Nghiên Cứu Quy Trình Xác Định Hàm Lượng Hóa Chất Bảo Vệ Thực Vật Nhóm Clo Hữu Cơ Trong Mật Ong

Nghiên cứu quy trình xác định hàm lượng hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ trong mật ong, đánh giá ô nhiễm môi trường hiệu quả.

• Tác giả: Vũ Thị Thu Thủy
• Người hướng dẫn: PGS. Đỗ Quang Huy
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Quy Trình Xác Định Hàm Lượng Hóa Chất Bảo Vệ Thực Vật Trong Mật Ong
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật
• 1.2. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ
• 1.2.1. Hợp chất nhóm DDT
• 1.2.2. Hợp chất nhóm BHC
• 1.2.3. Hợp chất nhóm Chlordane
• 1.3. Giới thiệu chung về ong mật và sản phẩm mật ong
• 1.3.1. Tổ chức xã hội đàn ong
• 1.3.2. Vai trò của cây nguồn mật phấn đối với ong
• 1.3.3. Cách thức nuôi ong ở Việt Nam
• 1.4. Nguồn gốc xuất hiện các hóa chất BVTV trong mật ong
• 1.5. 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
• 1.5.2. Phương pháp chiết pha rắn kết hợp với sắc ký khí khối phổ
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu
• 2.2.2. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và chuẩn bị mẫu
• 2.2.3. Phương pháp thực nghiệm
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đường ngoại chuẩn của các thuốc BVTV cơ clo nghiên cứu
• 3.1.1. Nhận diện chất phân tích trên sắc ký đồ của chất chuẩn
• 3.1.2. Xây dựng đường ngoại chuẩn định lượng các chất nghiên cứu
• 3.2. Xây dựng quy trình phân tích
• 3.2.1. Kết quả khảo sát thể tích dung môi rửa giải
• 3.2.2. Khảo sát khả năng loại bỏ tạp chất trong dịch chiết của cột sắc ký
• 3.2.3. Độ thu hồi của các thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ
• 3.2.4. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)
• 3.3. Quy trình chuẩn bị mẫu và phân tích thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ trong mật ong
• 3.3.1. Làm sạch dịch chiết
• 3.3.2. Làm giàu mẫu
• 3.4. Ứng dụng quy trình chuẩn bị mẫu và phân tích thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ trong mật ong để xác định chất trong các mẫu thực tế
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Về Hàm Lượng Hóa Chất BVTV

Nghiên cứu về hàm lượng hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) trong mật ong là một lĩnh vực quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh Việt Nam là một nước nông nghiệp. Việc nâng cao năng suất cây trồng luôn được ưu tiên. Sử dụng hóa chất BVTV đã giúp tăng năng suất, nhưng lạm dụng dẫn đến tồn dư trong nông sản. Điều này gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe người tiêu dùng và môi trường. Theo Cục BVTV, lượng nhập khẩu thuốc BVTV tăng đáng kể, chủ yếu từ Trung Quốc. Sự phân hủy chậm của các hóa chất BVTV gốc clo hữu cơ, cùng việc sử dụng không đúng cách, gây ra ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng [19].

1.1. Giới thiệu chung về hóa chất bảo vệ thực vật BVTV

Hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV), hay còn gọi là thuốc bảo vệ thực vật, là các chế phẩm dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật [3]. Bao gồm các chế phẩm điều hòa sinh trưởng thực vật, chất làm rụng lá, và các chế phẩm xua đuổi hoặc thu hút sinh vật gây hại. Có nhiều cách phân loại thuốc BVTV, nhưng chủ yếu gồm 4 nhóm chính: clo hữu cơ, lân hữu cơ, carbamate và pyrethroid [4].

1.2. Giới thiệu về hóa chất BVTV nhóm clo hữu cơ

Thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ chủ yếu là dẫn xuất clo của hydrocacbon đa nhân, xicloparafin, tecpen. Đặc tính bền trong môi trường của chúng ban đầu được coi là ưu điểm. Tuy nhiên, ngày nay, thuốc BVTV có chu kỳ bán phân hủy dài hơn 1 tuần cần kiểm soát nghiêm ngặt. Thị trường thuốc BVTV của Việt Nam phức tạp do buôn lậu qua biên giới, chủ yếu từ Trung Quốc [22].

II. Vấn Đề Dư Lượng Thuốc BVTV Trong Mật Ong Hiện Nay

Mật ong được sản xuất rộng rãi ở Việt Nam và được sử dụng trong thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm và xuất khẩu. Tuy nhiên, việc sử dụng hóa chất BVTV trong nông nghiệp có thể dẫn đến dư lượng thuốc trừ sâu trong mật ong. Điều này gây lo ngại về an toàn thực phẩm mật ong và sức khỏe người tiêu dùng. Việc giám sát dư lượng hóa chất BVTV trong mật ong là cần thiết để đánh giá rủi ro và cung cấp thông tin về loại thuốc BVTV được sử dụng gần khu vực nuôi ong. Điều này giúp bảo vệ người tiêu dùng và đảm bảo chất lượng mật ong.

2.1. Nguồn gốc xuất hiện hóa chất BVTV trong mật ong

Việc phun trực tiếp hóa chất BVTV lên hoa và sự có mặt của hóa chất BVTV trong không khí là nguyên nhân chính dẫn đến mật hoa có thể chứa các loại hóa chất BVTV. Trong quá trình lấy mật hoa, ong mật (Apis mellifera) mang theo cả mật hoa và các hóa chất BVTV về tổ [23]. Đây là nguyên nhân có thể làm xuất hiện hóa chất BVTV trong mật ong.

2.2. Ảnh hưởng của dư lượng thuốc trừ sâu đến sức khỏe

Theo thống kê của ngành y tế, ngộ độc thực phẩm liên quan đến dư lượng thuốc trừ sâu vẫn xảy ra. Việc thuốc BVTV thâm nhập vào cơ thể qua tiếp xúc hoặc chuỗi thức ăn có thể gây ngộ độc hoặc các bệnh hiểm nghèo như ung thư. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trong thực phẩm, bao gồm cả mật ong.

2.3. Tầm quan trọng của việc kiểm tra chất lượng mật ong

Việc kiểm tra chất lượng mật ong, đặc biệt là hàm lượng hóa chất BVTV, là rất quan trọng để đảm bảo an toàn thực phẩm mật ong và uy tín của sản phẩm. Điều này giúp người tiêu dùng an tâm khi sử dụng và hỗ trợ các nhà sản xuất duy trì tiêu chuẩn chất lượng cao. Tiêu chuẩn mật ong cần được tuân thủ nghiêm ngặt.

III. Phương Pháp Xác Định Thuốc BVTV Trong Mật Ong Hiệu Quả

Việc phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong mật ong đòi hỏi các phương pháp hiện đại và chính xác. Các phương pháp chiết lỏng-lỏng kết hợp với sắc ký khí khối phổ (GC/MS) và chiết pha rắn kết hợp với sắc ký khí khối phổ là các lựa chọn phổ biến. Quy trình cần đảm bảo loại bỏ tạp chất, đạt độ thu hồi cao và có giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) thấp. Việc xây dựng đường chuẩn và quy trình chuẩn bị mẫu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ tin cậy của kết quả.

3.1. Phương pháp chiết lỏng lỏng kết hợp sắc ký khí khối phổ

Phương pháp chiết lỏng-lỏng là một kỹ thuật truyền thống để tách thuốc BVTV khỏi mẫu mật ong. Sau khi chiết, dịch chiết được phân tích bằng sắc ký khí khối phổ (GC/MS). GC/MS cho phép xác định và định lượng các chất phân tích dựa trên thời gian lưu và tỷ lệ khối lượng trên điện tích.

3.2. Phương pháp chiết pha rắn kết hợp sắc ký khí khối phổ

Phương pháp chiết pha rắn (SPE) sử dụng vật liệu hấp phụ để loại bỏ tạp chất và làm giàu thuốc BVTV từ mẫu mật ong. Sau khi chiết, dịch chiết được phân tích bằng sắc ký khí khối phổ (GC/MS). SPE thường hiệu quả hơn chiết lỏng-lỏng trong việc loại bỏ tạp chất.

3.3. Tối ưu hóa quy trình làm sạch dịch chiết

Việc làm sạch dịch chiết là bước quan trọng để loại bỏ các chất gây nhiễu, đảm bảo độ chính xác của kết quả phân tích. Sử dụng các cột sắc ký phù hợp và lựa chọn dung môi rửa giải thích hợp giúp loại bỏ tạp chất hiệu quả, đồng thời giữ lại các thuốc BVTV cần phân tích.

IV. Xây Dựng Quy Trình Kiểm Nghiệm Mật Ong Xác Định Hóa Chất

Xây dựng một quy trình chuẩn để kiểm nghiệm mật ong là yếu tố then chốt. Quy trình này bao gồm chuẩn bị mẫu, chiết xuất, làm sạch dịch chiết và phân tích bằng các thiết bị như GC/ECD. Cần xác định đường chuẩn cho từng chất phân tích, đánh giá độ thu hồi, giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ). Áp dụng quy trình này vào phân tích mẫu thực tế để đánh giá mức độ nhiễm hóa chất BVTV trong mật ong.

4.1. Xây dựng đường chuẩn định lượng các chất nghiên cứu

Đường chuẩn được xây dựng bằng cách phân tích các dung dịch chuẩn có nồng độ khác nhau của từng thuốc BVTV. Mối quan hệ giữa nồng độ và tín hiệu (diện tích peak) được sử dụng để xây dựng đường chuẩn. Hệ số tương quan (R2) của đường chuẩn cần đạt giá trị chấp nhận được (thường > 0.99) để đảm bảo độ tin cậy.

4.2. Xác định giới hạn phát hiện LOD thuốc BVTV

Giới hạn phát hiện (LOD) là nồng độ thấp nhất của chất phân tích có thể phát hiện được một cách đáng tin cậy. LOD thường được xác định dựa trên tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (S/N). LOD thấp cho phép phát hiện các dư lượng thuốc trừ sâu ở nồng độ rất thấp.

4.3. Xác định giới hạn định lượng LOQ thuốc BVTV

Giới hạn định lượng (LOQ) là nồng độ thấp nhất của chất phân tích có thể định lượng được một cách chính xác. LOQ thường cao hơn LOD. LOQ thấp cho phép định lượng chính xác các dư lượng thuốc trừ sâu ở nồng độ thấp, đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn mật ong.

V. Ứng Dụng Phân Tích Dư Lượng Thuốc Trừ Sâu Trong Mẫu Mật Ong

Quy trình chuẩn bị mẫu và phân tích thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ trong mật ong được áp dụng để xác định chất trong các mẫu thực tế. Kết quả cho thấy sự hiện diện của một số hóa chất BVTV trong các mẫu mật ong tại Hưng Yên, Bắc Giang và Lạng Sơn. Điều này cho thấy ô nhiễm hóa chất BVTV có thể xảy ra ở các khu vực nuôi ong. Cần có các biện pháp kiểm soát để giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ chất lượng mật ong.

5.1. Phân tích mẫu mật ong thực tế bằng GC ECD

Sau khi chuẩn bị mẫu, các mẫu mật ong thực tế được phân tích bằng GC/ECD. Sắc ký đồ cho thấy sự hiện diện của một số thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ trong một số mẫu. Các chất này được xác định dựa trên thời gian lưu và so sánh với các chất chuẩn.

5.2. Đánh giá độ chính xác Accuracy và độ lặp lại Repeatability

Độ chính xác (Accuracy) và độ lặp lại (Repeatability) của phương pháp phân tích cần được đánh giá để đảm bảo độ tin cậy của kết quả. Độ chính xác được đánh giá bằng cách xác định độ thu hồi mẫu (Recovery). Độ lặp lại được đánh giá bằng cách phân tích lặp lại một mẫu trong cùng một điều kiện.

5.3. Kết quả phân tích một số mẫu mật ong tại các tỉnh thành

Kết quả phân tích cho thấy sự hiện diện của một số thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ trong các mẫu mật ong tại các tỉnh Hưng Yên, Bắc Giang và Lạng Sơn. Nồng độ các chất này khác nhau tùy thuộc vào khu vực lấy mẫu. Điều này cho thấy sự khác biệt về mức độ ô nhiễm hóa chất BVTV giữa các khu vực.

VI. Kết Luận Đề Xuất Giải Pháp Cho An Toàn Thực Phẩm Mật Ong

Nghiên cứu này đã xây dựng quy trình xác định hàm lượng hóa chất BVTV nhóm clo hữu cơ trong mật ong. Quy trình này có thể được sử dụng để giám sát chất lượng mật ong và đánh giá rủi ro ô nhiễm hóa chất BVTV. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự cần thiết phải tăng cường kiểm soát việc sử dụng hóa chất BVTV trong nông nghiệp và có các biện pháp bảo vệ khu vực nuôi ong khỏi ô nhiễm. Cần có thêm nghiên cứu để đánh giá rủi ro thuốc BVTV trong mật ong một cách toàn diện.

6.1. Khuyến nghị về tiêu chuẩn mật ong và kiểm soát ô nhiễm

Cần có tiêu chuẩn mật ong rõ ràng và nghiêm ngặt về hàm lượng hóa chất BVTV. Các biện pháp kiểm soát ô nhiễm cần được thực hiện để giảm thiểu dư lượng thuốc trừ sâu trong mật ong. Điều này bao gồm việc sử dụng thuốc BVTV một cách hợp lý, bảo vệ khu vực nuôi ong và giám sát chất lượng mật ong.

6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo về mật ong nguyên chất

Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào đánh giá rủi ro thuốc BVTV trong mật ong một cách toàn diện, bao gồm cả việc đánh giá độc tính và tác động tích lũy của các chất này. Cần có nghiên cứu về các phương pháp làm sạch mật ong để loại bỏ dư lượng thuốc trừ sâu, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. Việc phân biệt mật ong nguyên chất và mật ong giả cũng là một hướng nghiên cứu quan trọng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia nông nghiệp với khoảng 70% dân số sinh sống bằng nghề nông. Nhằm gia tăng năng suất mùa màng, việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật đã trở thành một giải pháp phổ biến. Theo thống kê của Cục Bảo vệ Thực vật thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, khối lượng thuốc bảo vệ thực vật sử dụng tại nước ta đã gia tăng nhanh chóng. Trước năm 1985, lượng thuốc bảo vệ thực vật sử dụng hàng năm chỉ khoảng 6.000 tấn với mức bình quân 0,3 kg hoạt chất/ha. Đến năm 2012, con số này đã tăng vọt lên 103.500 tấn thành phẩm với giá trị nhập khẩu ước tính 700 triệu USD, trong đó 90% lượng thuốc có xuất xứ từ thị trường Trung Quốc.

Sự lạm dụng hóa chất và đặc tính khó phân hủy sinh học của nhóm thuốc bảo vệ thực vật gốc clo hữu cơ đã gây ra tình trạng tồn lưu nghiêm trọng trong môi trường đất, nước và nông sản. Điển hình như hợp chất DDT có thời gian bán phân hủy kéo dài tới 20 năm, dễ dàng tích lũy sinh học qua chuỗi thức ăn và gây tổn hại nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Thống kê của ngành y tế cho thấy trong năm 2012 cả nước xảy ra 168 vụ ngộ độc thực phẩm khiến 5.541 nạn nhân bị ảnh hưởng và 34 trường hợp tử vong; năm 2013 tiếp tục ghi nhận 163 vụ với hơn 5.000 người mắc và 28 ca tử vong.

Ong mật với đặc tính tìm kiếm thức ăn trên diện rộng là sinh vật chỉ thị tuyệt vời để quan trắc môi trường. Quá trình thu mật hoa và phấn hoa từ các vườn cây ăn quả như nhãn, vải đã vô tình mang theo hóa chất bảo vệ thực vật về tổ, làm nhiễm bẩn sản phẩm mật ong thương phẩm. Đề tài tập trung xây dựng quy trình phân tích hiện đại, có độ nhạy cao để xác định đồng thời 19 hợp chất clo hữu cơ trong mật ong, đồng thời ứng dụng đánh giá mức độ tồn dư thực tế tại các vùng nuôi ong trọng điểm gồm Hưng Yên, Bắc Giang và Lạng Sơn trong năm 2014.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết chỉ thị sinh học môi trường thông qua loài ong mật. Đàn ong mật với khoảng 210.000 cá thể hoạt động tích cực có thể thực hiện trung bình 10 chuyến bay mỗi ngày để bao quát phạm vi không gian lên tới 7 km2 xung quanh tổ. Mỗi con ong có thể chứa tới 70 mg mật hoa trong dạ dày đặc biệt sau khi tiếp xúc từ 100 đến 1.500 bông hoa. Bất kỳ hạt bụi khí, hóa chất lơ lửng hay dư lượng nông dược nào trên hoa và thảm thực vật đều bám dính vào lông tơ, khí quản hoặc hòa tan vào mật hoa mang về tổ.

Cơ sở hóa học và độc học tập trung vào nhóm clo hữu cơ với các đại diện chính gồm nhóm DDT, nhóm BHC và nhóm Chlordane. DDT chuyển hóa thành DDD trong điều kiện yếm khí và tạo thành DDE trong điều kiện hiếu khí. Độ bền môi trường tuân theo thứ tự DDE bền hơn DDD và DDD bền hơn DDT. Đối với BHC, thuốc kỹ thuật gồm nhiều đồng phân với tỷ lệ 60-70% alpha-BHC, 5-12% beta-BHC, 10-15% gamma-BHC và 3-4% delta-BHC; trong đó beta-BHC bền nhất trong tự nhiên, còn gamma-BHC (Lindan với hàm lượng trên 98%) mang hoạt tính diệt côn trùng mạnh nhất. Thành phần mật ong chứa 17,0% nước, 39,3% fructoza, 32,9% glucoza và 0,57% axit tổng số, tạo nên nền mẫu phức tạp đòi hỏi các kỹ thuật tách chiết chọn lọc cao.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tiến hành thu thập mẫu mật ong thực tế vào các tháng 2, tháng 3 và tháng 4 năm 2014 tại ba địa bàn đại diện: xã Hồng Nam (huyện Tiên Lữ, tỉnh Hưng Yên), xã Giáp Sơn (huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang) và xã Bằng Khánh (huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn). Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 22 mẫu tại Hưng Yên cùng các mẫu đối chứng tại Bắc Giang và Lạng Sơn được lấy trực tiếp tại các trại ong đặt trong vườn cây ăn quả đang mùa nở hoa.

Quy trình thực nghiệm kết hợp phương pháp chiết pha rắn (SPE) trên cột C18 có dung tích 500 mg (đường kính hạt 0,5 µm, kích thước lỗ xốp 60 Å) để làm giàu chất phân tích từ 1,0 g mẫu mật ong hòa tan trong nước. Dịch chiết sau đó tiếp tục được làm sạch sâu qua cột sắc ký hấp phụ chứa 2 g nhôm oxit (Al2O3) trung tính đã hoạt hóa ở 130°C trong 5 giờ nhằm loại bỏ triệt để đường, lipid, chất màu và axit hữu cơ. Dung dịch cuối cùng được phân tích định tính và định lượng trên hệ thống sắc ký khí HP 5890 tích hợp đầu dò cộng kết điện tử (GC/ECD). Cột mao quản HP-5MS (chiều dài 60 m, đường kính trong 0,25 mm, độ dày pha tĩnh 0,25 µm) được vận hành với khí mang N2 siêu tinh khiết 99,999%, chương trình nhiệt độ cột từ 90°C đến 270°C với tổng thời gian phân tích là 33,8 phút.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã khảo sát và tối ưu hóa thành công các thông số dung môi trong quá trình chiết tách và làm sạch mẫu:

Khảo sát thể tích dung môi rửa giải etyl axetat trên cột chiết pha rắn C18 ở 3 mức: 5 mL, 10 mL và 15 mL. Kết quả sắc ký đồ cho thấy mức 5 mL chưa rửa giải hết hoàn toàn các chất phân tích ra khỏi pha tĩnh. Mức 15 mL rửa giải hết chất nhưng lại kéo theo nhiều tạp chất hữu cơ gây nhiễu đường nền. Thể tích tối ưu được xác định chính xác là 10 mL etyl axetat, đảm bảo thu hồi toàn bộ 19 hợp chất nghiên cứu mà vẫn kiểm soát tốt độ sạch của dịch chiết.

Khảo sát khả năng làm sạch dịch chiết trên cột sắc ký nhôm oxit Al2O3 cho thấy việc sử dụng 80 mL n-hexan mang lại hiệu quả vượt trội. Do đặc tính không phân cực, n-hexan giúp rửa giải chọn lọc các chất clo hữu cơ khỏi chất hấp phụ nhôm oxit với độ thu hồi dao động ổn định từ 69,00% đến 94,36%. Ngược lại, dung môi toluene do tương tác của hệ điện tử pi trong vòng thơm đã dẫn đến hiệu suất thu hồi không ổn định, biến động lớn trong khoảng 40% đến 120%.

Hệ thống đường ngoại chuẩn xây dựng cho 19 hợp chất clo hữu cơ trên dải nồng độ từ 0,00079 ppm đến 0,05233 ppm đạt độ tuyến tính tuyệt vời. Hệ số tương quan R2 của tất cả các phương trình đường chuẩn đều đạt từ 0,9989 đến 1,0000. Cụ thể, các chất như cis-Chlordane, trans-Chlordane, Oxychlordane, o,p’-DDE, p,p’-DDE, cis-Nonachlor đạt R2 bằng 1,0000; alpha-BHC đạt R2 bằng 0,9998; p,p’-DDT đạt R2 bằng 0,9994. Thời gian lưu của các cấu tử được phân tách sắc nét từ 8,428 phút (alpha-BHC) đến 14,874 phút (p,p’-DDT).

Thảo luận kết quả

Thành phần nền mẫu mật ong rất phức tạp với hơn 72% là các loại đường đơn (fructoza và glucoza), kết hợp cùng hàm lượng vi lượng các axit amin, sáp và sắc tố thực vật. Đầu dò ECD cực kỳ nhạy cảm với các nguyên tố có độ âm điện cao nhưng cũng rất dễ bị quá tải và giảm độ nhạy nếu dịch tiêm còn lẫn tạp chất chứa oxy hoặc nitơ. Việc phối hợp hai tầng làm sạch gồm cột SPE C18 để giữ các hợp chất hữu cơ ít phân cực và cột Al2O3 hoạt hóa để loại bỏ triệt để các vết lipid cùng chất màu đã giúp đường nền sắc ký đồ phẳng, các píc phân tích nhọn và tách rời hoàn toàn.

So sánh với phương pháp chiết lỏng - lỏng truyền thống sử dụng từ 50 mL đến 100 mL dung môi etyl axetat, quy trình cải tiến này tiết kiệm hơn 60% lượng dung môi tiêu hao, giảm thiểu độc hại cho kiểm nghiệm viên và hạn chế phát thải ra môi trường. Dữ liệu phân tích thực nghiệm trên các mẫu mật ong thu tại Hưng Yên, Bắc Giang và Lạng Sơn đã phản ánh chân thực hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật tại các địa phương. Một số mẫu xuất hiện vết tồn dư của các đồng phân DDT và BHC, minh chứng rằng nguồn hóa chất cấm này vẫn còn tồn lưu dai dẳng trong đất và thảm thực vật hoặc vẫn bị thẩm lậu sử dụng tại các vùng trồng cây ăn quả.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, Cục Bảo vệ Thực vật và Chi cục Trồng trọt các địa phương cần tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra đột xuất các đại lý kinh doanh thuốc bảo vệ thực vật tại khu vực biên giới và các vùng trồng cây ăn quả trọng điểm. Mục tiêu là kéo giảm tỷ lệ hộ nông dân vi phạm quy định sử dụng thuốc bảo vệ thực vật từ mức trên 25% hiện nay xuống dưới 5% trước năm 2026.

Thứ hai, các cơ quan quản lý an toàn vệ sinh thực phẩm và trung tâm kiểm nghiệm cần chuẩn hóa quy trình phân tích SPE C18 kết hợp Al2O3 và GC/ECD thành Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN). Đặt mục tiêu kiểm soát định kỳ 100% các lô mật ong thương phẩm phục vụ tiêu dùng nội địa và xuất khẩu sang các thị trường khó tính như Liên minh Châu Âu và Hoa Kỳ từ năm 2025.

Thứ ba, các hợp tác xã và hộ nuôi ong chuyên nghiệp cần xây dựng bản đồ số hóa vùng nguồn hoa an toàn. Khuyến nghị duy trì khoảng cách cách ly tối thiểu từ 3 km đến 5 km giữa các điểm đặt thùng ong với các vùng thâm canh cây ăn quả đang trong đợt phun thuốc trừ sâu bệnh trước mùa hoa nở rộ.

Thứ tư, các viện nghiên cứu và trường đại học cần tiếp tục phát triển mở rộng quy trình phân tích đồng thời đa nhóm thuốc bảo vệ thực vật bao gồm lân hữu cơ, carbamat và pyrethroid bằng kỹ thuật GC-MS/MS và LC-MS/MS. Kế hoạch nghiên cứu cần mở rộng sang các sản phẩm phụ của ngành ong như phấn hoa, sáp ong và sữa ong chúa trong giai đoạn 2025-2027.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Học viên cao học, nghiên cứu sinh và giảng viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Hóa học Phân tích và Độc học Môi trường: Luận văn cung cấp tài liệu tham khảo chuyên sâu về kỹ thuật chuẩn bị mẫu nền sinh học phức tạp và phương pháp vận hành, tối ưu hóa sắc ký khí đầu dò ECD.

Kiểm nghiệm viên tại các phòng thí nghiệm phân tích đạt chuẩn ISO/IEC 17025: Nắm bắt chi tiết các bước thực nghiệm, từ thể tích dung môi rửa giải, điều kiện hoạt hóa chất hấp phụ Al2O3 đến phương pháp tính toán giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ).

Doanh nghiệp chế biến, đóng gói và xuất khẩu mật ong: Ứng dụng quy trình kiểm nghiệm nội bộ để kiểm soát chất lượng nguyên liệu đầu vào, phòng tránh nguy cơ bị trả hàng do vi phạm giới hạn dư lượng tối đa (MRL) tại các thị trường quốc tế.

Cán bộ quản lý tại các cơ quan quản lý nhà nước về môi trường và nông nghiệp: Khai thác số liệu tồn dư thực tế để đánh giá rủi ro sinh thái học, xây dựng chính sách quản lý hóa chất bảo vệ thực vật bền vững tại các vùng nông nghiệp trọng điểm.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao mật ong và ong mật lại được xem là chỉ thị sinh học lý tưởng để quan trắc ô nhiễm môi trường?

Ong mật di chuyển liên tục trong bán kính rộng tới 7 km2 xung quanh tổ để lấy mật và phấn hoa. Cơ thể ong tiếp xúc trực tiếp với không khí, thảm thực vật và nguồn nước, đưa mọi hóa chất tồn dư về tích tụ trong mật ong, phản ánh chính xác tình trạng ô nhiễm của khu vực sinh thái.

Phương pháp chiết pha rắn C18 mang lại những ưu điểm gì vượt trội so với phương pháp chiết lỏng - lỏng truyền thống?

Chiết pha rắn C18 giúp làm giàu chất phân tích hiệu quả từ mẫu có nồng độ vết, giảm lượng dung môi độc hại từ 50-100 mL xuống chỉ còn 10 mL etyl axetat, hạn chế tạo nhũ tương khó tách và dễ dàng chuẩn hóa thành quy trình tự động.

Tại sao phải sử dụng thêm cột sắc ký nhôm oxit Al2O3 sau khi đã qua cột chiết C18?

Mật ong chứa hàm lượng đường rất cao (khoảng 72-80%) cùng nhiều hợp chất béo và sắc tố. Cột C18 chỉ giữ chất phân tích sơ bộ, trong khi cột Al2O3 đóng vai trò làm sạch sâu, loại bỏ hoàn toàn các tạp chất gây nhiễu đường nền trên đầu dò GC/ECD.

Vì sao dung môi n-hexan được chọn thay thế cho toluene khi rửa giải trên cột nhôm oxit Al2O3?

Toluene chứa vòng thơm với hệ điện tử pi gây cản trở và làm hiệu suất tách dao động thất thường từ 40% đến 120%. Trong khi đó, n-hexan là dung môi không phân cực, phù hợp hoàn hảo với hóa chất clo hữu cơ, cho độ thu hồi ổn định từ 69,00% đến 94,36%.

Quy trình phân tích xây dựng trong luận văn có thể định lượng được những hợp chất clo hữu cơ cụ thể nào?

Quy trình định lượng đồng thời 19 hợp chất gồm các đồng phân alpha-BHC, beta-BHC, gamma-BHC, delta-BHC, Hexachlorbenzen, Heptachlor, alpha-Chlordene, beta-Chlordene, Oxychlordane, trans-Chlordane, cis-Chlordane, trans-Nonachlor, cis-Nonachlor, o,p’-DDE, p,p’-DDE, o,p’-DDD, p,p’-DDD, o,p’-DDT và p,p’-DDT với hệ số tương quan R2 trên 0,999.

Kết luận

• Xây dựng hoàn thiện quy trình phân tích đồng thời 19 hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ trong mật ong bằng kỹ thuật chiết pha rắn C18 kết hợp sắc ký cột nhôm oxit Al2O3 và hệ thống sắc ký khí GC/ECD.
• Xác định điều kiện tối ưu với 10 mL etyl axetat cho cột C18 và 80 mL n-hexan cho cột Al2O3, đạt hiệu suất thu hồi ấn tượng từ 69,00% đến 94,36%.
• Thiết lập hệ thống đường ngoại chuẩn có độ tin cậy vượt trội với hệ số tương quan R2 đạt trên 0,999 trên dải nồng độ từ 0,00079 ppm đến 0,05233 ppm.
• Phân tích thành công các mẫu mật ong thực tế tại Hưng Yên, Bắc Giang và Lạng Sơn trong vụ hoa xuân 2014, bước đầu cung cấp dữ liệu định lượng phục vụ công tác đánh giá ô nhiễm môi trường nông nghiệp.
• Cung cấp giải pháp khoa học thực tiễn giúp nâng cao năng lực kiểm soát chất lượng nông sản xuất khẩu và thúc đẩy phát triển ngành nuôi ong bền vững.

Các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp quan tâm có thể triển khai áp dụng ngay quy trình phân tích này vào hệ thống kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm để đáp ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm trong nước và quốc tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN 1. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật 1.1 Định nghĩa Hóa chất bảo vệ thực vật hay còn gọi là thuốc bảo vệ thực vật (BVTV): là những chế phẩm có nguồn gốc hoá chất, thực vật, động vật, vi sinh vật và các chế phẩm khác dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật. Bao gồm: các chế phẩm dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật; các chế phẩm điều hoà sinh trưởng thực vật, chất làm rụng hay khô lá; các chế phẩm có tác dụng xua đuổi hoặc thu hút các loài sinh vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt [3]. Phân loại 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 (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, Heptachlor, 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 3 (LUAN.truong TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 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…).

Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ Thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ chủ yếu là dẫn xuất clo của hydrocacbon đa nhân, xicloparafin, tecpen… Đặc tính của thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ rất bền trong môi trường được sử dụng phổ biến trong canh tác nông nghiệp để chống kiến, mối tha hạt. Đặc điểm bền trong môi trường của chúng lúc đầu được coi là ưu điểm vì độc tính có thể giữ được lâu, phun một lần có thể đảm bảo phòng trừ sâu bệnh trong khoảng thời gian dài. Tuy nhiên, cho đến nay thuốc BVTV có chu kỳ bán phân huỷ dài hơn 1 tuần được coi là phải kiểm soát sử dụng một cách nghiêm ngặt. Thị trường thuốc BVTV của Việt Nam rất phức tạp do nạn buôn lậu qua biên giới, chủ yếu là từ Trung Quốc, không kiểm soát được.

Theo những công bố mới nhất, Trung Quốc vẫn tiếp tục sản xuất BHC, DDT để dùng nội địa và thậm chí suất khẩu sang một số nước lân cận như Bangladesh [22]. Họ cho rằng giá sản phẩm rẻ mới đáp ứng được yêu cầu của nông dân nghèo ít tiền mà vẫn cần phải có năng suất. Ngoài mục đích sử dụng trong nông nghiệp, các loại nông hoá còn được sử dụng nhiều trong y tế. Trong đó, thuốc BVTV được dùng để chống muỗi, chống gián, tẩy uế những nơi công cộng như bệnh viện, nhà ga.

Tuy nhiên, do độ bền hóa học của thuốc BVTV nhóm cơ clo cao nên thuốc tồn lưu lâu dài trong đất, cây trồng, nông sản, thực phẩm và làm cho môi trường bị ô nhiễm trong một thời gian lâu dài. Khi thuốc BVTV thâm nhập vào cơ thể qua tiếp xúc hoặc qua chuỗi thức ăn có thể gây ngộ độc hoặc gây ra các bệnh hiểm 4 (LUAN.truong TIEU LUAN MOI download : [e-mail] nghèo như ung thư, quái thai…. Do những nhược điểm trên, ngày nay nhiều thuốc BVTV thuộc nhóm cơ clo đã bị cấm hoặc hạn chế sử dụng ở nhiều nước. 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.

Hợp chất nhóm DDT DDT được điều chế từ phản ứng trùng ngưng giữa chlorobenzene với trichloroacetaldehyde và sản phẩm DDT công nghiệp thường có 30% đồng phân o,p- cũng có tính diệt côn trùng nhưng sản phẩm chính là p,p’-DDT. Do vậy, khi đề cập đến DDT người ta thường quan tâm đến p,p’-DDT. Các thành phần khác trong DDT kỹ thuật gồm o,p’-DDT; p,p’-DDD; o,p’-DDD; p,p’-DDE và o,p’-DDE [8]. DDT bị khử clo trong điều kiện yếm khí tạo thành DDD (hình 1.1), đây cũng là một chất diệt côn trùng.

DDT bị khử clo và hydro trong điều kiện hiếu khí lại chuyển thành DDE (hình 1. Độ bền DDE > 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]. Sự chuyển hóa của DDT thành DDE và DDD Tính chất hóa lý của nhóm thuốc DDT, DDD và DDE được nêu trong bảng 1.truong TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.

Tính chất của DDT và các chất chuyển hóa của nó TT Công thức cấu tạo Tên gọi Thông số cơ bản 1,1,1-trichloro-2,2-bis CTPT: C14H9Cl5 (p- M= 354.49 đvC chlorophenyl)ethane Tnc= 1090C 1 Hoặc 4,4’-DDT Ts= 2600C (phân hủy) Tỷ trọng: 0.49 đvC 2 chlorophenyl)ethane Tnc= 74.20C Hoặc 2,4’-DDT Tỷ trọng: 0.99 g/cm3 1,1-dichloro-2,2-bis CTPT: C14H8Cl4 (p- M= 318.03 đvC 3 chlorophenyl)ethylene Tnc= 890C Hoặc 4,4’-DDE Ts= 3360C 1,1-dichloro-2-(o- CTPT: C14H8Cl4 chlorophenyl)-2-(p- M= 318.03 đvC 4 chlorophenyl)ethylene Hoặc 2,4’-DDE 1,1-dichloro-2,2-bis CTPT: C14H10Cl4 (p- M= 320.05 đvC chlorophenyl)ethane Tnc= 109-1100C 5 Hoặc 4,4’-DDD Ts= 3500C Tỷ trọng: 1.truong TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 1,1-dicloro-2,2-bis(p- CTPT: C14H9Cl5 chlorophenyl)ethane M= 354.49 đvC 6 Hoặc 2,4’-DDD Tnc= 76-780C 1. Hợp chất nhóm BHC BHC gồm tám đồng phân nhưng chỉ có α-BHC, β-BHC, γ-BHC, δ-BHC là quan trọng về mặt thương mại và được quan tâm nhiều. Đây là những đồng phân có sự sắp xếp không gian của các nguyên tử chlor trong phân tử BHC đối xứng qua vòng cyclohexane. Thuốc BVTV Lindan được sản xuất có chứa trên 98% γ-BHC, còn lại là α-BHC [15].

BHC kỹ thuật được sử dụng trong nông nghiệp là hỗn hợp của nhiều đồng phân gồm 60 – 70% α-BHC, 5 – 12% β-BHC, 10 – 15% γ-BHC và 3 – 4% δ-BHC [15]. Trong tự nhiên, β-BHC là đồng phân bền nhất: β-BHC > δ- BHC > α-BHC > γ-BHC. Trong số các đồng phân của BHC chỉ có đồng phân γ- BHC là có tính diệt côn trùng và nó được biết đến ở Việt Nam từ những năm 60 của thế kỷ trước như một thần dược với tên gọi 666 dùng để chống muỗi, 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.

Tính chất của BHC và các đồng phân của BHC STT Công thức cấu tạo Tên gọi Thông số cơ bản CTPT: C6H6Cl6 M= 209.83 đvC α-BHC Tnc= 159 – 1600C 1 hoặc α- Ts= 2880C (ở 760mmHg) benzenhexachloride Tỷ trọng: 1.truong TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CTPT: C6H6Cl6 β-BHC M= 209.83 đvC hoặc β- Tnc= 314 – 3150C 2 benzenhexachloride Ts= 600C (ở 0.5mmHg) Tỷ trọng: 1.89 ở 190C g/cm3 CTPT: C6H6Cl6 M= 209.83 đvC γ-BHC Tnc= 112.89 ở 190C g/cm3 CTPT: C6H6Cl6 δ-BHC M= 209.83 đvC 4 hoặc δ- Tnc= 141 – 1420C 0 benzenhexachloride Ts= 60 C (ở 0. Hợp chất nhóm Chlordane Chlordane kỹ thuật được tạo thành 60% octachloro-4,7- methanotetrahydroindane (cis và đồng phân trans) và 40% hợp chất khác. Chlordane là hỗn hợp của những đồng phân của chlordane, những hydrocarbon được clo hóa và nhiều thành phần khác. Ví dụ, hỗn hợp gồm 94,8% chlordane (cis [hoặc alpha]-Chlordane, 71,7%; trans [hoặc gamma]-Chlordane, 23,1%) với heptachlor, 0,3%; trans-Nonachlor, 1,1%; cis-Nonachlor, 0,6%; các đồng phân của chlordane, 0,25%; 3% hợp chất khác, và hexachlorocyclopentadiene, 0,25%.

Dearth và Hites (1991) [13] đã nhận dạng được với 147 hợp chất khác trong chlordane kỹ thuật và phần trăm tổng cộng của 12 hợp chất phổ biến nhất là: cis- Chlordane, 15%; trans-Chlordane, 15%; trans-Nonachlor, 9,7%; octachlordane, 8 (LUAN.truong TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 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 135 hợp chất khác. 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. Một số tính chất vật lý của các nhóm thuốc BVTV tiêu biểu thuộc họ clo hữu cơ STT Tên hợp Mục đích sử dụng Trạng thái Độ hoà tan Áp suất chất vật lý ở trong nước hơi bão điều kiện ở điều kiện hoà, thường thường, mPa mg/l 1 Chlordane Diệt côn trùng, Dạng lỏng, 0,100 61 (25 o chống dán, mối sánh C) 2 DDT Diệt côn trùng, Tinh thể Hầu như 0,025 chống muỗi không tan (20oC) 3 HCB Có trong thành Tinh thể Hầu như 1,45 phần BHC không tan (20oC) 4 γ-BHC Diệt côn trùng Tinh thể 7,00 5,6 (20oC) 1. Giới thiệu chung về ong mật và sản phẩm mật ong Ong mật là một loại động vật được yêu chuộng nhất trên thế giới. Trên thế giới có hơn 80.000 loại côn trùng, chỉ riêng có ong mật mới là loại có thể cung cấp 9 (LUAN.truong TIEU LUAN MOI download : [e-mail] thức ăn cho con người, nên con người luôn luôn đi tìm tòi và nghiên cứu về loại động vật nhỏ bé này.

Chân của ong mật có một bộ bàn chải rất thích hợp cho việc lấy phấn hoa, chân nó như một bàn chải, như một cái lược, cái bừa, cái làn để đựng phấn. Số hạt phấn hoa có thể mang trên mình ong tới 5 triệu hạt, vượt xa các loại côn trùng khác.