I. Tổng Quan Về Neonicotinoids Bụi Không Khí Tại Hà Nội
Hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) nhóm Neonicotinoids được sử dụng rộng rãi từ những năm 1990, chiếm 1/4 lượng HCBVTV toàn cầu năm 2014. Chúng đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp, cảnh quan đô thị và đời sống hàng ngày nhờ độ bay hơi thấp, tính thấm cao và độ chọn lọc cao. Tuy nhiên, việc sử dụng Neonicotinoids ngày càng tăng cũng làm gia tăng những lo ngại về tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Bụi không khí trong nhà là một trong những nguồn phơi nhiễm các chất ô nhiễm cho con người. Nghiên cứu cho thấy bụi không khí trong nhà là nguồn tiếp xúc chính của con người với thuốc trừ sâu. Tại Việt Nam, việc kiểm soát chất lượng không khí trong nhà còn hạn chế, do đó, nghiên cứu về hiện trạng ô nhiễm Neonicotinoids trong bụi không khí tại Hà Nội là rất cần thiết.
1.1. Giới thiệu chung về nhóm Neonicotinoids và ứng dụng
Neonicotinoids là nhóm HCBVTV mới nhất so với các nhóm cơ clo, cơ phốtphot, với cấu trúc khác biệt và khả năng chọn lọc ưu việt. Chúng thay thế các organophosphat và metylcarbamat để kiểm soát côn trùng chích hút dịch hại, và cũng là chất kiểm soát bọ chét hiệu quả cao cho chó mèo. Neonicotinoids bao gồm các chất như imidacloprid, thiacloprid, thiamethoxam, acetamiprid, clothianidin và dinotefuran. Chúng có các đặc tính hóa lý ưu việt, giúp chúng hữu ích hơn so với các loại HCBVTV khác, ví dụ như các ứng dụng kỹ thuật (bón lá, xử lý hạt giống, xử lý đất và các ứng dụng trên thân cây) và hiệu quả trong việc kiểm soát côn trùng chích hút.
1.2. Tình hình sử dụng Neonicotinoids tại Việt Nam và Hà Nội
Việt Nam là nước sản xuất nông nghiệp, khí hậu nhiệt đới và nóng ẩm rất thuận lợi cho sự phát triển của cây trồng cũng như sự phát triển và sinh trưởng của sâu bệnh, cỏ dại gây hại. Do đó, việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật để phòng trừ sâu hại, dịch bệnh, giữ vững an ninh lương thực quốc gia là một biện pháp vô cùng quan trọng và thiết yếu. Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, khoảng 120.000 tấn thuốc trừ sâu đã được sử dụng vào năm 2017, trong đó có gần 0,3% được sử dụng cho 188.000 héc ta trồng cây nông nghiệp, trồng hoa và các mục đích khác ở Hà Nội.
II. Vấn Đề Ô Nhiễm Neonicotinoids Trong Bụi Không Khí Đô Thị
Mặc dù Neonicotinoids mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc sử dụng rộng rãi chúng cũng gây ra những lo ngại về ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Các nghiên cứu đã chỉ ra sự hiện diện của Neonicotinoids trong nước mặt, nước ngầm và bụi không khí. Ô nhiễm không khí trong nhà là một vấn đề đáng quan tâm, đặc biệt là ở các khu vực đô thị như Hà Nội, nơi mật độ dân số cao và hoạt động nông nghiệp vẫn diễn ra. Việc đánh giá rủi ro sức khỏe do phơi nhiễm Neonicotinoids từ bụi không khí là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
2.1. Các nguồn phát thải Neonicotinoids vào môi trường không khí
Các nguồn phát thải Neonicotinoids vào môi trường không khí bao gồm: phun thuốc trừ sâu trong nông nghiệp và khu dân cư, phát tán từ đất và cây trồng đã được xử lý bằng Neonicotinoids, và bay hơi từ các sản phẩm chứa Neonicotinoids. Khoảng cách từ các trang trại có thể ảnh hưởng đến hàm lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong bụi không khí trong nhà, cho thấy ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật từ các nguồn nông nghiệp.
2.2. Ảnh hưởng của Neonicotinoids đến sức khỏe con người
Neonicotinoids có thể gây ra các tác động tiêu cực đến sức khỏe con người, bao gồm: rối loạn thần kinh, ảnh hưởng đến hệ miễn dịch, và gây độc cho hệ sinh sản. Trẻ em dễ bị ảnh hưởng bởi HCBVTV hơn người lớn. Hawley chỉ ra rằng trẻ em dễ bị ảnh hưởng bởi HCBVTV và tính toán rằng bụi không khí trong nhà gây nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe đối với trẻ em cao gấp 12 lần so với người lớn [5].
2.3. Thiếu hụt tiêu chuẩn và quy định về giám sát chất lượng không khí trong nhà
Tính đến thời điểm này, tại Việt Nam vẫn chưa có một tiêu chuẩn, quy chuẩn hay quy định cụ thể nào để giám sát chất lượng không khí trong nhà. Do đó, nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm của các HCBVTV trong bụi không khí trong nhà tại khu vực dân cư của Hà Nội là vấn đề rất cấp thiết, cần được triển khai thực hiện.
III. Quy Trình Phân Tích Neonicotinoids Trong Bụi Không Khí
Để đánh giá mức độ ô nhiễm Neonicotinoids trong bụi không khí tại Hà Nội, cần thiết lập một quy trình phân tích hiệu quả và chính xác. Quy trình phân tích bao gồm các bước: thu thập mẫu bụi, xử lý mẫu, chiết tách Neonicotinoids, phân tích định tính và định lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS), và kiểm soát chất lượng. Việc xây dựng đường chuẩn và đảm bảo chất lượng của phương pháp là rất quan trọng để đảm bảo tính tin cậy của kết quả phân tích.
3.1. Phương pháp thu thập và xử lý mẫu bụi không khí
Việc thu thập mẫu bụi không khí cần được thực hiện theo một quy trình chuẩn để đảm bảo tính đại diện của mẫu. Mẫu bụi có thể được thu thập bằng cách sử dụng máy hút bụi hoặc các thiết bị thu mẫu chuyên dụng. Sau khi thu thập, mẫu bụi cần được xử lý để loại bỏ các tạp chất và chuẩn bị cho quá trình chiết tách Neonicotinoids.
3.2. Chiết tách Neonicotinoids từ mẫu bụi bằng phương pháp SPE
Chiết pha rắn (SPE) là một phương pháp hiệu quả để chiết tách Neonicotinoids từ mẫu bụi. Phương pháp SPE sử dụng các cột chứa vật liệu hấp phụ để giữ lại Neonicotinoids và loại bỏ các tạp chất. Sau khi chiết tách, Neonicotinoids được giải hấp bằng dung môi thích hợp và chuẩn bị cho quá trình phân tích.
3.3. Phân tích định lượng Neonicotinoids bằng LC MS MS
Sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS) là một phương pháp phân tích mạnh mẽ để định tính và định lượng Neonicotinoids trong mẫu bụi. Phương pháp LC-MS/MS có độ nhạy cao, độ chọn lọc cao và khả năng phân tích đồng thời nhiều chất. Các thông số phân tích LC-MS/MS cần được tối ưu hóa để đạt được độ chính xác và độ tin cậy cao nhất.
IV. Ứng Dụng LC MS MS Phân Tích Neonicotinoids Tại Hà Nội
Phương pháp sắc ký lỏng sử dụng bộ phận phát hiện là detector khối phổ (LC-MS/MS) có nhiều ưu điểm như độ chọn lọc cao, giới hạn phát hiện thấp, thời gian phân tích nhanh, có thể định lượng đồng thời các chất có thời gian lưu giống nhau mà phương pháp sắc kí lỏng thường không làm được. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất bảo vệ thực vật nhóm neonicotinoid (imidacloprid và thiamethoxam) trong bụi không khí trong nhà ở khu vực nội thành Hà Nội bằng phương pháp sắc ký khối phổ (LC-MS)” được đề xuất thực hiện để từ đó cung cấp dữ liệu quan trọng về ô nhiễm HCBVTV trong bụi không khí trong nhà cho các cơ quan quản lý nhà nước, tổ chức bảo vệ môi trường, cơ quan y tế để có phương án, biện pháp giảm thiểu ô nhiễm, đảm bảo sức khỏe cộng đồng.
4.1. Điều kiện phân tích và đường chuẩn của Imidacloprid và Thiamethoxam
Việc thiết lập điều kiện phân tích tối ưu cho Imidacloprid và Thiamethoxam trên thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH là rất quan trọng để đảm bảo độ nhạy và độ chính xác của phương pháp. Điều này bao gồm việc lựa chọn pha động, cột sắc ký, tốc độ dòng và các thông số của máy khối phổ. Xây dựng đường chuẩn cho Imidacloprid và Thiamethoxam cũng là một bước quan trọng để định lượng chính xác các chất này trong mẫu bụi.
4.2. Giới hạn phát hiện LOD và giới hạn định lượng LOQ
Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) là các thông số quan trọng để đánh giá độ nhạy của phương pháp phân tích. LOD là nồng độ thấp nhất của chất phân tích có thể được phát hiện một cách đáng tin cậy, trong khi LOQ là nồng độ thấp nhất của chất phân tích có thể được định lượng một cách chính xác. Việc xác định LOD và LOQ cho Imidacloprid và Thiamethoxam trên thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH là cần thiết để đảm bảo tính tin cậy của kết quả phân tích.
4.3. Kiểm soát chất lượng quy trình phân tích và hiệu suất thu hồi
Kiểm soát chất lượng quy trình phân tích là một bước quan trọng để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả phân tích. Điều này bao gồm việc sử dụng các chất chuẩn, mẫu trắng và mẫu kiểm soát để đánh giá độ chính xác, độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp. Hiệu suất thu hồi của Imidacloprid và Thiamethoxam cần được xác định để đánh giá khả năng chiết tách và làm sạch các chất này từ mẫu bụi.
V. Đánh Giá Rủi Ro Sức Khỏe Từ Neonicotinoids Trong Bụi Hà Nội
Sau khi xác định nồng độ Neonicotinoids trong bụi không khí tại Hà Nội, cần đánh giá rủi ro sức khỏe do phơi nhiễm các chất này. Đánh giá rủi ro bao gồm các bước: ước tính liều lượng phơi nhiễm, so sánh liều lượng phơi nhiễm với các giá trị tham chiếu về sức khỏe, và đánh giá khả năng gây hại cho sức khỏe. Kết quả đánh giá rủi ro sẽ cung cấp thông tin quan trọng để đưa ra các biện pháp giảm thiểu phơi nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
5.1. Ước tính liều lượng phơi nhiễm Neonicotinoids qua đường hô hấp
Liều lượng phơi nhiễm Neonicotinoids qua đường hô hấp có thể được ước tính dựa trên nồng độ Neonicotinoids trong bụi không khí, thời gian phơi nhiễm và tốc độ hô hấp. Các yếu tố như tuổi, giới tính và mức độ hoạt động thể chất có thể ảnh hưởng đến liều lượng phơi nhiễm.
5.2. So sánh nồng độ Neonicotinoids với tiêu chuẩn an toàn
Nồng độ Neonicotinoids trong bụi không khí cần được so sánh với các tiêu chuẩn an toàn và các giá trị tham chiếu về sức khỏe để đánh giá mức độ rủi ro. Nếu nồng độ Neonicotinoids vượt quá các tiêu chuẩn an toàn, cần có các biện pháp giảm thiểu phơi nhiễm.
5.3. Đề xuất các biện pháp giảm thiểu phơi nhiễm Neonicotinoids
Các biện pháp giảm thiểu phơi nhiễm Neonicotinoids có thể bao gồm: tăng cường thông gió trong nhà, sử dụng máy lọc không khí, vệ sinh nhà cửa thường xuyên, và hạn chế sử dụng các sản phẩm chứa Neonicotinoids trong nhà. Ngoài ra, cần có các chính sách và quy định để kiểm soát việc sử dụng Neonicotinoids trong nông nghiệp và khu dân cư.
VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Về Neonicotinoids Tại Hà Nội
Nghiên cứu về quy trình phân tích và đánh giá rủi ro Neonicotinoids trong bụi không khí tại Hà Nội là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho các cơ quan quản lý nhà nước, tổ chức bảo vệ môi trường và cơ quan y tế để đưa ra các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Cần có các nghiên cứu tiếp theo để đánh giá tác động của Neonicotinoids đến sức khỏe con người và môi trường, và để phát triển các phương pháp phân tích và kiểm soát ô nhiễm hiệu quả hơn.
6.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu và ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu này đã thành công trong việc xây dựng và tối ưu hóa quy trình phân tích Neonicotinoids trong bụi không khí bằng phương pháp LC-MS/MS. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin quan trọng về nồng độ Neonicotinoids trong bụi không khí tại Hà Nội và đánh giá rủi ro sức khỏe do phơi nhiễm các chất này. Ý nghĩa khoa học của nghiên cứu là cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chính sách và quy định về kiểm soát ô nhiễm Neonicotinoids.
6.2. Hạn chế của nghiên cứu và hướng nghiên cứu tiếp theo
Nghiên cứu này có một số hạn chế, bao gồm: số lượng mẫu bụi được phân tích còn hạn chế, chưa đánh giá được tác động của Neonicotinoids đến sức khỏe con người một cách toàn diện, và chưa đánh giá được hiệu quả của các biện pháp giảm thiểu phơi nhiễm. Hướng nghiên cứu tiếp theo là mở rộng phạm vi nghiên cứu, tăng số lượng mẫu bụi được phân tích, đánh giá tác động của Neonicotinoids đến sức khỏe con người một cách toàn diện hơn, và đánh giá hiệu quả của các biện pháp giảm thiểu phơi nhiễm.
