Luận văn: Xác định dư lượng clo trong gạo bằng GC-MS/MS - Phương pháp QuEChERS

Phân tích dư lượng clo trong gạo bằng GC-MS/MS: Nghiên cứu phương pháp xác định clo dư trong gạo, đảm bảo an toàn thực phẩm và sức khỏe người tiêu dùng.

• Tác giả: Hoàng Thị Thu Quỳnh
• Người hướng dẫn: TS. Đào Hải Yến
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hóa học
• Đề tài: Xác định dư lượng hoá chất bảo vệ thực vật cơ clo trong gạo bằng phương pháp QuEChERS kết hợp với sắc ký khí khối phổ hai lần (GC-MS/MS)
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Hướng dẫn phân tích dư lượng clo trong gạo an toàn thực phẩm

Gạo là nông sản xuất khẩu chủ lực, đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam. Tuy nhiên, các rào cản thương mại, đặc biệt là quy định nghiêm ngặt về an toàn thực phẩm, đang tạo ra nhiều thách thức. Việc kiểm soát dư lượng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong gạo là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng và nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế. Các hợp chất clo hữu cơ, dù nhiều loại đã bị cấm, vẫn có khả năng tồn dư lâu dài trong môi trường đất và nước, từ đó xâm nhập vào cây lúa. Do đó, việc xây dựng một quy trình phân tích chính xác và nhạy là vô cùng cấp thiết. Phương pháp sắc ký khí khối phổ hai lần (GC-MS/MS) nổi lên như một công cụ hiệu quả để xác định và định lượng thuốc trừ sâu gốc clo ở nồng độ rất thấp. Nghiên cứu của Hoàng Thị Thu Quỳnh (2021) đã tập trung xây dựng quy trình tối ưu sử dụng kỹ thuật này kết hợp với phương pháp chiết QuEChERS để xử lý mẫu. Mục tiêu của phương pháp là đạt được độ nhạy cao, độ chính xác tin cậy và đáp ứng các tiêu chuẩn dư lượng clo trong nông sản của những thị trường khó tính như Châu Âu, Mỹ, Nhật Bản. Bài viết này sẽ đi sâu phân tích quy trình, từ khâu xử lý mẫu đến các bước thẩm định phương pháp, nhằm cung cấp một cái nhìn toàn diện về giải pháp kiểm nghiệm an toàn thực phẩm cho ngành lúa gạo Việt Nam, giúp giảm thiểu rủi ro hàng hóa bị trả về và củng cố vị thế trên trường quốc tế.

1.1. Tầm quan trọng của việc kiểm soát chất lượng gạo xuất khẩu

Việt Nam là một trong những quốc gia xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới. Tuy nhiên, những năm gần đây, nhiều lô hàng đã bị trả về do chứa dư lượng hóa chất BVTV vượt ngưỡng cho phép. Theo Cục quản lý Dược phẩm và Thực phẩm Mỹ (FDA), lượng gạo bị trả về đã tăng đáng kể, gây thiệt hại kinh tế và ảnh hưởng đến uy tín thương hiệu gạo Việt. Việc kiểm soát chất lượng gạo xuất khẩu không chỉ là yêu cầu từ các nước nhập khẩu mà còn là trách nhiệm đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng. Một quy trình phân tích hiệu quả giúp các doanh nghiệp chủ động kiểm tra sản phẩm trước khi xuất khẩu, tuân thủ các MRL (Maximum Residue Level) và các TCVN phân tích dư lượng thuốc BVTV.

1.2. Hóa chất BVTV gốc clo và những rủi ro tiềm ẩn trong nông sản

Hóa chất bảo vệ thực vật cơ clo (OCPs) là nhóm các hợp chất như DDT, Lindane, Endosulfan. Chúng thuộc nhóm chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs), có khả năng tồn lưu rất lâu trong môi trường. Mặc dù đã bị cấm sử dụng, tàn dư của chúng trong đất, nước vẫn có thể được cây trồng hấp thụ và tích lũy. Các hợp chất clo hữu cơ này có độc tính cao, có thể gây rối loạn nội tiết, tổn thương hệ thần kinh và tiềm ẩn nguy cơ ung thư. Sự hiện diện của chúng trong gạo, dù ở hàm lượng rất nhỏ, cũng là một mối đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng và là rào cản lớn trong thương mại nông sản toàn cầu.

II. Thách thức kiểm soát dư lượng thuốc BVTV gốc clo trong gạo

Việc phân tích và kiểm soát dư lượng thuốc trừ sâu gốc clo trong nền mẫu phức tạp như gạo đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật. Gạo chứa hàm lượng lớn tinh bột, cùng với lipid, protein và các hợp chất khác có thể gây nhiễu nền nghiêm trọng trong quá trình phân tích. Những thành phần này có thể che khuất tín hiệu của chất phân tích hoặc làm giảm hiệu suất của cột sắc ký, dẫn đến kết quả không chính xác. Hơn nữa, các OCPs thường tồn tại ở nồng độ rất thấp (vết, ppb hoặc thấp hơn), đòi hỏi phương pháp phân tích phải có độ nhạy cực cao và giới hạn phát hiện (LOD) thấp. Một thách thức khác là sự đa dạng của các hợp chất OCPs, mỗi chất có tính chất hóa lý riêng, yêu cầu một quy trình chiết tách và làm sạch có thể áp dụng đồng thời cho nhiều chất mà vẫn đảm bảo độ thu hồi cao. Việc lựa chọn dung môi chiết, chất hấp phụ để làm sạch, và điều kiện vận hành thiết bị sắc ký khí ghép khối phổ hai lần đều phải được tối ưu hóa một cách cẩn thận. Theo nghiên cứu của Hoàng Thị Thu Quỳnh, việc kết hợp giữa chiết xuất và các bước làm sạch hiệu quả là chìa khóa để vượt qua các thách thức này, nhằm đảm bảo quy trình phân tích GC-MS/MS mang lại kết quả đáng tin cậy.

2.1. Vấn đề nhiễu nền mẫu trong phân tích sắc ký khí khối phổ

Nền mẫu gạo rất phức tạp, chứa nhiều thành phần như tinh bột, axit béo, lipid. Khi chiết xuất, các hợp chất này có thể được chiết đồng thời với chất phân tích (OCPs). Trong quá trình phân tích bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ, các chất gây nhiễu này có thể làm tăng cường hoặc triệt tiêu tín hiệu của OCPs, một hiện tượng gọi là "hiệu ứng nền mẫu" (Matrix Effect). Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của phép định lượng. Việc loại bỏ hiệu quả các thành phần gây nhiễu là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo độ tin cậy của kết quả.

2.2. Yêu cầu về giới hạn định lượng LOQ theo tiêu chuẩn quốc tế

Các thị trường lớn như EU, Nhật Bản, Mỹ đặt ra giới hạn dư lượng tối đa (MRL) rất thấp đối với nhiều OCPs trong gạo, một số chỉ ở mức 0.01 mg/kg (10 µg/kg). Do đó, phương pháp phân tích phải có giới hạn định lượng (LOQ) thấp hơn hoặc bằng MRL. Điều này đòi hỏi thiết bị phân tích phải có độ nhạy cao và quy trình xử lý mẫu phải có khả năng làm giàu chất phân tích hiệu quả. Việc đạt được LOQ mong muốn là một trong những mục tiêu quan trọng nhất khi xây dựng và thẩm định phương pháp kiểm nghiệm an toan thực phẩm.

III. Bí quyết xử lý mẫu gạo hiệu quả bằng phương pháp QuEChERS

Để giải quyết vấn đề nhiễu nền và nâng cao hiệu suất phân tích, phương pháp chiết QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, and Safe) được xem là lựa chọn tối ưu. Đây là phương pháp xử lý mẫu hiện đại, được công nhận rộng rãi trong lĩnh vực phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong gạo. Nguyên tắc của QuEChERS là chiết các chất phân tích từ mẫu bằng dung môi acetonitrile (ACN), sau đó tách pha nước và ACN bằng cách thêm muối (thường là MgSO4 và NaCl). Bước tiếp theo là làm sạch dịch chiết bằng kỹ thuật chiết pha rắn phân tán (d-SPE), sử dụng các chất hấp phụ để loại bỏ các thành phần không mong muốn. Trong nghiên cứu được đề cập, quy trình được cải tiến bằng cách kết hợp QuEChERS với cột chiết pha rắn (SPE) thay vì d-SPE để tăng cường hiệu quả làm sạch. Việc xử lý mẫu gạo phân tích theo quy trình này giúp giảm thiểu đáng kể hiệu ứng nền, cải thiện độ thu hồi của các OCPs và kéo dài tuổi thọ của hệ thống sắc ký. Các yếu tố như loại dung môi, lượng muối, loại và khối lượng chất hấp phụ (PSA, C18) đều được khảo sát kỹ lưỡng để xây dựng một quy trình chuẩn, đảm bảo kết quả phân tích có độ lặp lại và độ chính xác cao.

3.1. Quy trình chiết xuất bằng dung môi Acetonitrile và muối đệm

Quy trình bắt đầu bằng việc cân mẫu gạo, thêm nước để làm ẩm và sau đó là dung môi acetonitrile (ACN) có chứa 1% axit axetic để tăng hiệu quả chiết. Hỗn hợp được lắc mạnh để đảm bảo các OCPs được hòa tan hoàn toàn vào pha ACN. Tiếp theo, hỗn hợp muối EN 15662 (chứa MgSO4, NaCl và các muối citrat) được thêm vào để tách lớp ACN ra khỏi pha nước. MgSO4 khan giúp loại bỏ nước, trong khi NaCl và muối đệm giúp ổn định pH và thúc đẩy quá trình tách pha. Sau khi ly tâm, lớp dung môi ACN phía trên chứa các OCPs sẽ được thu lại để tiến hành bước làm sạch.

3.2. Tối ưu hóa bước làm sạch dịch chiết bằng chất hấp phụ SPE

Để loại bỏ các tạp chất như axit béo, lipid và đường, dịch chiết ACN được cho qua cột SPE. Trong nghiên cứu này, sự kết hợp của hai chất hấp phụ PSA (Primary Secondary Amine) và C18 được sử dụng. PSA là một chất trao đổi anion yếu, có tác dụng loại bỏ hiệu quả các axit béo và carbohydrate. C18 là pha đảo, giúp giữ lại các hợp chất không phân cực như lipid và sáp. Việc kết hợp này giúp làm sạch dịch chiết một cách triệt để mà không làm mất mát đáng kể các OCPs, từ đó giảm hiệu ứng nền và tăng độ nhạy cho phép phân tích hợp chất clo hữu cơ.

IV. Phương pháp sắc ký khí khối phổ hai lần GC MS MS ưu việt

Sau khi xử lý mẫu, dịch chiết cuối cùng được phân tích bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ hai lần (GC-MS/MS). Đây là kỹ thuật phân tích tiên tiến, kết hợp khả năng phân tách vượt trội của sắc ký khí (GC) với độ nhạy và độ chọn lọc cực cao của khối phổ hai lần (MS/MS). Trong hệ thống này, các hợp chất được tách ra khỏi nhau dựa trên nhiệt độ sôi và ái lực với pha tĩnh trong cột sắc ký (GC). Sau khi ra khỏi cột, chúng được ion hóa và đưa vào bộ phân tích khối phổ. Điểm ưu việt của MS/MS (hay còn gọi là sắc ký khí ghép khối phổ hai lần) là sử dụng hai bộ phân tích khối tứ cực. Bộ thứ nhất chọn một ion mẹ đặc trưng của chất phân tích, sau đó ion này bị phá vỡ thành các ion con. Bộ thứ hai sẽ chọn lọc và ghi nhận một hoặc nhiều ion con đặc trưng. Quá trình chọn lọc kép này giúp loại bỏ gần như hoàn toàn tín hiệu nhiễu từ nền mẫu, cho phép định lượng thuốc trừ sâu gốc clo một cách chính xác ngay cả ở nồng độ cực thấp. Việc tối ưu hóa các điều kiện như chương trình nhiệt độ lò cột, năng lượng phân mảnh và lựa chọn các cặp ion mẹ-ion con là cực kỳ quan trọng để xây dựng một quy trình phân tích GC-MS/MS mạnh mẽ và đáng tin cậy.

4.1. Cơ chế hoạt động và ưu điểm của hệ thống GC MS MS

Hệ thống GC-MS/MS hoạt động dựa trên nguyên tắc phân tách các hợp chất trong cột GC và sau đó xác định chúng bằng detector khối phổ ba tứ cực. Ưu điểm chính của kỹ thuật này là độ chọn lọc rất cao. Bằng cách theo dõi một cặp chuyển đổi ion (SRM - Selected Reaction Monitoring) đặc trưng cho từng chất, phương pháp có thể phân biệt rõ ràng tín hiệu của chất phân tích với tín hiệu nhiễu từ nền mẫu. Điều này giúp cải thiện đáng kể tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N), cho phép đạt được giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) rất thấp.

4.2. Tối ưu hóa thông số phân tích để định tính và định lượng OCPs

Để đạt hiệu quả phân tích cao nhất, các thông số của hệ thống GC-MS/MS cần được tối ưu hóa. Điều này bao gồm: chương trình nhiệt độ lò cột để tách tốt các OCPs, nhiệt độ cổng bơm mẫu, tốc độ khí mang. Về phía MS/MS, việc tối ưu hóa năng lượng va chạm (Collision Energy) để tạo ra các ion con đặc trưng với cường độ cao nhất là rất quan trọng. Mỗi OCPs sẽ được định danh dựa trên thời gian lưu sắc ký và tỷ lệ cường độ giữa hai cặp ion chuyển đổi (một cặp để định lượng và một cặp để định tính), đảm bảo kết quả không chỉ nhạy mà còn cực kỳ chính xác.

V. Kết quả định lượng dư lượng clo trong gạo bằng GC MS MS

Quy trình phân tích sau khi được xây dựng đã trải qua quá trình thẩm định nghiêm ngặt để đánh giá độ tin cậy và hiệu quả. Các thông số thẩm định quan trọng như độ tuyến tính của đường chuẩn, giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), độ thu hồi và độ lặp lại đều được đánh giá dựa trên hướng dẫn của SANTE/12682/2019, một tiêu chuẩn uy tín của Châu Âu về phân tích dư lượng thuốc BVTV. Kết quả thẩm định cho thấy phương pháp có độ nhạy cao, với giá trị LOQ đạt mức 10 µg/kg đối với hầu hết các chất, thấp hơn các MRL do quốc tế quy định. Độ thu hồi của phương pháp nằm trong khoảng chấp nhận được (70-120%), và độ lặp lại (RSD) nhỏ hơn 20%, chứng tỏ phương pháp có độ đúng và độ chính xác cao. Khi áp dụng quy trình để phân tích hợp chất clo hữu cơ trên các mẫu gạo thực tế thu thập tại Lào Cai, kết quả cho thấy sự hiện diện của một số OCPs nhưng ở nồng độ thấp, dưới ngưỡng cho phép. Những kết quả này khẳng định tính ứng dụng thực tiễn của phương pháp trong công tác kiểm nghiệm an toàn thực phẩm và kiểm soát chất lượng gạo xuất khẩu.

5.1. Thẩm định phương pháp Độ thu hồi và độ lặp lại theo SANTE

Độ thu hồi (Recovery) và độ lặp lại (Precision, thể hiện qua độ lệch chuẩn tương đối RSD) là hai chỉ số quan trọng nhất để đánh giá hiệu quả của một phương pháp phân tích. Theo tiêu chuẩn SANTE/12682/2019, độ thu hồi phải nằm trong khoảng 70-120% và RSD ≤ 20%. Kết quả thẩm định trong nghiên cứu của Hoàng Thị Thu Quỳnh cho thấy quy trình đã xây dựng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này ở cả hai mức nồng độ khảo sát (LOQ và 5xLOQ), khẳng định quy trình đáng tin cậy để áp dụng trong thực tế.

5.2. Xây dựng đường chuẩn và xác định giới hạn phát hiện LOD

Đường chuẩn được xây dựng trên cả nền dung môi và nền dịch chiết mẫu trắng để đánh giá ảnh hưởng của hiệu ứng nền mẫu. Kết quả cho thấy hiệu ứng nền không đáng kể (ME ≤ 20%), chứng tỏ bước làm sạch mẫu rất hiệu quả. Dựa trên độ nhạy của thiết bị và đường chuẩn, giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) đã được xác định. Các giá trị này đều đủ thấp để đáp ứng các yêu cầu quy định về MRL trong gạo, đảm bảo phương pháp có thể phát hiện dư lượng OCPs ở mức nồng độ rất nhỏ, phù hợp với các TCVN phân tích dư lượng thuốc BVTV và tiêu chuẩn quốc tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Là một nước có thế mạnh về nông nghiệp, sản xuất và xuất khẩu gạo đã trở thành ngành chủ lực của Việt Nam và đây cũng chính là lĩnh vực mang lại nhiều ngoại tệ cho đất nước. Tuy nhiên trong những năm gần đây việc xuất khẩu gạo gặp nhiều khó khăn do các rào cản thương mại đặc biệt là các quy định chặt chẽ về chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm. Một số thị trường truyền thống của Việt Nam như Nhật Bản, Nga, Mỹ.áp dụng chính sách nghiêm ngặt hơn với vấn đề kiểm soát an toàn thực phẩm, đặc biệt là tiêu chuẩn về dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật. Theo cục quản lý dược phẩm và thực phẩm Mỹ FDA, lượng gạo bị trả về của Việt Nam năm 2013 là 4.100 tấn, nhưng đến tháng 8/2016 đã lên tới 10.

Trong đó, nguyên nhân chủ yếu bị trả về là do gạo của nước ta chứa dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật vượt quá ngưỡng cho phép. Dó đó, việc đánh giá hàm lượng của hóa chất bảo vệ thực vật có trong gạo tại Việt Nam giúp giảm thiểu hiện tượng gạo xuất khẩu bị trả về cũng như giảm được chi phí và tăng khả năng xuất khẩu. Hóa chất bảo vệ thực vật cơ clo (OCPs) thuộc nhóm hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) tổng hợp, các hợp chất điển hình của nhóm này là DDT, Lindane, Endosulfan. Hầu hết các loại hóa chất BVTV thuộc nhóm này đã bị cấm sử dụng vì chúng là các chất ô nhiễm khó phân hủy (POPs), tồn lưu lâu trong môi trường.

Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm khó phân hủy cũng quy định về việc giảm thiểu và loại bỏ các loại hóa chất bảo vệ thực vật, đa phần thuộc nhóm cơ clo này. Nghiên cứu về dư lượng của hóa chất bảo vệ thực vật cơ clo trong môi trường đã được quan tâm trong nhiều năm trở lại đây. Các nghiên cứu của Hùng Minh và nnk, 2007; Trần Thị Vân Thi và nnk, 2007; S.H Hong, 2008; Từ Bình Minh và nnk, 2008; Trần Triết và nnk, 2014 đều cho thấy sự có mặt của các chất này với nồng độ khá cao trong hầu hết các thành phần môi trường cũng như cũng đã có bằng chứng về sự tích lũy trong sinh vật và con người [1]. Trong nhiều nghiên cứu cũng đã phát hiện được tồn dư của các 1 chất này có trong gạo [2] [3].

Do đó, các hợp chất này vẫn là thước đo về tính an toàn của gạo khi được xuất khẩu ra thị trường nước ngoài. Xuất phát từ thực tế trên, tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu xác định dư lượng hoá chất bảo vệ thực vật cơ clo trong gạo bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ hai lần (GC-MS/MS) với các mục tiêu cụ thể như sau: 1. Xây dựng quy trình phân tích xác định dư lượng của 19 hóa chất bảo vệ thực vật cơ clo trong gạo, bao gồm:  Khảo sát các điều kiện xử lý mẫu chiết xuất QuEChERs và làm sạch chiết pha rắn (SPE), điều kiện chạy máy GC-MS/MS  Thẩm định phương pháp đã xây dựng theo SANTE/12682/2019. Các thông số thẩm định bao gồm: Hiệu ứng nền mẫu, Giới hạn phát hiện, Độ thu hồi và Độ lặp lại.

Áp dụng quy tình phân tích để xác định dư lượng HCBVTV cơ clo trên một số mẫu gạo. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về hoá chất bảo vệ thực vật cơ clo (OCPs) 1. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật cơ clo Hóa chất BVTV là những loại hóa chất bảo vệ cây trồng hoặc những sản phẩm bảo vệ mùa màng, là những chất được tạo ra để chống lại và tiêu diệt loài gây hại hoặc các vật mang mầm bệnh.

Chúng cũng gồm các chất để chống lại các loại sống cạnh tranh với cây trồng cũng như nấm bệnh cây. Ngoài ra, các loại hoá chất kích thích sinh trưởng, giúp cây trồng đạt năng suất cao cũng là một dạng của hóa chất BVTV. Hóa chất BVTV là những hóa chất độc, có khả năng phá hủy tế bào, tác động đến cơ chế sinh trưởng, phát triển của sâu bệnh, cỏ dại và cả cây trồng, vì thế khi các hợp chất này đi vào môi trường, chúng cũng có những tác động nguy hiểm đến môi trường, đến những đối tượng tiếp xúc trực tiếp hay gián tiếp (REF). Và đây cũng là lý do mà hoá chất BVTV nằm trong số những hóa chất đầu tiên được kiểm tra triệt để về bản chất, về tác dụng cũng như tác hại [1].

Hóa chất bảo vệ thực vật cơ clo (OCPs) là các dẫn xuất clo của một số hợp chất hữu cơ như diphenyletan, xyclodien, benzen, n-hexan. Đây là những hợp chất có tác dụng diệt trừ sâu bệnh rất tốt. Về mặt cấu tạo, HCBVTV nhóm clor hữu cơ được xếp vào 4 nhóm nhỏ [4]: - Nhóm diphenyl aliphatic: DDT, dicofon, methoxychlor… - Nhóm hợp chất benzen: lindan, hexaclorocyclon-hexan (HCH), pentaclorophenol… - Nhóm hợp chất cyclodien: endrin, dieldrin, heptachlor, aldrin, endosulfan sulfat… - Nhóm hợp chất polycloroterpen: toxaphen, polyclorocamphen… Hóa chất BVTV nhóm cơ clo thường có độ độc ở mức độ I hoặc II. Trước đây, DDT được xem như là một trong số các hoá chất trừ sâu quan trọng nhất dùng trong nông nghiệp để diệt sâu bông, đậu, lúa.

Ngoài ra, hợp chất còn có tác dụng diệt bọ gậy, muỗi. HCH đã được sử dụng để chống lại châu chấu, sâu bọ, côn trùng, sâu ăn lá và các loại sâu bọ khác trong đất. HCH 3 cũng được sử dụng để bảo vệ hạt giống, trị bệnh cho gia cầm, vật nuôi, bảo vệ đồ gỗ, và còn được dùng để chống loài gặm nhấm. Hầu hết các loại hóa chất BVTV thuộc nhóm này đã bị cấm sử dụng vì chúng là các chất hữu cơ khó phân huỷ, tồn lưu lâu trong môi trường hay còn gọi là các chất POP.

Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy cũng quy định về việc giảm thiểu và loại bỏ các loại hóa chất bảo vệ thực vật, đa phần thuộc nhóm clo hữu cơ này [1]. Dựa vào điều kiện của phòng thí nghiệm, đề tài sẽ khảo sát 19 OCPs Thông tin của các chất này được trình bày trong Bảng 1.1 dưới đây: Bảng 1.1: Thông tin của các OCPs phân tích Khối lượng MRL Áp suất hơi STT Chất phân tích phân Châu Cấu trúc hóa học LgKow (mmHg) Âu tử (mg/kg) (g/mol) Alpha-HCH 1 4,510-5 3,8 (C6H6Cl6) (ở 25oC) 0,01 290,8 Beta-HCH 2 3,610-7 0,01 3,8 (C6H6Cl6) (ở 25oC) 4 Khối lượng MRL Áp suất hơi STT Chất phân tích phân Châu Cấu trúc hóa học LgKow (mmHg) Âu tử (mg/kg) (g/mol) Gamma-HCH 3 (Lindane) 4,210-5 3,7 0,01 (ở 25oC) (C6H6Cl6) Delta-HCH 4 (C6H6Cl6) 3,510-5 3,5 - (ở 25oC) 5 Heptachlor 373,3 310-4 6,1 - (ở 25oC) Aldrin 7,510-5 0,02 6 364,9 (Aldrin + 6,5 (C12H8Cl6) (ở 20oC) Dieldrin) Chlordane cis 7 409,8 2,0510-5 2,78 0,02 (C10H6Cl8) (ở 20oC) 5 Khối lượng MRL Áp suất hơi STT Chất phân tích phân Châu Cấu trúc hóa học LgKow (mmHg) Âu tử (mg/kg) (g/mol) α-Endosulfan 8 406,9 6,810-7 4,75 0,05 (C9H6Cl6O3S) (ở 20oC) Chlordane trans 9 409,8 2,110-5 2,78 0,02 (C10H6Cl8) (ở 20oC) 0,05 pp' DDE (pp'-DDD 10 318,0 610-6 + pp'-DDE 6,51 (C14H8Cl4) (ở 20oC) + pp'-DDT + op'- DDT) Dieldrin 11 380,9 - - 5,4 (C12H8Cl6O) Endrin 12 380,9 210-7 3,2 0,01 (C12H8Cl6O) (ở 25oC) 6 Khối lượng MRL Áp suất hơi STT Chất phân tích phân Châu Cấu trúc hóa học LgKow (mmHg) Âu tử (mg/kg) (g/mol) β-Endosulfane 13 (C9H6Cl6O3S) 406,9 6,810-7 3,83 0,05 (ở 20oC) pp' DDD 1,3510-6 14 320,0 (ở 20oC) - 6,02 (C14H10Cl4) Endrin 15 Aldehyde 380,9 4,8 2,010-7 - (C12H8Cl6O) Endosulfane 16 Sulfate 422,9 3,66 2,8. Độc tính của hóa chất bảo vệ thực vật Độc tính của Hóa chất BVTV cơ clo nói riêng và các hợp chất POP nói chung xâm nhập vào môi trường qua nhiều nguồn như sử dụng trong nông nghiệp, chất thải từ các nhà máy sản xuất chất BVTV, ô nhiễm do lượng chất dư thừa trong các dụng cụ sử dụng được tráng rửa được thải trực tiếp vào môi trường sau khi sử dụng [5]. Sau khi xâm nhập các hợp chất này có thể phân tán vào trong tất cả các hợp phần của môi trường, bao gồm: đất, nước, không khí và trầm tích [5].

Bất kì một hóa chất nào cũng sẽ di chuyển giữa các thành phần của môi trường (không khí, đất, trầm tích, nước và hệ sinh vật). Các hóa chất được di chuyển từ thành phần này của môi trường đến thành phần kia và ngược lại. Việc di chuyển này phụ thuộc vào các đặc tính vật lí của các hợp chất. Nếu các hợp chất có độ ưa nước cao khi bị phân tán vào đất hoặc trầm tích chúng sẽ được giữ lại cho đến khi tiếp xúc với nước thì lại dễ dàng hòa tan và di chuyển vào trong môi trường nước.

Ngược lại, nếu các hóa chất có khả năng kết hợp với đất cao (các hợp chất có độ kị nước cao) thì khi bị phân tán vào trong nước sẽ dễ dàng và nhanh chóng bám vào trầm tích. Đối với các hóa chất dễ bay hơi sẽ dễ dàng phân tán vào không khí và di chuyển đến các vùng khác. Nhiều hợp chất có khả năng tích lũy trong thực vật và động vật, hấp thụ vào các sinh vật bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua chuỗi thức ăn [5]. 8 Độc tính của hóa chất phụ thuộc vào đối tượng và phương thức gây độc, có thể chia ra thành hai dạng độc cấp tính và độc mãn tính.

Để có thể đánh giá độc tính được chính xác, cần thiết phải có đầy đủ các thông tin liên quan như: thông tin về địa điểm ô nhiễm, các vấn đề về nhận dạng đối tượng ô nhiễm, đánh giá phơi nhiễm và các ngưỡng gây độc của các chất ô nhiễm tương ứng Độc tính của một số hóa chất BVTV cơ clo phổ biến được trình bày trong Bảng 1.2: Độc tính của một số hóa chất BVTV cơ Clo phổ biến [5, 6, 7, 8] Chất Độc tính - Khi con người tiếp xúc với HCH kỹ thuật (trong thành phần có chứa alpha-HCH) sẽ gây ra các triệu chứng như rối loạn thần Alpha- kinh, tiêu hóa, bị dị ứng mặt và chân tay, đau đầu và chóng mặt, HCH khó chịu, nôn mửa, mất ngủ, trí nhớ suy giảm. Viện Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) đã phân loại alpha-HCH thuộc nhóm 2B, có thể gây ung thư cho con người. [5] - Lindan rất độc hại đối với sinh vật dưới nước và khá độc hại với các loài chim và động vật có vú sau phơi nhiễm cấp tính. - Ở người, hậu quả cấp tính từ tiếp xúc lindan ở nồng độ cao có thể nằm trong khoảng từ kích ứng da nhẹ đến chóng mặt, nhức đầu, tiêu chảy, buồn nôn, ói mửa và thậm chí co giật và tử vong.