Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật
Hóa chất bảo vệ thực vật, hay thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), là những chế phẩm từ hóa chất, thực vật, động vật, vi sinh vật và các nguồn gốc khác, được sử dụng để phòng trừ sinh vật gây hại cho tài nguyên thực vật Các chế phẩm này bao gồm những sản phẩm nhằm ngăn chặn sinh vật gây hại, điều hòa sinh trưởng thực vật, cũng như các chất có tác dụng làm rụng hoặc khô lá, và các chế phẩm giúp xua đuổi hoặc thu hút sinh vật gây hại để tiêu diệt chúng.
Có rất nhiều cách để phân loại thuốc BVTV, theo đó thuốc BVTV gồm nhiều loại, chủ yếu gồm 4 nhóm chính [4]:
Nhóm clo hữu cơ (organochlorine) bao gồm các hợp chất hữu cơ như diphenyletan, cyclodien, benzen và hexan, với đặc điểm bền vững trong môi trường tự nhiên và thời gian bán phân huỷ dài Chẳng hạn, DDT có thời gian bán phân huỷ lên đến 20 năm, dẫn đến việc chúng ít bị đào thải và dễ dàng tích luỹ trong cơ thể sinh vật qua chuỗi thức ăn Một số đại diện tiêu biểu của nhóm này là Aldrin, Dieldrin, DDT, Heptachlor, Lindan và Methoxychlor.
Nhóm lân hữu cơ (organophosphorus) là các este và dẫn xuất hữu cơ của acid photphoric, với thời gian bán phân huỷ ngắn hơn so với nhóm Clo hữu cơ, đồng thời được sử dụng rộng rãi hơn Chúng tác động lên hệ thần kinh của côn trùng bằng cách ức chế men Cholinestaza, dẫn đến giảm hoạt động thần kinh, yếu cơ, gây choáng váng và tử vong Một số hợp chất tiêu biểu trong nhóm này bao gồm parathion, malathion, diclovos và clopyrifos.
Nhóm carbamat là các dẫn xuất hữu cơ của acid cacbamic, bao gồm những hóa chất có độ bền thấp trong môi trường tự nhiên nhưng lại có độc tính cao đối với con người và động vật Chúng tác động trực tiếp vào men Cholinestraza trong hệ thần kinh, gây ra cơ chế độc hại tương tự như nhóm lân hữu cơ Một số đại diện tiêu biểu của nhóm này bao gồm carbofuran, carbaryl, carbosulfan, isoprocarb và methomyl.
Nhóm pyrethroid là loại thuốc trừ sâu tự nhiên, được chiết xuất từ hoa của các giống cúc, bao gồm các este phức tạp Một số đại diện tiêu biểu của nhóm này là cypermethrin, permethrin, fenvalarate và deltamethrin.
Ngoài các nhóm thuốc trừ sâu thông thường, còn tồn tại một số nhóm khác như: chất trừ sâu vô cơ (chẳng hạn như asen), thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn, nấm và virus (bao gồm thuốc trừ nấm và thuốc trừ vi khuẩn), cùng với các hợp chất vô cơ như đồng và thủy ngân.
Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ
Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) nhóm clo hữu cơ, chủ yếu là các dẫn xuất clo của hydrocacbon đa nhân, xicloparafin và tecpen, có đặc tính bền vững trong môi trường, thường được sử dụng trong nông nghiệp để kiểm soát kiến và mối tha hạt Đặc điểm này ban đầu được xem là lợi thế vì khả năng độc tính kéo dài, cho phép bảo vệ cây trồng hiệu quả sau một lần phun Tuy nhiên, hiện nay, những loại thuốc BVTV có chu kỳ bán phân hủy dài hơn một tuần cần phải được kiểm soát sử dụng một cách nghiêm ngặt.
Thị trường thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) tại Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức do tình trạng buôn lậu từ Trung Quốc, khiến việc kiểm soát trở nên khó khăn Theo các báo cáo gần đây, Trung Quốc vẫn tiếp tục sản xuất các hóa chất như BHC và DDT cho nhu cầu nội địa và xuất khẩu sang các nước lân cận như Bangladesh, với lý do giá thành thấp phù hợp với nông dân có thu nhập hạn chế nhưng vẫn cần năng suất cao Ngoài việc sử dụng trong nông nghiệp, thuốc BVTV còn được ứng dụng rộng rãi trong y tế, như trong việc tiêu diệt muỗi, gián và khử trùng các khu vực công cộng như bệnh viện và nhà ga.
Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) nhóm cơ clo có độ bền hóa học cao, dẫn đến việc tồn lưu lâu dài trong đất, cây trồng, nông sản và thực phẩm, gây ô nhiễm môi trường Sự xâm nhập của thuốc BVTV vào cơ thể qua tiếp xúc hoặc chuỗi thức ăn có thể gây ngộ độc và nhiều bệnh hiểm nghèo như ung thư, quái thai Chính vì những tác hại này, nhiều loại thuốc BVTV thuộc nhóm cơ clo đã bị cấm hoặc hạn chế sử dụng ở nhiều quốc gia.
Một số thuốc BVTV nhóm cơ clo được nghiên cứu trong luận văn bao gồm: hợp chất nhóm DDT, hợp chất nhóm BHC, hợp chất nhóm Chlordane.
DDT được sản xuất từ phản ứng trùng ngưng giữa chlorobenzene và trichloroacetaldehyde, trong đó sản phẩm công nghiệp thường chứa 30% đồng phân o,p- có khả năng diệt côn trùng, nhưng chủ yếu là p,p’-DDT Khi nhắc đến DDT, người ta thường chú trọng đến p,p’-DDT, bên cạnh các thành phần khác như o,p’-DDT, p,p’-DDD, o,p’-DDD, p,p’-DDE và o,p’-DDE.
DDT, khi bị khử clo trong điều kiện yếm khí, sẽ chuyển hóa thành DDD, một chất diệt côn trùng Ngược lại, trong điều kiện hiếu khí, DDT sẽ bị khử clo và hydro, tạo thành DDE Về tính độc, thứ tự từ cao đến thấp là DDT > DDE > DDD, trong đó DDE có độ bền cao hơn DDD.
> DDT, vì vậy DDE thường có nồng độ cao hơn DDD và DDT trong môi trường.
Cả ba loại hợp chất này có nhiều đồng phân nhưng quan trọng hơn cả là các đồng phân p,p’- [1].
Hình 1.1 Sự chuyển hóa của DDT thành DDE và DDD
Tính chất hóa lý của nhóm thuốc DDT, DDD và DDE được nêu trong bảng1.1: [8], [21].
Bảng 1.1 Tính chất của DDT và các chất chuyển hóa của nó
TT Công thức cấu tạo Tên gọi Thông số cơ bản
1 Hoặc 4,4’-DDT Ts= 260 0 C (phân hủy)
Tỷ trọng: 0.98 – 0.99 g/cm 3 1,1,1-trichloro-2-(o- chlorophenyl)-2-(p-
Tỷ trọng: 0.98 – 0.99 g/cm 3 1,1-dichloro-2,2-bis CTPT: C14H8Cl4
1,1-dicloro-2,2-bis(p- chlorophenyl)ethane Hoặc 2,4’-DDD
BHC có tám đồng phân, trong đó α-BHC, β-BHC, γ-BHC và δ-BHC là những đồng phân quan trọng về mặt thương mại Các đồng phân này có sự sắp xếp không gian của các nguyên tử chlorine trong phân tử BHC đối xứng qua vòng cyclohexane Thuốc bảo vệ thực vật Lindan chứa hơn 98% γ-BHC, trong khi BHC kỹ thuật sử dụng trong nông nghiệp là hỗn hợp với 60-70% α-BHC, 5-12% β-BHC và 10-15% γ-BHC.
Trong tự nhiên, β-BHC là đồng phân bền nhất, xếp hạng theo thứ tự bền vững là β-BHC > δ-BHC > α-BHC > γ-BHC Trong số các đồng phân của BHC, chỉ có γ-BHC có tính diệt côn trùng Tại Việt Nam, γ-BHC đã được biết đến từ những năm 60 của thế kỷ trước với tên gọi 666, được sử dụng để chống muỗi và kiểm soát bệnh sốt rét, cùng với DDT.
Tính chất hóa lý của các đồng phân phổ biến nhóm BHC được nêu trong bảng 1.2: [15], [21]
Bảng 1.2 Tính chất của BHC và các đồng phân của BHC
STT Công thức cấu tạo Tên gọi Thông số cơ bản
Chlordane kỹ thuật được tạo thành 60% octachloro-4,7- methanotetrahydroindane (cis và đồng phân trans) và 40% hợp chất khác.
Chlordane is a mixture of chlordane isomers, chlorinated hydrocarbons, and various other components The mixture consists of 94.8% chlordane, including 71.7% cis (or alpha)-Chlordane and 23.1% trans (or gamma)-Chlordane, along with 0.3% heptachlor, 1.1% trans-Nonachlor, 0.6% cis-Nonachlor, 0.25% chlordane isomers, 3% other compounds, and 0.25% hexachlorocyclopentadiene.
Dearth and Hites (1991) identified a total of 147 compounds in technical chlordane, with the most common compounds comprising a significant percentage: cis-Chlordane at 15%, trans-Chlordane at 15%, trans-Nonachlor at 9.7%, and octachlordane.
3,9%; heptachlor, 3,8%; cis-Nonachlor, 2,7%; hợp chất K, 2,6%; dihydrochlordene, 2,2%; nonachlor III, 2%; và 3 stereoisomeric dihydroheptachlors với thành phần 10,2% 12 hợp chất gồm 67% của hỗn hợp này, và 33% còn lại gồm hỗn hợp của
Infante và cộng sự (1978) đã báo cáo một mẫu khác của chlordane kỹ thuật có thành phần gồm 38 - 48% cis- và trans-Chlordane, 3 - 7 hoăc 7 - 13% heptachlor,
5 - 11% nonachlor, 17 - 25% đồng phân chlordane khác và một lượng nhỏ những hợp chất khác.
Tóm lại, nhóm Chlordane có 5 đồng phân chính đó là cis-Chlordane, trans- Chlordane, cis-Nonachlor, trans-Nonachlor và heptachlor.
Một số tính chất vật lý và mục đích sử dụng của các chất tiêu biểu trong nhóm thuốc BVTV cơ clo được thể hiện trong bảng 1.3.
Bảng 1.3 Một số tính chất vật lý của các nhóm thuốc
BVTV tiêu biểu thuộc họ clo hữu cơ
Mục đích sử dụng Trạng thái vật lý ở điều kiện thường Độ hoà tan trong nước ở điều kiện thường, mg/l Áp suất hơi bão hoà, mPa
1 Chlordane Diệt côn trùng, chống dán, mối
2 DDT Diệt côn trùng, chống muỗi
Tinh thể Hầu như không tan
3 HCB Có trong thành phần BHC
Tinh thể Hầu như không tan
4 γ-BHC Diệt côn trùng Tinh thể 7,00 5,6
Giới thiệu chung về ong mật và sản phẩm mật ong
Ong mật là một trong những loài côn trùng được yêu thích nhất trên thế giới, với hơn 80.000 loại côn trùng, chỉ có ong mật cung cấp thực phẩm cho con người Chân của ong mật được trang bị bộ bàn chải đặc biệt giúp thu thập phấn hoa, có thể mang tới 5 triệu hạt phấn, vượt xa các côn trùng khác Ong mật sở hữu thị giác và khứu giác ưu việt, có khả năng phân biệt nhiều màu sắc và nhìn thấy tia tử ngoại Cặp râu của ong giúp chúng phát hiện mùi hoa với độ nhạy cao, tiết kiệm thời gian tìm kiếm Với đôi cánh mạnh mẽ, ong mật có thể bay với tốc độ 60 km/h và thu hút phấn hoa từ hàng trăm bông hoa trong mỗi chuyến bay Ngoài ra, cơ thể ong còn chứa túi mật hoa, có khả năng lưu trữ trọng lượng bằng một nửa trọng lượng cơ thể, cùng với kho chứa phấn hoa và mật hoa trong tổ ong.
1.3.1 Tổ chức xã hội đàn ong [2]
Ong mật sống thành xã hội, tạo thành đàn ong với ba loại chính: ong chúa, ong đực và ong thợ Mỗi loại ong đảm nhận một chức năng sinh học riêng biệt, và chúng có mối quan hệ chặt chẽ, hợp tác để duy trì sự sống và phát triển của cả đàn.
Ong chúa là thành viên duy nhất trong đàn ong có cơ quan sinh dục phát triển hoàn chỉnh, có kích thước lớn nhất và vai trò chính là đẻ trứng và tiết ra feromon để điều tiết hoạt động của đàn Ong chúa mới đẻ có lớp lông tơ mịn, nhanh nhẹn, và tuổi thọ trung bình khoảng 3 năm, nhưng khả năng đẻ trứng đạt cao nhất trong năm đầu tiên Khi tuổi tác tăng, khả năng đẻ trứng và sản xuất feromon của ong chúa giảm, dẫn đến việc đàn ong có thể tạo ra ong chúa mới để thay thế.
Ong đực, xuất hiện trong mùa sinh sản của ong chúa, có màu đen, kích thước lớn hơn ong thợ nhưng nhỏ hơn ong chúa, với đôi cánh dài hơn cơ thể Chúng chậm chạp và phụ thuộc vào ong thợ để được cho ăn Ong đực sinh ra từ trứng không thụ tinh, có nhiệm vụ giao phối với ong chúa; chỉ một con ong đực khỏe mạnh nhất mới thụ tinh thành công Sau khi giao phối, ong đực sẽ chết hoặc bị ong thợ đuổi ra ngoài khi thiếu thức ăn Dù không tham gia vào việc nuôi ấu trùng hay sản xuất mật, ong đực vẫn là thành phần thiết yếu trong đàn ong, vì chỉ sau khi giao phối, ong chúa mới có thể đẻ trứng thụ tinh, tạo ra thế hệ ong thợ và ong chúa mới Tuổi thọ của ong đực trung bình khoảng 50 – 60 ngày, và sự hiện diện của chúng giúp ổn định đàn ong thông qua feromon, mặc dù chúng cũng tiêu thụ một phần thức ăn và làm tăng nhiệt độ trong tổ.
Ong thợ là ong cái nhưng không phát dục hoàn chỉnh, phát triển các cơ quan phù hợp với chức năng Nhiệm vụ chính của ong thợ bao gồm vệ sinh tổ, nuôi ấu trùng, chăm sóc ong chúa, tiết sáp, xây cầu và kiếm mật Tuy nhiên, nhiệm vụ chủ yếu của chúng là hút mật hoa và chế biến thành mật ong Sau khi hút mật hoa, tuyến hạ hầu của ong thợ tiết ra enzym Invectaza và Gluco-oxydaza để chuyển hóa đường saccaroza thành đường glucoza, từ đó chế biến thành mật ong và dự trữ trong tổ để đáp ứng nhu cầu tương lai của đàn ong.
1.3.2.1 Quy trình tạo thành mật ong
Mật ong là sản phẩm tự nhiên do ong mật tạo ra từ mật hoa và dịch lá Quá trình sản xuất mật bắt đầu khi ong bay từ hoa này sang hoa khác để thu thập mật Chúng sử dụng vòi để hút mật và lưu trữ trong một túi dạ dày đặc biệt Ong có hai dạ dày: một dạ dày để chứa mật hoa, gọi là dạ dày mật ong, và một dạ dày để tiêu hóa thức ăn Dạ dày mật ong có khả năng chứa gần 70mg mật hoa, nặng gần bằng trọng lượng của một con ong khi đầy.
Để làm đầy dạ dày, những con ong cần khoảng 100 đến 1500 bông hoa Sau khi thu thập mật hoa, chúng trở về tổ và chuyển lượng mật hoa cho những con ong thợ Ong thợ sẽ hút mật vào miệng và “nhai” trong khoảng nửa tiếng, trong thời gian này, enzim sẽ chuyển hóa đường phức tạp thành đường đơn giản, giúp dễ tiêu hóa và giảm khả năng xâm nhập của vi khuẩn Sau đó, mật hoa được phân phối vào các ngăn trong tổ, nơi nước sẽ bị cô đặc và mật hoa biến thành xi-rô đậm đặc hơn Ong sử dụng cánh để làm khô mật hoa, và khi mật đủ đặc, chúng sẽ đóng nắp các ngăn bằng sáp ong.
Mật ong là một sản phẩm dinh dưỡng quý giá, không chỉ được sử dụng như một loại thực phẩm bổ sung mà còn là vị thuốc tự nhiên hiệu quả trong việc điều trị nhiều bệnh lý như viêm họng, bệnh đường ruột và viêm gan.
Mật ong được chia thành nhiều loại khác nhau, nhưng chủ yếu được phân làm 3 loại là: mật ong hoa, mật ong dịch lá, mật ong hỗn hợp.
Mật ong được phân loại thành hai loại chính dựa trên nguồn gốc hoa mà ong khai thác: mật ong đơn hoa và mật ong đa hoa Mật ong đơn hoa bao gồm các loại như mật ong hoa nhãn, mật ong hoa vải và mật ong hoa bạch đàn Trong khi đó, mật ong đa hoa gồm những loại như mật ong vải nhãn và mật ong hoa rừng.
- Mật ong dịch lá: là mật ong do ong khai thác từ mật của dịch lá, búp non của cây, ví dụ mật ong đay, mật ong cao su,…
Mật ong hỗn hợp là loại mật ong được sản xuất từ sự kết hợp giữa mật hoa và mật của dịch lá, điển hình như mật ong cao su - vải, mật ong cà phê – bạch đàn, mật ong táo và mật ong đay.
Sự đa dạng của các cây nguồn mật tạo ra nhiều loại mật ong độc đáo như mật ong hoa vải, hoa nhãn, hoa bạch đàn và mật ong rừng Mỗi loại mật ong mang màu sắc và hương vị đặc trưng riêng; ví dụ, mật ong hoa nhãn có màu hổ phách, mật ong hoa bạc hà có màu xanh nhẹ, trong khi mật ong vùng Mộc Châu nổi bật với màu vàng trong suốt.
1.3.2.3 Tính chất và thành phần hóa học của mật ong a Tính chất của mật ong
Mật ong là chất lỏng có thể ở dạng đặc sánh hoặc kết tinh, tùy thuộc vào nguồn gốc thực vật Quá trình kết tinh có thể xảy ra sau vài tháng thu hoạch, với tỷ lệ nước trong mật càng thấp thì mật càng nhanh kết tinh Mật ong kết tinh là dấu hiệu cho thấy sản phẩm nguyên chất, tinh khiết và không bị pha chế.
Mật ong mang màu sắc và hương vị đặc trưng tùy thuộc vào loại hoa mà ong thu thập mật Nhờ vào đặc tính này, nguồn gốc địa lý của mật ong có thể được xác định thông qua phương pháp phân tích phấn hoa.
Mật ong cần được bảo quản cẩn thận do nhạy cảm với nhiệt độ và ánh sáng trực tiếp Để giữ nguyên chất lượng, nên đựng mật ong trong các lọ, chai thủy tinh mờ và lưu trữ ở nơi thoáng mát với nhiệt độ không vượt quá 36 độ C.
Mật ong có tính chất lên men, đặc biệt khi tỷ lệ nước vượt quá 21%, dẫn đến sự hình thành khí CO2 và làm mật bị chua, giảm chất lượng Việc sử dụng đồ đựng kim loại có thể gây biến chất mật, dẫn đến ngộ độc do axit hữu cơ và đường trong mật ong tương tác với kim loại, tạo ra axit etylenic.
Nguồn gốc xuất hiện các hóa chất BVTV trong mật ong
Việt Nam nổi tiếng với nhiều loại cây ăn quả, như nhãn lồng Hưng Yên và vải Thanh Hà ở miền Bắc Hiện nay, nhờ vào việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng, các loại trái cây này đã được mở rộng sang những vùng mới như vải thiều Lục Ngạn và nhãn Sông Mã Sự phát triển này không chỉ thúc đẩy kinh tế mà còn cải thiện đời sống người dân Tuy nhiên, sự mở rộng này cũng dẫn đến sự xuất hiện của nhiều loại sâu bệnh gây hại Để đối phó với tình trạng này, việc sử dụng thuốc hóa học đã tăng lên đáng kể, với khoảng 210.000 tấn mỗi năm (FAO 1981).
Theo Cục BVTV (2012), ít nhất 25% hộ nông dân vi phạm quy định về sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của họ, cộng đồng và môi trường Sự thiếu hiểu biết về tác hại của thuốc cùng với việc chạy theo lợi nhuận ngắn hạn đã dẫn đến việc sử dụng thuốc không rõ nguồn gốc và không đúng cách, gây ra hiện tượng kháng thuốc, làm giảm hiệu quả của thuốc BVTV và ô nhiễm môi trường sống.
Việc phun thuốc bảo vệ hoa thường được thực hiện trước thời điểm hoa nở Tuy nhiên, vào cuối tháng 3 và đầu tháng 4, thời tiết mưa phùn có thể tạo điều kiện cho nấm bệnh phát triển, do đó, nhiều trường hợp vẫn cần phun thuốc ngay cả khi hoa đã nở.
Việc phun thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trên các cây nguồn mật như nhãn, vải, xoài, cam, chanh, mận và lúa có thể gây ngộ độc cho ong mật, đặc biệt khi hoa nở hoặc khi thuốc rơi xuống cỏ hoa Thuốc BVTV có thể bay theo chiều gió vào tổ ong, nhiễm vào nước, dụng cụ nuôi ong, và cả quần áo của người nuôi, gây hại cho ong qua đường hô hấp Ong bị ngộ độc nặng có thể chết, trong khi mật và phấn hoa nhiễm thuốc BVTV sẽ được mang về tổ, dẫn đến mật ong bị ô nhiễm Mật này không chỉ ảnh hưởng đến sự phát triển của ấu trùng mà còn làm giảm tuổi thọ và sức khỏe của đàn ong.
Mỗi ngày, từ 10.000 đến 25.000 con ong thực hiện khoảng 10 chuyến đi để khám phá 7 km² xung quanh tổ, thu thập mật hoa, nước và phấn từ hoa Trong quá trình này, chúng giữ lại các vi sinh vật, hóa chất và hạt lơ lửng trong không khí trên cơ thể, hoặc hít vào và lưu trữ trong khí quản Điều này cho thấy rằng nhiều sinh vật, với nhu cầu thực phẩm thấp, rất nhạy cảm với các yếu tố sinh học, hóa học và vật lý như ký sinh trùng và thuốc trừ sâu, và có thể được sử dụng như chỉ thị sinh học để theo dõi tình trạng môi trường Hơn nữa, sự liên hệ của ong mật với các yếu tố môi trường như đất, thực vật, nước và không khí giúp cung cấp thông tin chỉ thị môi trường qua việc tìm kiếm thức ăn trong từng mùa Cuối cùng, nhiều loại vật chất như mật hoa, phấn hoa, dịch ngọt, sáp ong và nước được đưa vào tổ ong và lưu trữ trong mật ong.
Do đó sản phẩm mật do ong tạo ra bị nhiễm thuốc BVTV.
Một số nghiên cứu xác định dư lượng thuốc BVTV trong mật ong
1.5.1 Phương pháp chiết lỏng-lỏng kết hợp với sắc ký khí khối phổ
Nghiên cứu xác định dư lượng 48 loại thuốc trừ sâu, bao gồm halogen hữu cơ, photpho hữu cơ, pyrethroid và nito hữu cơ trong mật ong sản xuất tại Brazil, đã sử dụng phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC/MS) Mẫu mật ong được hòa tan trong nước và chiết xuất bằng 50 mL etyl axetat qua quá trình khuấy trong 20 phút Sau khi ly tâm, dung môi hữu cơ ở lớp trên được thu lại và chiết xuất thêm một lần nữa bằng etyl axetat Hai phần chiết xuất được gộp lại và cô cạn dưới áp suất thấp ở 65°C, sau đó làm khô bằng khí N2 Mẫu khô được hòa tan trong 5 mL etyl axetat và lọc qua giấy lọc 0,5 µm Cuối cùng, dịch chiết được làm sạch qua cột Florisil và phân tích trên GC/MS sau khi rửa giải bằng hỗn hợp hexan:etyl axetat tỷ lệ 50:50.
Trong nghiên cứu về 48 loại thuốc trừ sâu, có 45 loại cho thấy giới hạn phát hiện (LOD) thấp hơn 0,005 mg/L, trong đó 28 loại có LOD bằng hoặc thấp hơn 0,001 mg/L Giới hạn định lượng (LOQ) của các chất này biến thiên từ 0,0010 mg/L đến 0,0200 mg/L.
1.5.2 Phương pháp chiết pha rắn kết hợp với sắc ký khí khối phổ
Nghiên cứu đã xác định 51 loại thuốc trừ sâu thuộc các nhóm khác nhau, chủ yếu là clo hữu cơ, photpho hữu cơ và thuốc diệt ve, trong các mẫu mật ong thông qua phương pháp chiết pha rắn kết hợp với sắc ký khí khối phổ Mật ong được hòa tan trong hỗn hợp nước và metanol (70:30), sau đó được chuyển vào cột C18 đã được hoạt hóa bằng axetonitril và nước Các chất phân tích được rửa giải bằng hỗn hợp hexan và etyl axetat, sau đó dung dịch rửa giải được thổi khô và xác định bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ, hoạt động theo chế độ chọn lọc ion.
Giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích cho các loại thuốc trừ sâu nằm trong khoảng 0,1-6,1 µg/kg Khoảng tuyến tính đạt được từ 25-200 µg/kg với hệ số xác định lớn hơn 0,996.
Một số tác giả đã cải tiến phương pháp chiết pha rắn để phân tích đồng thời 42 loại thuốc trừ sâu thuộc nhóm clo hữu cơ, carbamate và phốt pho hữu cơ trong mẫu mật ong Nhóm phốt pho hữu cơ và carbamate được phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ đề ion ở áp suất khí quyển (LC/APCI/MS).
Phương pháp LC/APCI/MS có giới hạn định lượng cho thuốc trừ sâu nhóm phốt pho hữu cơ và cacbamat từ 0,005-0,1 mg/kg, trong khi phương pháp GC/MS có giới hạn định lượng cho thuốc trừ sâu nhóm clo hữu cơ từ 0,003-0,2 mg/kg Độ thu hồi của phương pháp LC/APCI/MS đạt từ 73-95%, còn độ thu hồi của phương pháp GC/MS dao động từ 79-98%.
Detec tơ quang hóa ngọn lửa (FPD) và detec tơ huỳnh quang (FL) được sử dụng trong sắc ký khí và sắc ký lỏng để xác định đồng thời dư lượng 15 loại thuốc trừ sâu nhóm phốt pho hữu cơ (OP), 17 loại nhóm clo hữu cơ (OC), 8 loại nhóm Pyrethoid (PYR), 12 loại nhóm N-metyl-cacbamat (NMC) và bromopropylate trong các mẫu mật ong.
Trong nghiên cứu, khoảng tuyến tính để xác định các chất đạt từ 0,0005-0,074 mg/kg với hệ số tương quan R² ≥ 0,99 cho hầu hết các hợp chất Độ thu hồi của các loại thuốc trừ sâu dao động từ 70-103% Giá trị LOQ cho tất cả các loại thuốc trừ sâu nghiên cứu nằm trong khoảng 0,0005-0,025 mg/kg, trong khi giá trị LOD từ 0,0002-0,008 mg/kg.
Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu tập trung vào sản phẩm mật ong nuôi tại các tỉnh Hưng Yên, Bắc Giang và Lạng Sơn Mật ong được thu thập vào các tháng 2, 3 và 4 năm 2014 từ các cơ sở nuôi ong tại xã Hồng Nam (Tiên Lữ, Hưng Yên), xã Giáp Sơn (Lục Ngạn, Bắc Giang) và xã Bằng Khánh (Lộc Bình, Lạng Sơn) Các thùng ong được đặt trong vườn cây ăn quả như nhãn, vải, và mận, trong thời gian này, hoa nở rộ, và hàng ngày, chủ nuôi thả ong ra để hút mật từ các vườn cây.
Trong mật ong, các chất lựa chọn nghiên cứu chủ yếu là nhóm chất clo hữu cơ, bao gồm α-BHC, Hexachlorbenzen (HCB), β-BHC, γ-BHC, δ-BHC, Heptachlor, α-Chlordene, β-Chlordene, Oxychlordane, trans-Chlordane, o,p’-DDE, cis-Chlordane, trans-Nonachlor, p,p’-DDE, o,p’-DDD, cis-Nonachlor, o,p’-DDT, p,p’-DDD và p,p’-DDT Đáng chú ý, các hợp chất như BHC, DDT, Chlordane, Hexachlorbenzen và Heptachlor đều nằm trong danh mục thuốc bảo vệ thực vật bị cấm sử dụng tại Việt Nam.
Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu
Luận văn sử dụng tài liệu từ nhiều nguồn, bao gồm bài báo khoa học trong và ngoài nước, sách chuyên đề về nông nghiệp và hóa chất bảo vệ thực vật, cùng các báo cáo tại hội nghị khoa học Mục đích của phương pháp này là thu thập và tiếp thu có chọn lọc các nghiên cứu và thông tin liên quan.
Quy trình phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật bao gồm các bước như lấy mẫu, chuẩn bị mẫu, tách chiết, làm sạch, phân tích trên máy và xử lý kết quả Để đảm bảo độ chính xác cao cho kết quả phân tích, phòng thí nghiệm cần chuẩn hóa thiết bị, dụng cụ, lưu mẫu và chất chuẩn trong điều kiện tiêu chuẩn Kết quả chính xác là cơ sở quan trọng cho các quyết định và hành động tiếp theo.
2.2.2 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và chuẩn bị mẫu
2.2.2.1 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản
Mẫu mật ong được thu thập từ các khu vực chuyên sản xuất, được bảo quản trong lọ thủy tinh màu nâu sạch sẽ Sau khi vận chuyển về phòng thí nghiệm, các mẫu này được lưu giữ ở nhiệt độ đồng nhất 5 độ C Mỗi mẫu đều được dán nhãn rõ ràng với đầy đủ thông tin cần thiết để tránh nhầm lẫn.
2.2.2.2 Phương pháp tạo mẫu phân tích
Chọn một số mẫu từ cùng một cơ sở sản xuất và trộn đều chúng Sau đó, lấy một phần làm mẫu đại diện để phân tích, trong khi phần còn lại được bảo quản cho các mục đích khác.
2.2.2.3 Phương pháp tạo mẫu so sánh
Từ mẫu thực đã trộn đồng nhất, chúng tôi lấy ra hai mẫu: một mẫu tự tạo có thêm chất chuẩn và một mẫu trắng giữ nguyên Tiến hành phân tích cả hai mẫu này nhằm xác định độ thu hồi của các chất cần phân tích.
2.2.3.1 Phương pháp chiết pha rắn [5] a Khái niệm
Chiết pha rắn (SPE) là phương pháp chuẩn bị mẫu hiệu quả, giúp làm giàu và làm sạch mẫu phân tích từ dung dịch thông qua khả năng hấp phụ trên cột tách pha rắn Chất phân tích được tách ra và rửa giải bằng dung môi phù hợp, với cơ chế tách khác nhau dựa trên quá trình lưu giữ trên các pha đảo, pha thường hoặc trao đổi ion Phương pháp SPE mang lại nhiều ưu điểm như khả năng làm giàu mẫu cao, loại bỏ chất gây nhiễu, dễ dàng tự động hóa quy trình và giảm lượng dung môi so với chiết lỏng - lỏng truyền thống.
Cột SPE thường có dạng nhỏ như ống tiêm, bên trong chứa các pha tĩnh với độ dày khoảng 0,5 - 2cm, và khối lượng sử dụng từ 100mg đến 1g, có thể lên đến vài gram trong một số trường hợp Cột được trang bị hai đĩa thuỷ tinh xốp để giữ pha tĩnh, ngăn không cho chúng thoát ra theo dung môi và đảm bảo sự ổn định cho cột.
Các loại pha tĩnh như C18, C8, C4, C2, cyclophenyl được gắn trên hạt silic oxit, tạo thành các mạch không phân cực Những mạch này trên SiO2 có chức năng tách biệt các chất không phân cực hoặc ít phân cực.
Các loại chất tách như silica, florisil, và amino alumina chứa các nhóm chức như -OH, -NH2, và -CN, chủ yếu được sử dụng để tách các chất tương đối phân cực Chúng thường được áp dụng trong quá trình tách chiết dưới điều kiện pha thường, trong đó cột ghép -CN có thể được sử dụng trong pha đảo.
Cột chứa nhựa trao đổi ion được sử dụng để tách các hợp chất ion, với cột SAX chuyên tách anion và cột SCX chuyên tách cation Quá trình chiết pha rắn bao gồm nhiều bước tiến hành cụ thể để đạt hiệu quả tối ưu trong việc tách và phân tích các ion.
Bước 1: Hoạt hoá pha tĩnh
Chọn dung môi phù hợp để thấm ướt vật liệu nhồi và solvat hóa các nhóm chức của chất hấp phụ, đồng thời loại bỏ không khí và tạp chất trong cột Để kích hoạt cột, có thể sử dụng hai dung môi có khả năng chiết tách mạnh.
Dung môi 1 có khả năng chiết tách mạnh mẽ, tương đương hoặc vượt trội so với dung môi cuối cùng được sử dụng để rửa giải các chất phân tích ra khỏi cột.
Dung môi 2 có khả năng tách chiết các hợp chất hiệu quả và hòa tan dễ dàng trong dung môi 1 Khả năng chiết tách của dung môi 2 gần tương đương với dung môi 3, được sử dụng để hòa tan hỗn hợp chất cần phân tích.
Trong quá trình hoạt hoá cột không được để cột bị khô dung môi.
Bước 2: Cho mẫu chảy qua cột.
Hòa tan mẫu phân tích vào dung môi 3, có khả năng chiết tách yếu với chất phân tích trên cột SPE Khi dội mẫu qua cột, chất phân tích sẽ được giữ lại, trong khi dung môi và hầu hết tạp chất được rút ra từ cột nhờ áp suất thấp do bơm chân không tạo ra.
Bước 3: Rửa các tạp chất gây ảnh hưởng ra khỏi cột
Quá trình loại bỏ tạp chất khỏi cột mà vẫn giữ lại chất phân tích là rất quan trọng Đối với mẫu hòa tan trong nước, nên sử dụng dung dịch đệm hoặc hỗn hợp nước với dung môi hữu cơ Trong trường hợp mẫu hòa tan trong dung môi hữu cơ, cần sử dụng chính dung môi này để rửa tạp chất ra khỏi cột.
Bước 4: Giải hấp chất phân tích khỏi cột