Thạc Sĩ Nghiên cứu xác định thuốc trừ sâu trên mẫu rau, cá bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC-MS

MỞ ĐẦU
Bảo vệ sức khỏe con người từ phơi nhiễm dư lượng thuốc trừ sâu trong thực
phẩm luôn là mối quan tâm hàng đầu của tất cả các quốc gia trên toàn thế giới. Hiện
nay, có khoảng 1000 loại thuốc bảo vệ thực vật khác nhau được sử dụng rộng rãi
trong sản xuất nông nghiệp nhằm mục đích diệt côn trùng, cỏ dại, sâu bệnh nhưng
vẫn chưa được kiểm soát chặt chẽ. Đây là nguyên nhân chính dẫn đến số ca ngộ độc
thực phẩm do dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ngày càng tăng. Nhằm bảo vệ sức
khỏe của người tiêu dùng, hàng loại các nghị định được ra đời như: nghị định châu
Âu số 149/2008 hay tiêu chuẩn Việt Nam đã thiết lập mức giới hạn dư lượng tối đa
cho thuốc trừ sâu trong thực phẩm.
Để theo dõi dư lượng thuốc trừ sâu, sắc k ý khí (GC) với đầu dò bắt giữ điện tử
(ECD), đầu dò Nitơ-photpho (NPD) và đầu dò khối phổ là những kỹ thuật được sử
dụng rộng rải nhất trong nhiều năm qua. Sắc ký khí với chế độ đầu dò 2 lần MS
(GC-MS/MS) là kỹ thuật tiên tiến nhất hiện nay được áp dụng cho việc xác định dư
lượng thuốc trừ sâu. Tuy nhiên, có nhiều loại thuốc trừ sâu không bền nhiệt hoặc
khó bay hơi như họ carbamate, họ azole thì rất khó hoặc không thể xác định bằng
những kỹ thuật sắc ký khí cổ điển (GC), cũng như kỹ thuật hiện đại (GC-MS/MS).
Sắc k ý lỏng (LC) ghép nối với đầu dò khối phổ 2 lần MS (MS/MS) là một công cụ
tuyệt vời cho việc xác định những họ thuốc trừ sâu này trong mẫu thực phẩm.
Hơn nữa, việc phân tích dư lượng thuốc trừ sâu trong thực phẩm đòi hỏi quá trình
cô lập hợp chất từ nền mẫu, làm sạch mẫu .với nhiều kỹ thuật tiên tiến: chiết lỏng
lỏng với dung môi hữu cơ như acetone, ethyl acetate, cyclohexane, acetonitrile,
dichlomethane, hay phương pháp chiết pha rắn .Xu hướng những năm gần đây
trong việc xử lý mẫu là sử dụng lượng lớn dung môi hữu cơ độc hại, gây tốn kém và
nguy hiểm cho con người và môi trường. Do vậy, việc tìm ra một phương pháp tối
ưu nhất (hiệu quả, nhanh, rẻ, dễ thực hiện, an toàn) cho việc xác định đồng thời
nhiều hợp chất thuốc trừ sâu là một yêu cầu cấp bách hiện nay.
2
Với những lý do trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu xác định thuốc
trừ sâu trên mẫu rau, cá bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép khối phổ
(LC-MS/MS)”.
Mục tiêu thực hiện đề tài là:
1. Xây dựng phương pháp tối ưu cho việc xác định đồng thời 20 thuốc
trừ sâu trên 2 đối tượng chính: rau, cá như sau:
 Khảo sát các điều kiện tách chiết mẫu và phân tích.
 Thẩm định phương pháp đã xây dựng.
2. Áp dụng phương pháp tối ưu để kiểm soát, đánh giá chất lượng sản
phẩm, sự lưu trữ thuốc trừ sâu theo thời gian của sản phẩm bán ở thị
trường Việt Nam cũng như sản phẩm xuất khẩu đi thị trường châu Âu.

Chương 1:
TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thưc vật
1.1.1 Định nghĩa và phân loại
[1]
Định nghĩa: thuốc bảo vệ thực vật (thuốc trừ sâu) hay còn gọi là nông dược,
là những chất độc có nguồn gốc từ tự nhiên hay hóa chất tổng hợp được dùng để
bảo vệ cây trồng và nông sản nhằm chống lại sự phá hoại của những sinh vật gây
hại đến tài nguyên thực vật. Những sinh vật gây hại chính bao gồm: sâu hại, bệnh
hại, cỏ dại, chuột và các tác nhân khác. Hóa chất bảo vệ thực vật gồm nhiều
nhóm khác nhau, được gọi theo tên nhóm sinh vật gây hại, ví dụ như thuốc
trừ sâu dùng để trừ sâu hại, thuốc trừ bệnh dùng để trừ bệnh cho cây
Phân loại: các loại hóa chất bảo vệ thực vật gồm nhiều loại, chủ yếu gồm 4
nhóm chính: họ clo hữu cơ (organochloride), họ lân hữu cơ (organophosphate), họ
carbamate, họ cúc (pyrethoid). Ngoài ra, còn có một số nhóm khác như: nhóm
triazole, nhóm benzimidazole, 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 ).
1.1.2 Tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật
[2]
Hầu hết hóa chất bảo vệ thực vật đều độc với con người và động vật máu
nóng ở các mức độ khác nhau. Dựa theo đặc tính hóa chất bảo vệ thực vật mà ta
chia làm hai loại: chất độc cấp tính và chất độc mãn tính.
 Chất độc cấp tính: mức độ gây độc phụ thuộc vào lượng thuốc xâm nhập vào
cơ thể. Ở dưới liều gây chết, chúng không đủ khả năng gây tử vong, dần dần
bị phân giải và bài tiết ra ngoài. Loại này bao gồm các hợp chất họ pyrethroid,
những hợp chất họ lân hữu cơ, họ carbamate và những loại thuốc có nguồn
gốc sinh vật.
 Chất độc mãn tính: là những chất có khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể vì
chúng rất bền, khó bị phân giải và bài tiết ra ngoài. Thuốc loại này gồm nhiều
4
hợp chất chứa clo hữu cơ, chứa thạch tín (asen), chứa chì, chứa thuỷ
ngân .đây là những loại rất nguy hiểm cho sức khoẻ con người.
Hóa chất bảo vệ thực vật có thể thâm nhập vào cơ thể con người và động vật
qua nhiều con đường khác nhau, thông thường qua 03 đường chính: hô hấp, tiêu
hoá và tiếp xúc trực tiếp. Khi tiếp xúc với hóa chất bảo vệ thực vật, con người có
thể bị nhiễm độc cấp tính hoặc mãn tính, tùy thuộc vào phạm vi ảnh hưởng của
thuốc.
1.1.3 Tình hình tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật
Theo báo cáo hàng năm của tổ chức bảo vệ mùa màn châu Âu từ 2001-2002
vùng nông nghiệp tiêu thụ lượng lớn thuốc trừ sâu là Bắc Mỹ, châu Âu và châu Á
với tỉ lệ tương ứng là 31.9%, 23,8% và 22.6%
[8]
Hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật sử dụng phụ thuộc vào: điều kiện khí hậu;
sự bùng nổ sâu bệnh gây hại; chính sách, quy định của từng quốc gia Trong số
đó thì thuốc diệt cỏ là nhóm thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng rộng rải nhất, kế
đến là thuốc diệt côn trùng và diệt nấm mốc
[8]
Hình 1.1: Biểu đồ phân phối thị trường theo từng loại thuốc trừ sâu
[8]
Cũng theo cảnh báo của tổ chức PAN (Pesticide Action Network): một số
loại thuốc trừ sâu có thành phần bị cấm ở châu Âu, châu Mỹ đang được sử dụng
5
rộng rãi tại nhiều quốc gia ở châu Á, trong đó có Việt Nam “ở mức độ không thể
chấp nhận được”
[19]
.
Theo thông báo của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn tháng
1/2007: 70% số mẫu rau ăn lá và ăn quả có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật!. Nhiều
mẫu rau như cải, rau muống, dưa chuột .tồn dư phân hữu cơ và hoá chất độc hại
cấm sử dụng; một số mẫu quả như cam, xoài cũng đều tìm thấy dư lượng thuốc
bảo vệ thực vật với hàm lượng vượt so với quy định vài chục đến vài trăm lần
[20]
.
Điều này được giải thích do tình trạng thiếu kiến thức của người dân trong việc sử
dụng, bảo quản thuốc trừ sâu. Nhiều người trồng rau vẫn cố tình sử dụng các loại
thuốc trừ sâu nằm ngoài danh mục cho phép để kích thích cho rau tăng trưởng
nhanh, có mã đẹp, nhiều người không ngần ngại tăng lượng thuốc bảo vệ thực vật
và số lần phun thuốc lên gấp nhiều lần.
1.1.4 Tình hình ngộ độc thuốc bảo vệ thực vật
Thuốc bảo vệ thực vật là những hợp chất độc hại chúng gây ảnh hưởng
nghiêm trọng đến con người và môi trường. Con người có thể bị phơi nhiễm thuốc
bảo vệ một cách trực tiếp hoặc gián tiếp theo sơ đồ phơi nhiễm như sau
[8]
.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
A. TIẾNG VIỆT
1. PGS. TS. Nguyễn Trần Oánh (2007), Giáo trình sử dụng thuốc bảo vệ thực
vật , trường ĐH nông nghiệp Hà Nội, Hà Nội.
2. Sở tài nguyên và môi trường tĩnh Vĩnh Phúc (2008), Thuốc bảo vệ thực vật
và những tác động của chúng.
3. Nguyễn Thị Thu Hương (2005), Xác định hàm lượng dư lượng thuốc trừ sâu
clo hữu cơ, lân hữu cơ trong dầu thực vật bằng phương pháp sắc ký khí,
Luận văn Thạc sỹ hóa học, Trường đại học Khoa Học Tự Nhiên thành phố
Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh.
4. Nhóm tác giả, Giáo trình sắc ký khí, cơ sở lý thuyết và khả năng ứng dụng,
(trang 33-35), nhà xuất bản Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội.
5. Nguyễn Văn Liêm, Nguyễn Văn Đông, Tô Thị Hiền (2009), “Phương pháp
xác định dư lượng carbamate trong mẫu rau, mẫu gừng và mẫu nước”, tạp
chí Phát Triển Khoa Học và Kỹ Thuật, Vol 12 (số 09), trang (79-87).
B. TIẾNG ANH
6. Jose
,
L.Tadeo (2008), “Pesticides: Classification and Properties”, Analysis of
pesticides in food and environmental samples, Taylor and Francis Group,
page (2-32).
7. Xiao Gang Chu, Xiao Zhong Hu, Hui Yuan Yao, “Determination of 266
pesticides residues in apple juice by matrix solid – phase dispersion and gas
chromatography – mass selective detection”Journal of chromatography A,
1063 (2005), page 201-210.
8. Jose
,
L.Tadeo (2008), “Pesticides: Classification and Properties”, Analysis of
pesticides in food and environmental samples, Taylor and Francis Group,
page (45-49).
9. Jose
,
L.Tadeo (2008), “Sample Handling of Pesticides in Food and
Enviromental Samples”, Analysis of pesticides in food and environmental
samples, page (68-75).
10. 2002/657/EC, Commission decision of 14 August 2002, “Implementing
council directive 96/23/EC concern in the performance of analytical
methods and the interpretation of results”.
11. Nguyen Thanh Dong, Ji Eun Yu, Dae Myung Lee, Gae-Ho Lee(2008), “A
multiresidue method of determination of 107 pesticides in cabbage and
radish using QuEChERS sample preparation method and gas
chromatography mass spectrophotometry”, Food chemistry, 110(2008),
page (207-213).
12. AOAC official Method 2007.01 (2007), Pesticide Residues in Foods by
Acetonitrile Extraction and Partitioning with Magnesium Sulfate.
13. Guo-Fang Pang (2006), “Validation study on 660 pesticide residues in
animal tissues by gelpermeation chromatography cleanup/gas
chromatography-mass spectrometry and liquid chromatography-tandem
mass spectrometry”, Journal of chromatography A, 1125 (2006), page 1-30.
14. Maurice Hiemstra, Andre de Kok (2007), “Comprehensive multi-residue
method for the target analysis of pesticides in crops using liquid
chromatography-tandem mass spectrometry”, Journal of Chromatography
A, 1154 (2006), page 3-25.
15. Didier Ortelli, Patrick Edder, Claude Corvi (2004), “Multiresidue analysis
of 74 pesticides in fruits and vegetables by liquid chromatographyelectrospray-tandem mass spectrometry”, Analytica Chimica Acta, 520
(2004), page 33-45.
16. Michael Scheutwinkel (2006), Guide to the Expression of Uncertainty in
Measurement (GUM) and its supplemental guides, International Federation
for Consulting GmbH, Germany.
17. E.Michael Thurman, Imma Ferrer and Amadeo Fernandez-Alba (2005),
“Basic principles and technical aspects of LC-MS for pesticide analysis”,
2005 Elsevier B.V, page 394.
18. Wells (2002), “High throughput Bioanalytical Sample Preapation”, Elsevier.
C. TÀI LIỆU KHÁC
19. Tuổi trẻ (03/03/2010), Dùng thuốc trừ sâu vô tội vạ.
20. Dân trí (11/01/2007), 70% rau,quả không an toàn.
21. Công ty TNHH Phú Nông, http:// asiaagnchem.com.
22. Carbamate, http://www.inchem .org/documents/ehc/ehc.64.htm.
23. Http:// ec.europa.eu/ sanco pesticides/ public / index.
24. Hiền, “Xác định hóa chất bảo vệ thực vật carbamate trong một số loại rau
quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS)”