng một số loại HCBVTV trong cỏc mẫu thức ăn, nước uống cho chăn nuụi bũ sữa và sữa tươi của bũ tại ủịa bàn nghiờn cứu
- Xỏc ủịnh hàm lượng một số loại HCBVTV trong cỏc mẫu nước uống sử dụng cho chăn nuôi bò sữa
- Xỏc ủịnh hàm lượng một số loại HCBVTV trong cỏc mẫu thức ăn sử dụng cho chăn nuôi bò sữa
- Xỏc ủịnh hàm lượng HCBVTV trong sữa trờn ủàn bũ nghiờn cứu
3 So sánh kết quả phân tích hàm lượng các HCBVTV trong sữa bò với các tiêu chuẩn của Việt Nam
4 Tìm hiểu tương quan giữa HCBVTV sử dụng trong sản xuất nông nghiệp với hàm lượng HCBVTV tồn dư trong sữa tươi của bò.
Nguyên liệu
- Mẫu thức ăn dùng cho chăn nuôi bò sữa (theo TCVN 4325 - 1996)
- Mẫu nước uống dùng cho chăn nuôi bò sữa (theo TCVN 5993 - 1995)
- Mẫu sữa lấy trực tiếp từ cỏc con bũ ủó sử dụng cỏc thức ăn và nước uống ở trên (theo TCVN 6266 - 1997 và 6267 - 1997)
3.2.2 Hóa chất và trang thiết bị phục vụ nghiên cứu
Húa chất dựng trong phõn tớch tồn lượng HCBVTV cú ủộ tinh khiết cao dùng cho quy trình sắc ký khí, bao gồm các hóa chất sau:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp 37
- Natri sunfat khan dạng hạt (Na 2 SO 4 )
- Florisil cỡ hạt 60/100 mesh ủược hoạt húa ở 650 0 C Nung ở 130 0 C trong vòng 5 giờ trước khi sử dụng
- Các dung dịch chuẩn pha trong n - Hexane
3.2.2.2 Thiết bị và dụng cụ
Trong qúa trình xử lý và phân tích mẫu chúng tôi sử dụng các trang thiết bị và dụng cụ sau:
- Liên hiệp máy sắc ký khí/ khối phổ ký (GC/MS) và các phụ kiện kèm theo
- Bộ cô quay chân không
- Cõn ủiện tử cú ủộ chớnh xỏc 10 -4 g
- Cột florisil chiều dài 20 cm, ủường kớnh 22 mm với khúa teflon
- Một số dụng cụ khác dùng trong phòng thí nghiệm.
Phương pháp nghiên cứu
3.3.1 ðiều tra tình hình sử dụng các loại hóa chất bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp và nước, thức ăn cho chăn nuôi bò sữa
Sử dụng phương pháp phỏng vấn bằng bảng câu hỏi có sẵn (theo mẫu phiếu ở phụ lục số 7)
Trong nghiên cứu, chúng tôi đã áp dụng phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên theo hệ thống nhằm giảm chi phí, đơn giản hóa quy trình, giảm sai số và thuận tiện cho việc thu thập mẫu, đồng thời phù hợp với phương pháp nghiên cứu tồn lượng.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp 38
Phùng Thị Thanh Tú (1994) [24] và Bùi Sĩ Doanh (2001) [10] khi nghiờn cứu tồn dư HCBVTV cú thể lấy mẫu theo một trong cỏc sơ ủồ sau:
Sơ ủồ 3.1 Sơ ủồ lấy mẫu hệ thống trong khảo sỏt tồn lượng
Sơ ủồ A: lấy mẫu theo hai ủường chộo và xung quanh
Sơ ủồ B: lấy mẫu hỡnh chữ Z theo chiều mũi tờn
Sơ ủồ C: lấy mẫu theo hỡnh zớch zắc
Sơ ủồ D: chia ụ lấy mẫu theo ủiểm
3.3.3 Phương pháp chuẩn bị dung dịch chuẩn
Pha dung dịch chuẩn dùng trong nghiên cứu dựa vào công thức sau:
N 1 : Nồng ủộ dung dịch chuẩn ban ủầu (ppm)
N2 : Nồng ủộ dung dịch chuẩn sau khi pha (ppm)
V1 : Thể tớch dung dịch chuẩn ban ủầu (ml)
V2 : Thể tích dung dịch chuẩn sau khi pha (ml)
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kinh tế nông nghiệp 39
3.3.4 Phương phỏp xỏc ủịnh hàm lượng húa chất bảo vệ thực vật
Trong nghiên cứu này, chúng tôi áp dụng quy trình AOAC (Hiệp hội các nhà hóa học phân tích chính thức) để xác định hàm lượng HCBVTV Phương pháp được sử dụng là liên hiệp sắc ký khí/khối phổ (GC/MS), cho phép phân tích chính xác và hiệu quả các hợp chất hữu cơ.
3.3.4.1 Phương pháp sắc ký khí (Gas Chromatography - GC)
“Sắc ký” là thuật ngữ chỉ quá trình tách các chất ra khỏi một hỗn hợp chất nào ủú
Sắc ký khí là phương pháp tách các chất trong trạng thái khí thông qua cột tách, có khả năng tách hỗn hợp các chất rắn, lỏng và khí hòa tan trong dung môi phù hợp, dễ dàng hóa hơi dưới 250 độ C khi bơm mẫu ở dạng lỏng Chính vì vậy, sắc ký khí trở thành phương pháp phổ biến và hiệu quả, được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới.
* Cơ sở tách của sắc ký khí:
Quá trình tách trong sắc ký khí diễn ra khi mẫu thử phân bổ giữa hai pha, bao gồm pha tĩnh với bề mặt tiếp xúc lớn và pha động, nơi chất lỏng thấm qua toàn bộ bề mặt tĩnh.
Pha tĩnh trong sắc ký khí - rắn là chất rắn, thường được sử dụng là các chất hoạt động bề mặt như oxit silica, oxit nhôm hoặc polyetylens Quá trình hấp thu trong phương pháp này chủ yếu diễn ra thông qua cơ chế hấp phụ.
Pha tĩnh trong sắc ký khí - lỏng (Gas - liquid chromatography) là chất lỏng tạo thành lớp màng mỏng trên bề mặt chất rắn trơ, được gọi là chất mang Nguyên tắc tách biệt của phương pháp này dựa vào sự phân bố của mẫu trong và ngoài lớp phim mỏng.
- Pha ủộng trong sắc ký khớ thường là cỏc chất khớ ủơn hay hỗn hợp của
Các chất khí thường được sử dụng trong phân tích bao gồm H2, N2, He và Ar tinh khiết với độ tinh khiết đạt 99,9% Những chất khí này có hai nhiệm vụ chính là rửa giải chất phân tích và vận chuyển các chất cần thiết.
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội cung cấp các luận văn thạc sĩ về kinh tế nông nghiệp, trong đó có nghiên cứu về quá trình tách chất qua cột sắc ký khí Chất khí mang vào cột có vai trò quan trọng trong việc thực hiện quá trình tách, và sự lựa chọn chất khí này phụ thuộc vào nhiều yếu tố Quá trình tách diễn ra liên tục với tốc độ xác định, được gọi là khối mang trong sắc ký khí.
- Bản chất của chất cần phân tích
- Loại Detector chọn ủể phỏt hiện chất phõn tớch
- ðộ tinh khiết và yêu cầu tách
- Kỹ thuật sắc ký khí (T = const hay grandien)
Khó khăn trong việc thay đổi trạng thái lý hóa học khi trải qua sắc ký khô Mẫu được phân tích, gọi là chất tan, được tiếp xúc với hai pha tĩnh và động Quá trình sắc ký được mô tả sơ lược qua sơ đồ sau:
Sơ ủồ 3.2 Sơ ủồ thu gọn của thiết bị sắc ký khớ
1 Bom khí hay máy phát khí 6 Detetor
2 Khúa an toàn 7 Bộ phận khuếch ủại tớn hiệu
3 Buồng hóa hơi 8 Bộ ghi
4 Buồng hấp phụ 9 Tích phân kế có máy tính
5 Cột tỏch trong buồng ủiều nhiệt 10 Mỏy in
Hai bộ phận quan trọng nhất của thiết bị sắc ký khí là hệ thống cột tách
Nhờ khớ mang ủược chứa trong bom khớ (1) Mẫu từ buồng bay hơi ủược dẫn vào cột tỏch nằm trong buồng ủiều nhiệt (5), quỏ trỡnh sắc ký xảy ra
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội thực hiện nghiên cứu về sắc ký, trong đó các cấu tử được tách biệt và có thời gian lưu lại khác nhau Những cấu tử có ái lực cao với pha tĩnh sẽ ra khỏi hệ thống sắc ký muộn hơn và được chuyển đến Detector, nơi chúng được chuyển đổi thành tín hiệu điện Tín hiệu này sau đó được khuếch đại và ghi lại, cuối cùng được xử lý và in ra kết quả, tạo thành sắc đồ.
Trên sắc ký, các tín hiệu hiệu ứng được ghi nhận với các cấu tử gọi là Pic (peak) Thời gian lưu của từng cấu tử là đại lượng đặc trưng cho chất cần tách Diện tích Pic là thước đo định lượng cho từng chất cần tách trong hỗn hợp nghiên cứu.
Trong kỹ thuật sắc ký khối, quá trình Gradiene nhiệt ủ được coi là rất quan trọng, vì nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách biệt các chất một cách hiệu quả.
3.3.4.2 Phương pháp khối phổ khí (Mass Spectrometer: MS)
Nguyên lý phương pháp ion hóa phân tử bắt đầu khi các phân tử khí va chạm với một dòng electron có năng lượng lớn, dẫn đến việc các phân tử này bật ra 1 hoặc 2 electron, tạo thành các ion tích điện +1 và +2, được gọi là ion phân tử Quá trình này được gọi là ion hóa, và nếu các ion phân tử tiếp tục va chạm với dòng electron năng lượng cao, chúng sẽ bị phá vỡ thành những mảnh ion khác nhau, hiện tượng này được gọi là quá trình phân mảnh Năng lượng cần thiết cho quá trình phân mảnh dao động từ 30 đến 100 eV, cao hơn năng lượng ion hóa của các phân tử.
Số khối của ion được xác định bằng tỷ lệ khối lượng m và điện tích e của ion Các ion này được đưa vào một điện trường để tăng tốc độ chuyển động của chúng, sau đó chúng sẽ đi qua một từ trường ống có cường độ mạnh.
H, chỳng sẽ chuyển ủộng theo hỡnh vũng cung cú bỏn kớnh r khỏc nhau phụ
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đào tạo các luận văn thạc sĩ về kinh tế nông nghiệp, trong đó có nghiên cứu về tỷ số m/e Dựa vào nguyên tắc này, người ta có thể tách và nhận biết sự có mặt của các ion thông qua các phương pháp khác nhau dựa trên số khối của chúng, được gọi là phổ khối lượng (MS).