Nghiên Cứu Quy Trình Phân Tích Hóa Chất Diệt Nấm Trên Thiết Bị LC-MS Tại Khu Dân Cư Hà Nội

Luận văn thạc sĩ trình bày quy trình phân tích hóa chất diệt nấm bằng LC-MS, ứng dụng trong phân tích mẫu bụi không khí tại Hà Nội.

• Tác giả: Nguyễn Hồng Nhung
• Người hướng dẫn: TS. Dương Thị Hạnh
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
• Đề tài: Xây Dựng Quy Trình Phân Tích Một Số Hóa Chất Diệt Nấm Trên Thiết Bị Sắc Ký Lỏng Khối Phổ (LC-MS), Ứng Dụng Phân Tích Mẫu Bụi Không Khí Khu Dân Cư Hà Nội
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu về các hóa chất diệt nấm
• 1.2. Một số hóa hoạt chất diệt nấm thường dùng
• 1.2.1. Carbendazim
• 1.2.2. Hexaconazole
• 1.2.3. Difenoconazole
• 1.2.4. Azoxystrobin
• 1.3. Đánh giá nguy cơ tác động của hóa BVTV và hóa chất diệt nấm đối với môi trường
• 1.4. Độc tính của các hoá chất độc hại có khả năng được hấp phụ trên bụi không khí gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người
• 1.5. Hiện trạng, nguồn gốc của hóa chất BVTV trong môi trường không khí trên thế giới
• 1.6. Hiện trạng, nguồn gốc của hóa chất BVTV trong môi trường không khí xung quanh tại Việt Nam
• 1.7. Phương pháp chiết tách và phân tích hóa chất bảo vệ thực vật và hóa chất diệt nấm trong bụi không khí xung quanh
• 1.8. Một số kỹ thuật chiết tách HCBVTV trong mẫu bụi không khí
• 1.9. Một số phương pháp phân tích HCBVTV trong mẫu bụi không khí
• 1.10. Một số phương pháp phân tích các hóa chất BVTV trong mẫu bụi không khí xung quanh
• 1.11. Hóa chất và thiết bị
• 1.12. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
• 1.12.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.12.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.12.3. Phương pháp thu thập số liệu
• 1.12.4. Phương pháp điều tra thực địa
• 1.12.5. Phương pháp phân tích trên thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH
• 1.13. Khảo sát phương pháp phân tích imidacloprid và thiamethoxam trên LC-QTOF-MS-SWATH
• 1.14. Điều kiện phân tích các chất diệt nấm trên LC-QTOF-MS-SWATH
• 1.15. Chuẩn bị mẫu dung dịch chuẩn
• 1.16. Tính thích hợp của hệ thống
• 1.17. Giới hạn phát hiện (MDL) và giới hạn định lượng (LOQ)
• 1.18. Xây dựng đường chuẩn và đảm bảo chất lượng của phương pháp
• 1.19. Khảo sát phương pháp chiết tách mẫu
• 1.20. Khảo sát các loại dung môi sử dụng chiết tách các hợp chất diệt nấm
• 1.21. Phương pháp chiết tách
• 1.22. Xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp chiết tách
• 1.23. Thu thập và phân tích mẫu bụi tại Hà Nội
• 1.24. Phương pháp đánh giá rủi ro
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Điều kiện phân tích và đường chuẩn của HCDN trên thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH
• 3.2. Kết quả điều kiện phân tích HCDN
• 3.3. Kết quả xây dựng đường chuẩn cho HCDN trên thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH
• 3.4. Giới hạn phát hiện xác định (MDL) và giới hạn định lượng LOQ của 6 HCDN trên LC-QTOF-MS-SWATH
• 3.5. Kiểm soát chất lượng quy trình phân tích và hiệu suất thu hồi 6 HCDN trên thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH
• 3.6. Tổng quan các HCDN phát hiện trong mẫu bụi không khí tại khu vực dân cư của Hà Nội
• 3.7. Mối tương quan của các HCDN trong mẫu bụi không khí
• 3.8. Mối tương quan của các HCDN trong mẫu bụi không khí thu thập mùa khô và mùa mưa
• 3.9. Mối tương quan của các HCDN trong mẫu bụi không khí thu thập tại vị trí AP1 và AP2
• 3.10. Kết quả phân tích một số HCDN đặc trưng trong bụi không khí
• 3.11. Bước đầu đánh giá phơi nhiễm của một số HCDN trong bụi không khí đối với sức khỏe con người qua đường hô hấp
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hóa chất diệt nấm

Hóa chất diệt nấm là các hợp chất hóa học được sử dụng để tiêu diệt nấm ký sinh hoặc bào tử của chúng. Nấm gây thiệt hại nghiêm trọng đối với năng suất của nhiều loại cây trồng như ngũ cốc, rau và cây ăn quả. Theo thống kê, nấm bệnh có thể gây thiệt hại lên tới 11,6% tổng sản lượng nông nghiệp. Việc sử dụng hóa chất diệt nấm là cần thiết để bảo vệ cây trồng, tuy nhiên, chúng cũng có thể gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường. Hóa chất diệt nấm có thể được hấp thụ qua lá hoặc rễ, và một số loại có thể gây dị ứng hoặc các triệu chứng khác cho con người. Do đó, việc phân tích và đánh giá sự hiện diện của các hóa chất này trong môi trường không khí là rất quan trọng.

1.1. Tác động của hóa chất diệt nấm đến sức khỏe

Hóa chất diệt nấm có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe cho con người, từ dị ứng đến các bệnh nghiêm trọng hơn như ung thư. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc với hóa chất này có thể dẫn đến các triệu chứng như đau đầu, tiêu chảy và các rối loạn thần kinh. Hơn nữa, hóa chất diệt nấm có thể tích lũy trong môi trường, gây ô nhiễm nước và đất, ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Do đó, việc theo dõi và phân tích các hóa chất này trong bụi không khí là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

II. Phương pháp phân tích hóa chất diệt nấm bằng LC MS

Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS) là một trong những kỹ thuật hiện đại được sử dụng để phân tích hóa chất diệt nấm trong mẫu bụi không khí. Kỹ thuật này cho phép xác định đồng thời nhiều hợp chất với độ nhạy cao và thời gian phân tích nhanh. Việc sử dụng LC-MS giúp phát hiện các hóa chất diệt nấm với giới hạn phát hiện thấp, từ đó cung cấp dữ liệu chính xác về sự hiện diện của chúng trong môi trường. Quy trình phân tích bao gồm các bước chiết tách mẫu, chuẩn bị dung dịch và phân tích trên thiết bị LC-MS. Kết quả phân tích sẽ giúp đánh giá mức độ ô nhiễm hóa chất diệt nấm trong không khí tại Hà Nội.

2.1. Quy trình chiết tách mẫu

Quy trình chiết tách mẫu là bước quan trọng trong phân tích hóa chất diệt nấm. Các dung môi được sử dụng trong quá trình chiết tách cần được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo hiệu suất thu hồi cao. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng dung môi phù hợp có thể tăng cường khả năng chiết tách các hợp chất diệt nấm từ mẫu bụi không khí. Độ lặp lại của quy trình cũng cần được kiểm soát để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả phân tích. Việc kiểm soát chất lượng trong quy trình phân tích là rất cần thiết để đảm bảo rằng các kết quả thu được là chính xác và có thể được sử dụng để đánh giá rủi ro cho sức khỏe con người.

III. Kết quả phân tích hóa chất diệt nấm trong mẫu bụi không khí

Kết quả phân tích cho thấy sự hiện diện của nhiều hóa chất diệt nấm trong mẫu bụi không khí tại khu vực dân cư Hà Nội. Các hợp chất như Carbendazim, Hexaconazole và Difenoconazole được phát hiện với nồng độ khác nhau. Việc phân tích cho thấy rằng nồng độ của các hóa chất này có sự biến đổi theo mùa, với nồng độ cao hơn trong mùa khô. Điều này có thể liên quan đến việc sử dụng hóa chất diệt nấm trong nông nghiệp và sự phát tán của chúng vào không khí. Kết quả này cung cấp thông tin quan trọng cho các cơ quan quản lý trong việc đánh giá tình trạng ô nhiễm không khí và sức khỏe cộng đồng.

3.1. Đánh giá rủi ro sức khỏe

Đánh giá rủi ro sức khỏe từ việc tiếp xúc với hóa chất diệt nấm trong bụi không khí là rất quan trọng. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc phơi nhiễm lâu dài với các hóa chất này có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Từ các kết quả phân tích, có thể tính toán chỉ số nguy hại (HQ) cho từng hóa chất, từ đó đưa ra các khuyến nghị về việc giảm thiểu phơi nhiễm. Việc cung cấp thông tin này cho cộng đồng và các cơ quan chức năng sẽ giúp nâng cao nhận thức về tác động của hóa chất diệt nấm và thúc đẩy các biện pháp bảo vệ sức khỏe.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là một quốc gia nông nghiệp phát triển với giá trị thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) năm 2016 ước tính đạt 1,14 tỷ USD, trong đó thuốc diệt nấm chiếm khoảng 22%-23%. Sự gia tăng sử dụng các hóa chất này cùng với tốc độ đô thị hóa và phát triển kinh tế đã làm gia tăng ô nhiễm không khí, đặc biệt là bụi mịn PM2.5 vượt mức tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO). Tại Hà Nội, với diện tích tự nhiên 332.890 ha và dân số trên 6,8 triệu người, hơn 56% diện tích là đất nông nghiệp, việc sử dụng hóa chất diệt nấm trong nông nghiệp và sinh hoạt dân cư đã góp phần làm ô nhiễm bụi không khí khu vực dân cư.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng quy trình chiết tách và phân tích một số hóa chất diệt nấm trong bụi không khí bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS), từ đó xác định nồng độ các hóa chất này trong mẫu bụi không khí tại khu vực dân cư Hà Nội và đánh giá rủi ro phơi nhiễm đối với sức khỏe con người. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 6 đến tháng 10 năm 2020 tại khu vực nội thành Hà Nội, tập trung vào 6 hóa chất diệt nấm phổ biến gồm carbendazim, difenoconazole isomer 1&2, hexaconazole, thiophanate-methyl, trifloxystrobin và azoxystrobin.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện ở việc cung cấp dữ liệu khoa học quan trọng về mức độ ô nhiễm hóa chất diệt nấm trong bụi không khí, hỗ trợ các cơ quan quản lý nhà nước và tổ chức bảo vệ môi trường trong việc xây dựng chính sách giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Đồng thời, quy trình phân tích được xây dựng có thể ứng dụng rộng rãi trong giám sát môi trường không khí đô thị và nông thôn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình phân tích hóa học hiện đại, trong đó:

• Lý thuyết sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS): Phương pháp phân tích hiện đại cho phép tách và định lượng đồng thời nhiều hợp chất hóa học trong mẫu phức tạp với độ nhạy và độ chọn lọc cao. Thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH được sử dụng để thu thập phổ ion với độ phân giải cao, cho phép xác định chính xác các ion mẹ và ion con của các hóa chất diệt nấm.

• Khái niệm về hóa chất diệt nấm (HCDN): Bao gồm các hợp chất như carbendazim, hexaconazole, difenoconazole, azoxystrobin... có tác dụng ức chế sự phát triển của nấm gây hại trên cây trồng. Các hóa chất này có đặc tính vật lý hóa học khác nhau như nhiệt độ nóng chảy, độ tan trong nước, thời gian bán phân hủy trong đất, ảnh hưởng đến khả năng tồn lưu và phân tán trong môi trường.

• Mô hình đánh giá rủi ro phơi nhiễm (Hazard Quotient - HQ): Sử dụng chỉ số liều lượng phơi nhiễm hàng ngày (IDi) và chỉ số nguy hại HQ để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các hóa chất diệt nấm trong bụi không khí đến sức khỏe con người qua đường hô hấp.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập mẫu bụi không khí (APM) tại hai vị trí dân cư nội thành Hà Nội (AP1 và AP2) trong mùa khô và mùa mưa, tổng cộng 47 mẫu. Các mẫu được thu thập bằng thiết bị lấy mẫu thể tích lớn với màng lọc sợi thạch anh, bảo quản ở -20°C trước khi phân tích.

• Phương pháp phân tích: Xây dựng quy trình chiết tách hóa chất diệt nấm bằng dung môi methanol, sử dụng siêu âm và ly tâm để chiết tách các hợp chất từ màng lọc bụi. Phân tích mẫu bằng thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH với các điều kiện tối ưu đã khảo sát, bao gồm cột GL Science ODS-4 HP, pha động chứa 5 mM ammonium formate, ion hóa ESI dương, chế độ SWATH thu thập phổ ion.

• Kiểm soát chất lượng: Thực hiện phân tích mẫu trắng, mẫu lặp, mẫu chuẩn đồng hành để đảm bảo độ chính xác và độ lặp lại của phương pháp. Giới hạn phát hiện (MDL) và giới hạn định lượng (LOQ) được xác định theo tỷ lệ S/N = 3 và 10 tương ứng.

• Timeline nghiên cứu: Từ tháng 6 đến tháng 10 năm 2020, bao gồm các bước khảo sát phương pháp, thu thập mẫu, phân tích mẫu và đánh giá rủi ro.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Điều kiện phân tích và đường chuẩn: Quy trình phân tích trên LC-QTOF-MS-SWATH đạt độ tuyến tính cao với hệ số tương quan R² ≥ 0,995 cho 6 hóa chất diệt nấm trong khoảng nồng độ 0,1 ppb đến 1000 ppb. Giới hạn phát hiện phương pháp (MDL) dao động từ khoảng 0,1 đến 0,5 ng/m³, phù hợp để phát hiện các hợp chất trong mẫu bụi không khí.

2. Hiệu suất thu hồi: Phương pháp chiết tách sử dụng methanol cho hiệu suất thu hồi trung bình từ 70% đến 125% với độ lệch chuẩn tương đối (RSD) dưới 10%, đảm bảo độ tin cậy của quy trình phân tích.

3. Nồng độ hóa chất diệt nấm trong mẫu bụi không khí: Tổng nồng độ trung bình của 6 HCDN trong mẫu bụi không khí tại Hà Nội dao động từ khoảng 50 đến 300 pg/m³, với nồng độ cao hơn vào mùa khô so với mùa mưa (tăng khoảng 20%-30%). Nồng độ tại vị trí AP1 (gần đường Phạm Văn Đồng) cao hơn vị trí AP2 (khu dân cư Phú Đô) khoảng 15%-25%, phản ánh ảnh hưởng của mật độ giao thông và hoạt động dân sinh.

4. Đánh giá rủi ro phơi nhiễm: Chỉ số nguy hại HQ của các hóa chất diệt nấm đối với người lớn và trẻ em đều dưới 1, cho thấy mức độ rủi ro tiềm ẩn có thể chấp nhận được trong điều kiện hiện tại. Tuy nhiên, sự tích tụ lâu dài và phơi nhiễm đa hợp chất vẫn cần được theo dõi.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy phương pháp LC-QTOF-MS-SWATH là công cụ hiệu quả để phân tích đồng thời nhiều hóa chất diệt nấm trong mẫu bụi không khí với độ nhạy cao và độ chính xác tốt. Nồng độ các HCDN phát hiện tại Hà Nội tương tự hoặc thấp hơn so với các nghiên cứu quốc tế tại các đô thị lớn, nhưng vẫn vượt quá giới hạn phát hiện, chứng tỏ sự hiện diện phổ biến của các hóa chất này trong môi trường không khí đô thị.

Sự khác biệt nồng độ giữa mùa khô và mùa mưa có thể giải thích do điều kiện khí hậu ảnh hưởng đến sự phân tán và lắng đọng của bụi và các hợp chất hấp phụ trên bụi. Mức độ ô nhiễm cao hơn tại vị trí gần đường giao thông lớn phản ánh nguồn phát thải chính từ hoạt động giao thông và sinh hoạt dân cư.

Việc đánh giá rủi ro dựa trên chỉ số HQ cho thấy hiện tại chưa có nguy cơ cấp thiết đối với sức khỏe cộng đồng, tuy nhiên, các nghiên cứu dài hạn và mở rộng phạm vi mẫu là cần thiết để đánh giá đầy đủ tác động tích lũy và đa dạng hóa các nguồn ô nhiễm.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh nồng độ trung bình các HCDN theo mùa và vị trí lấy mẫu, bảng thống kê hiệu suất thu hồi và giới hạn phát hiện, giúp minh họa rõ ràng các kết quả phân tích.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát ô nhiễm hóa chất diệt nấm trong không khí: Thiết lập hệ thống quan trắc định kỳ tại các khu vực đô thị và nông thôn trọng điểm nhằm theo dõi biến động nồng độ HCDN, đặc biệt trong mùa khô và khu vực có mật độ giao thông cao. Thời gian thực hiện: hàng năm; Chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, Viện Công nghệ Môi trường.

2. Áp dụng quy trình phân tích LC-QTOF-MS-SWATH trong các phòng thí nghiệm môi trường: Đào tạo nhân lực và trang bị thiết bị để nâng cao năng lực phân tích đa hợp chất trong mẫu bụi không khí, phục vụ công tác quản lý và nghiên cứu khoa học. Thời gian: 1-2 năm; Chủ thể: Viện nghiên cứu, Trung tâm quan trắc môi trường.

3. Xây dựng chính sách quản lý và sử dụng hóa chất diệt nấm thân thiện môi trường: Khuyến khích sử dụng các loại thuốc diệt nấm có độ độc thấp, thời gian phân hủy nhanh, hạn chế tích tụ trong môi trường, đồng thời kiểm soát chặt chẽ việc nhập khẩu và sử dụng hóa chất. Thời gian: 3-5 năm; Chủ thể: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ Tài nguyên và Môi trường.

4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại của hóa chất diệt nấm và ô nhiễm không khí: Phổ biến kiến thức về bảo hộ lao động khi sử dụng hóa chất, cách giảm thiểu phơi nhiễm qua đường hô hấp, đặc biệt cho người dân sống gần khu vực nông nghiệp và giao thông đông đúc. Thời gian: liên tục; Chủ thể: UBND các quận, phường, các tổ chức xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý môi trường và y tế công cộng: Sử dụng dữ liệu và quy trình phân tích để xây dựng chính sách giám sát và kiểm soát ô nhiễm không khí, đánh giá rủi ro sức khỏe cộng đồng.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành hóa phân tích, môi trường: Tham khảo phương pháp phân tích LC-QTOF-MS-SWATH và quy trình chiết tách mẫu bụi không khí để phát triển nghiên cứu liên quan đến ô nhiễm hóa học.

3. Các cơ quan kiểm định và phòng thí nghiệm phân tích môi trường: Áp dụng quy trình phân tích và kiểm soát chất lượng mẫu để nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong giám sát dư lượng hóa chất diệt nấm.

4. Người dân và cộng đồng sống tại các khu vực đô thị và nông thôn: Nắm bắt thông tin về mức độ ô nhiễm và tác động của hóa chất diệt nấm trong không khí, từ đó chủ động bảo vệ sức khỏe và tham gia các hoạt động bảo vệ môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp LC-QTOF-MS-SWATH có ưu điểm gì so với các kỹ thuật phân tích khác?
   Phương pháp này cho phép phân tích đồng thời nhiều hợp chất với độ nhạy và độ chọn lọc cao, khả năng xác định chính xác ion mẹ và ion con, giúp giảm nhiễu nền và tăng độ tin cậy kết quả so với GC-MS hoặc LC-MS/MS truyền thống.

2. Tại sao cần phân tích hóa chất diệt nấm trong bụi không khí?
   Bụi không khí có khả năng hấp phụ các hóa chất diệt nấm, làm tăng khả năng phơi nhiễm qua đường hô hấp, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Phân tích giúp đánh giá mức độ ô nhiễm và rủi ro sức khỏe.

3. Hiệu suất thu hồi của phương pháp chiết tách có ý nghĩa gì?
   Hiệu suất thu hồi phản ánh khả năng thu hồi các hợp chất mục tiêu từ mẫu, đảm bảo kết quả phân tích chính xác và đáng tin cậy. Hiệu suất từ 70%-125% với RSD <10% được coi là phù hợp.

4. Nồng độ hóa chất diệt nấm tại Hà Nội có vượt ngưỡng an toàn không?
   Theo kết quả đánh giá rủi ro, chỉ số nguy hại HQ của các hóa chất đều dưới 1, cho thấy mức độ rủi ro tiềm ẩn có thể chấp nhận được trong điều kiện hiện tại.

5. Làm thế nào để giảm thiểu ô nhiễm hóa chất diệt nấm trong không khí?
   Cần kiểm soát chặt chẽ việc sử dụng hóa chất, áp dụng các loại thuốc thân thiện môi trường, tăng cường giám sát và tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo hộ lao động và bảo vệ môi trường.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công quy trình chiết tách và phân tích 6 hóa chất diệt nấm trong mẫu bụi không khí bằng thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH với độ nhạy cao và độ chính xác tốt.
• Nồng độ các hóa chất diệt nấm trong bụi không khí khu dân cư Hà Nội dao động từ khoảng 50 đến 300 pg/m³, cao hơn vào mùa khô và tại các vị trí gần giao thông đông đúc.
• Hiệu suất thu hồi phương pháp chiết tách đạt từ 70% đến 125% với độ lặp lại tốt, đảm bảo độ tin cậy của kết quả phân tích.
• Đánh giá rủi ro phơi nhiễm cho thấy mức độ nguy hại tiềm ẩn đối với sức khỏe con người hiện tại là chấp nhận được, nhưng cần theo dõi lâu dài.
• Đề xuất tăng cường giám sát, áp dụng quy trình phân tích hiện đại, xây dựng chính sách quản lý hóa chất và nâng cao nhận thức cộng đồng để giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng và phòng thí nghiệm áp dụng quy trình phân tích này trong giám sát môi trường, đồng thời mở rộng nghiên cứu để đánh giá tác động lâu dài và đa dạng hóa các hợp chất phân tích.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Giới thiệu về các hóa chất diệt nấm Nấm gây thiệt hại nghiêm trọng đối với năng suất của nhiều loại cây trồng như cây ngũ cốc (lúa, ngô, khoai tây), cây rau (lạc, đậu đỗ, cà chua, cải bắp, xà lách), cây ăn quả và cây công nghiệp (bông). Nấm gây ra các triệu chứng thối đen rễ, lở cổ rễ, thối gốc thân, thối thân, khô vằn, thối lá. Nấm bệnh gây thiệt hại lên tới 11,6% tổng sản lượng nông nghiệp.

Ở nước ta, hàng năm sản lượng nông nghiệp thất thu hàng ngàn tỷ đồng do nấm bệnh gây ra trên một số cây trồng quan trọng như. Thuốc diệt nấm là các hợp chất hóa học diệt khuẩn hoặc các sinh vật sinh học được sử dụng để tiêu diệt nấm ký sinh hoặc bào tử của chúng. Thuốc kháng nấm ức chế sự phát triển của chúng. Nấm có thể gây hại nghiêm trọng trong nông nghiệp, dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng về năng suất, chất lượng và lợi nhuận.

Thuốc diệt nấm được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Thuốc diệt nấm có thể được hấp thụ trên lá hoặc hấp thụ theo hệ thống qua rễ. Thuốc diệt nấm tiếp xúc không được đưa vào mô thực thực vật và chỉ bảo vệ cây ở những nơi được phun thuốc. Thuốc diệt nấm phân phối thuốc từ phía trên, từ mặt lá phun thuốc đến mặt lá không phun thuốc.

Thuốc diệt nấm hấp thụ qua rễ được đưa lên trên và phân phối lại qua các mạch xylem. Rất ít thuốc diệt nấm được đưa vào tất cả các bộ phận của cây. Một số được di chuyển theo hệ thống rễ, một số được di chuyển lên trên. Thuốc diệt nấm có thể gián tiếp có hại cho sức khỏe con người do các loại lương thực, rau quả thu được từ các loại cây trồng được con người sử dụng và nó có thể gây ra dị ứng cũng như nhiều triệu chứng khác như đau đầu, tiêu chảy, các tổn hại cho các cơ quan cũng như gây ra các rối loạn nghiêm trọng và các loại bệnh tật liên quan đến hệ thần kinh.

Thuốc diệt nấm cũng có thể là nguy hiểm cho các hệ sinh thái do nó có thể thoát đi và gây ô nhiễm môi trường nước Luan van 5 và đất cũng như tích lũy sinh học và làm gia tăng độc tính đối với các cơ thể sống trong hệ sinh thái. Một số hóa hoạt chất diệt nấm thường dùng a) Carbendazim - Công thức phân tử: C9H9N3O2 Hình 1.1: Công thức cấu tạo Carbendazim Carbendazim là một triazine liên hợp với vòng Benzen và nhóm carbamat, nó ức chế sự phát triển của nhiều loại nấm, có khả năng phòng, chữa trị nhiều bệnh nấm khác nhau trên nhiều loại cây trồng (ngũ cốc, rau màu, cây ăn quả, cây cảnh, cây công nghiệp…) ở nhiều nước trên thế giới. - Hoạt chất có nhiệt độ nóng chảy cao (305oC) và tan rất ít trong nước, nên it ảnh hưởng tới môi trường. - Carbendazim là hoạt chất trừ bệnh lưu dẫn thuộc nhóm benzimidazole.

Carbendazim được sáng chế đồng thời bởi ba nhà sản xuất BASF, Hoeschst (giờ sát nhập vào Bayer) và Dupont. - Carbendazim là hoạt chất có tác dụng phòng và trừ, phổ tác động rộng trên cây ngũ cốc, cây ăn quả và trên rau các loại. - Thời gian bán phân hủy của Carbendazim trong đất là 6 – 12 tháng trên diện tích đất không có cây cối và 3 – 6 tháng trên đất có cỏ, cây. Carbendazim bị phẩn hủy bởi hệ vi sinh vật đất.

Mặc dù hoạt chất này có ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trong đất nhưng không kéo dài. - Mức dư lượng tối đa (MRL) theo Codex (mg/kg): Chuối: 0.5; Rau họ thập tự: 0.2; Cà phê hạt: 0.1; Dưa Luan van 6 chuột: 0. b) Hexaconazole - Công thức phân tử:C14H17Cl2N3O Hình 1.2: Công thức cấu tạo Hexaconazole - Hexaconazole là một triazine, nó ức chế tổng hợp eugesteron, có khả năng kháng khuẩn, diệt nhiều loại nấm và kiểm soát nhiều loại bệnh dịch thuộc về nấm như và đốm lá, phấn trắng, gỉ sắt, thán thư, khô vằn trên lúa và nhiều loại cây trồng, cây ăn quả, cây công nghiệp. Hoạt chất có nhiệt độ nóng chảy cao (111oC) và dư lượng trên cây trồng rất thấp, thân thiện với môi trường.

- Hexaconazole là hoạt chất có tính lưu dẫn được sử dụng trừ nhiều loại nấm hại của họ Ascomycetes và Basidiomycetes như: mốc sương, đốm lá, rỉ sắt, héo lá, khô vằn, … trên nhiều loại cây trồng khác nhau (rau, cây ăn quả, ngũ cốc, chè, hoa và cây cảnh, ớt, đậu tương, lạc, …). - Mức dư lượng tối đa (MRL) theo The Japan Food Chemical Research Found (mg/kg): Gạo: 0.02; Rau họ thập tự: 0. c) Difenoconazole - Công thức phân tử: C19H17Cl2N3O3 Luan van 7 Hình 1.3: Công thức cấu tạo Difenoconazole - Hoạt chất Difenoconazole là thuốc trừ bệnh phổ rộng thuộc nhóm Triazolecó thể sử dụng bằng cách phun, xử lý hạt giống các bệnh do các loại nấm Ascomycetes, Basidiomycetes và Deuteromycetes như Tilletia spp., Ustilago tritici Fusarium spp, Phoma spp and Bipolaris spp, Pyrenophora graminea, Helminthosporium teres, Rhynchosporium secalis trên cây ăn quả, khoai tây, củ cải đường, rau, cây ngũ cốc, hoa và cây cảnh. - Difenoconazole tác động đến các loại nấm hại bằng cách can thiệp vào quá trình sinh tổng hợp ergosterol thông qua ức chế hình thành 14α- demethylation của sterol từ đó làm thay đổi hình thái và chức năng của màng tế bào nấm, dẫn đến ngăn cản quá trình phát triển của nó.

-Difenoconazole tồn tại dạng tinh thể trắng, tan trong acetone, toluene, ethylic.Nhóm độc III, LD50 qua miệng 1.453 mg/kg, LD50 qua da 2. Tương đối độc với cá, ít độc với ong. d) Azoxystrobin - Công thức phân tử: C22H17N3O5.4: Công thức cấu tạo Azoxystrobin - Là hoạt chất diệt nấm toàn thân, Azoxystrobin có phổ tác động rộng, nó Luan van 8 phòng, diệt, trừ nhiều bệnh về nấm, nhất là các bệnh phấn trắng, rỉ sắt, đạo ôn, sương mai, nấm mốc trên hàng loạt cây trồng lúa, ngô, cam quít, nho, cà phê, cây dây leo, rau màu, cây ăn quả, cây cảnh… Hoạt chất ít độc cho người và môi trường. - Cơ chế tác động: Azoxystrobin ức chế quá trình trao đổi chất diễn ra ở ty thể của tế bào sợi nấm.

Thuốc phòng trừ nhiều loai nấm hại cây trồng. - Azoxystrobin là một loại thuốc diệt nấm phổ rộng thuộc nhóm Strobilurin, có hoạt tính chống lại một số bệnh trên nhiều loại cây ăn được và cây cảnh. Một số bệnh được kiểm soát hoặc phòng ngừa là bệnh đạo ôn, rỉ sét, nấm mốc, nấm mốc trắng, bệnh sương mai, táo vảy, sọc gỉ. - Dưới tác động của ánh sáng mặt trời Azoxytrobin rất dễ bị phân giải.

Quá trình quang hóa là con đường chủ yếu làm cho hoạt chất bị phân giải. Ngoài ra hệ vi sinh vật có trong tự nhiên cũng góp phần vào quá trình phân giải của Azoxytrobin. Thời gian bán phân hủy trong đất của hoạt chất < 2 tuần. - Trong đất kiềm, có tưới và nghèo dinh dưỡng Azoxytrobin được “giữ” lại lớp đất mặt và tồn tại ở đó đến lúc bị phân giải hoàn toàn.

Azoxytrobin không bị rửa trôi khỏi lớp đất mặt do đó nguy cơ làm ô nhiễm nguồn nước mặt là không thể xẩy ra. - Azoxytrobin trong cây trồng được chuyển hóa thành 15 hợp chất khác nhau, nhưng chúng chỉ chiếm 5% tổng dư lượng có trong cây. Do đó dư lượng của Azoxytrobin trong cây là rất thấp. - Mức dư lương tối đa (MRL) theo Codex (mg/kg): Dâu tây: 10.

Đánh giá nguy cơ tác động của hóa BVTV và hóa chất diệt nấm đối với môi trường Hóa chất diệt nấm cũng như hóa chất bảo vệ thực vật có nhiều tác động đến môi trường. Thuốc BVTV và HCDN, bằng nhiều con đường khác nhau, chúng sẽ bị chuyển hoá và mất dần. - Sự bay hơi: Dựa theo khả năng bay hơi, các thuốc BVTV, HCDN được chia thành 2 nhóm: bay hơi và không bay hơi. Tốc độ bay hơi của một loại thuốc phụ thuộc vào áp suất hơi; dạng hợp chất hoá học và điều kiện thời tiết (gió to, nhiệt độ cao dễ làm cho thuốc bay hơi mạnh).

- Sự quang phân (bị ánh sáng phân huỷ): Nhiều thuốc BVTV, HCDN dễ bị phân huỷ khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nhất là tia tử ngoại. - Sự cuốn trôi và lắng trôi: Sự cuốn trôi là hiện tượng thuốc BVTV, HCDN bị cuốn từ trên lá xuống đất do tác dụng của nước mưa hay nước tưới, hay thuốc ở trên mặt đất cuốn theo dòng chảy đi nơi khác. - Sự lắng trôi là hiện tượng thuốc BVTV, HCDN bị kéo xuống lớp đất sâu bởi nhiều yếu tố. Cả hai quá trình này phụ thuộc trước hết vào lượng nước mưa hay nước tưới, đặc điểm của thuốc và đặc điểm của đất.

- Phân huỷ do vi sinh vật đất (VSV): Tập đoàn vi sinh vật đất rất phức tạp, trong đó có nhiều loài có khả năng phân huỷ các chất hoá học. Một loại thuốc BVTV bị một hay một số loài VSV phân huỷ (Brown, 1978). Thuốc trừ cỏ 2,4- D bị 7 loài vi khuẩn, 2 loài xạ khuẩn phân huỷ. Ngược lại, một số loài VSV cũng có thể phân huỷ được các thuốc trong cùng một nhóm hoặc thuộc các nhóm rất xa nhau.

Nấm Trichoderma viridi có khả năng phân huỷ nhiều loại thuốc trừ sâu clo, lân hữu cơ, cacbamat, thuốc trừ cỏ (Matsumura & Boush,1968) Nhiều thuốc trừ nấm bị VSV phân huỷ thành chất không độc, đơn giản hơn (Menzie, 1969). Theo Fild và Hemphill (1968); Brown (1978), những thuốc Luan van 10 dễ tan trong nước, ít bị đất hấp phụ thường bị vi khuẩn phân huỷ; còn những thuốc khó tan. trong nước, dễ bị đất hấp phụ lại bị nấm phân huỷ là chủ yếu. Tác hại của HCDN: - Đối với môi trường: Làm mất cân bằng hệ sinh thái trong tự nhiên, có các loài gây hại thì cũng có các loài có lợi.

Các loài thiên địch để cân bằng hệ sinh thái, bởi HCDN có tác dụng tiêu diệt các loài gây hại đồng thời nó cũng giết chết rất nhiều loài có lợi. Ví dụ như những loại thiên địch như ong kí sinh hay côn trùng bắt mồi, thường nhạy cảm với thuốc hơn những loài gây hại. Sau khi dùng thuốc, số lượng côn trùng và sâu gây hại chết rất nhiều, làm các loài thiên địch bị thiếu thức ăn và chết dần, phần khác thì lại bị ngộ độc từ con mồi đã bị trúng thuốc. - Gây ô nhiễm môi trường đất: HCDN sau khi đước sử dụng một phần sẽ bị bay hơi; một phần được quang hóa; một phần cây sẽ hấp thu và phân giải, chuyển hóa.

Tuy vậy, dù có sử dụng bằng cách nào thì cuối cùng HCDN vẫn bị ngấm vào vào đất. Nếu loại thuốc có tính độc cao sẽ giết chết rất nhiều sinh vật có lợi trong đất.