ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Thị Thu Thủy NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM CLO HỮU CƠ TRONG MẬT ONG GÓP PHẦN ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Thị Thu Thủy NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM CLO HỮU CƠ TRONG MẬT ONG GÓP PHẦN ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. Đỗ Quang Huy Hà Nội - Năm 2014 LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Đỗ Quang Huy, giảng viên Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã trực tiếp giao đề tài và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Em cũng tỏ lòng biết ơn đến tập thể các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã truyền đạt hướng dẫn cách tổng hợp các kiến thức quý báu trong suốt những năm học vừa qua và nhiệt tình giúp đỡ em về mọi mặt, cũng như luôn tạo điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành tốt đề tài. Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo và các cán bộ, viên chức Ban 10- 80, Trường Đại học Y Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin cảm ơn các cử nhân Nguyễn Thị Lan Anh đã cộng tác với tôi triển khai nghiên cứu trong lĩnh vực chuyên môn môi trường. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình và bạn bè đã luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2014 Học viên Vũ Thị Thu Thủy MỤC LỤC MỞ ĐẦU U 1 4 5 7 8 9 10 11 14 15 16 18 18 18 20 Chương 1 3 TỔNG QUAN 3 1.1. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật 3 1.1.1 Định nghĩa 3 1.1.2. Phân loại 3 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. Mật ong 1.3.3. Vai trò của cây nguồn mật phấn đối với ong 1.3.4. 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 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU U 20 20 20 20 21 21 34 34 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 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34 34 35 39 39 41 42 43 44 44 44 44 46 52 52 53 54 57 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 3.3. Độ thu hồi của các thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ 3.4. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) 3.5. Quy trình chuẩn bị mẫu và phân tích thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ trong mật ong 3.5.1. Chiết mẫu 3.5.2. Làm sạch dịch chiết 3.5.3. Làm giàu mẫu 3.6. 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 1. Kết luận 2. Khuyến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 6 7 9 13 30 34 35 38 42 43 47 48 49 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Tính chất của DDT và các chất chuyển hóa của nó Bảng 1.2. Tính chất của BHC và các đồng phân của BHC Bảng 1.3. Một số tính chất vật lý của các nhóm thuốc BVTV tiêu biểu thuộc họ clo hữu cơ Bảng 1.4. Thành phần hóa học của mật ong Bảng 2.1. Nồng độ các dung dịch hỗn hợp chất chuẩn Bảng 3.1. Thời gian lưu của một số thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ chuẩn Bảng 3.2. Mối quan hệ giữa nồng độ chất chuẩn và số đếm diện tích píc Bảng 3.3. Phương trình đường ngoại chuẩn và hệ số tương quan của 19 loại thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ Bảng 3.4. Độ thu hồi của các chất khi thực hiện bước chuẩn bị và phân tích mẫu Bảng 3.5. Giá trị LOD, LOQ của phương pháp phân tích thuốc BVTV nhóm cơ clo trong mật ong Bảng 3.6: Kết quả phân tích một số thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ trong các mẫu mật ong tại xã Hồng Nam - tỉnh Hưng Yên (từ mẫu HY1 đễn mẫu HY11) Bảng 3.7: Kết quả dư lượng một số thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ trong các mẫu mật ong tại xã Hồng Nam - tỉnh Hưng Yên (từ mẫu HY12 đến mẫu HY22) Bảng 3.8: Kết quả phân tích dư lượng một số thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ trong các mẫu mật ong tại xã Giáp Sơn - tỉnh Bắc Giang; xã Bằng Khánh - tỉnh Lạng Sơn 5 25 34 39 40 40 41 41 45 57 57 58 58 59 59 60 60 61 61 62 62 63 63 64 64 65 65 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sự chuyển hóa của DDT thành DDE và DDD Hình 2.1. Sơ đồ khối của máy sắc ký khí Hình 3.1. Sắc đồ của các chất chuẩn sử dụng trong nghiên cứu Hình 3.2. Sắc đồ phân tích phân đoạn 1 ứng với dịch rửa giải là 5 mL etyl axetat Hình 3.3.Sắc đồ phân tích phân đoạn 1 ứng với dịch rửa giải là 15 mL etyl axetat. Hình 3.4.Sắc đồ phân tích phân đoạn 1 ứng với dịch rửa giải là 10 mL etyl axetat. Hình 3.5. Sắc đồ phân tích phân đoạn 1 rửa giải bằng 10 mL etyl axetat cho qua cột Al 2 O 3 Hình 3.6. Quy trình chuẩn bị mẫu và phân tích một số thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ trong mật ong Hình 1P. Đường ngoại chuẩn của α-BHC Hình 2P. Đường ngoại chuẩn của Hexachlorbenzen Hình 3P. Đường ngoại chuẩn của β-BHC Hình 4P. Đường ngoại chuẩn của γ-BHC Hình 5P. Đường ngoại chuẩn của δ-BHC Hình 6P. Đường ngoại chuẩn của Heptachlor Hình 7P. Đường ngoại chuẩn của α-Chlordene Hình 8P. Đường ngoại chuẩn của β-Chlordene Hình 9P. Đường ngoại chuẩn của Oxychlordane Hình 10P. Đường ngoại chuẩn của trans-Chlordane Hình 11P. Đường ngoại chuẩn của o,p’-DDE Hình 12P. Đường ngoại chuẩn của cis-Chlordane Hình 13P. Đường ngoại chuẩn của trans-Nonachlor Hình 14P. Đường ngoại chuẩn của p,p’-DDE Hình 15P. Đường ngoại chuẩn của o,p’-DDD Hình 16P. Đường ngoại chuẩn của cis-Nonachlor Hình 17P. Đường ngoại chuẩn của o,p’-DDT và p,p’-DDD Hình 18P. Đường ngoại chuẩn của p,p’-DDT 66 66 67 67 68 68 Hình 19P. Sắc đồ phân tích mẫu HY6 bằng GC/ECD Hình 20P. Sắc đồ phân tích mẫu HY8 bằng GC/ECD Hình 21P. Sắc đồ phân tích mẫu LS1 bằng GC/ECD Hình 22P. Sắc đồ phân tích mẫu LS3 bằng GC/ECD Hình 23P. Sắc đồ phân tích mẫu BG1 bằng GC/ECD Hình 24P. Sắc đồ phân tích mẫu BG2 bằng GC/ECD DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BVTV : Bảo vệ thực vật Bộ NN&PTNT : Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn CTPT : Công thức phân tử DDT : Dichlorodiphenytrichloroethane EU : Liên minh Châu Âu FAO : Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc GC/ECD : Sắc ký khí với detectơ cộng kết điện tử GC/FPD : Sắc ký khí detectơ quang hóa ngọn lửa GC/MS : Sắc ký khí khối phổ LC/APCI/MS : Sắc ký lỏng khối phổ đề ion ở áp suất khí quyển LOD : Giới hạn phát hiện LOQ : Giới hạn định lượng M : Khối lượng phân tử SPE : Chiết pha rắn α-BHC : Alpha – Benzenhexachloride β-BHC : Beta – Benzenhexachloride δ-BHC : Delta – Benzenhexachloride γ-BHC : Gamma – Benzenhexachloride T s : Nhiệt độ sôi T nc : Nhiệt độ nóng chảy 1 MỞ ĐẦU Việt Nam là một nước nông nghiệp với khoảng bảy mươi phần trăm dân số sống bằng nghề nông, vì vậy việc nâng cao năng suất, sản lượng cây trồng luôn được quan tâm hàng đầu. Trên con đường tìm kiếm các biện pháp để tăng năng suất cây trồng, đảm bảo đời sống của người sản xuất, việc đưa hoá chất bảo vệ thực vật vào sản xuất nông nghiệp ở nước ta được coi là một thành tựu khoa học to lớn, từ đó mà năng suất nông sản thu hoạch tăng lên rõ rệt, cuộc sống vật chất của người nông dân no đủ hơn. Tuy nhiên cũng chính từ những lợi ích đó mà người nông dân đã lạm dụng hoá chất trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là hóa chất bảo vệ thực vật một cách quá mức, không chỉ cho các loại cây lương thực mà còn được dùng cho tất cả các loại cây trồng khác trong đó có cây ăn quả, và hoa màu. Theo số liệu của Cục Bảo vệ Thực vật, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, ở Việt Nam, số lượng và chủng loại thuốc bảo vệ thực vật sử dụng ngày càng tăng lên. Nếu như trước năm 1985 khối lượng thuốc bảo vệ thực vật dùng hàng năm khoảng 6.500 đến 9.000 tấn thành phẩm quy đổi và lượng thuốc sử dụng bình quân khoảng 0,3 kg hoạt chất/ha thì hiện nay theo Cục BVTV (Bộ NN&PTNT), trung bình mỗi năm cả nước nhập khẩu khoảng trên 70.000 tấn thuốc bảo vệ thực vật thành phẩm các loại, trong đó 90% được nhập khẩu từ Trung Quốc. Như trong năm 2012 số lượng và giá trị nhập khẩu đã tăng lên 103.500 tấn với khoảng 700 triệu USD. Sự phân hủy chậm của thuốc bảo vệ thực vật đặc biệt là nhóm thuốc bảo vệ thực vật gốc clo hữu cơ và việc sử dụng không đúng cách thuốc bảo vệ thực vật đã làm xuất hiện chúng ở trong môi trường và trong các sản phẩm nông nghiệp, dẫn đến những ảnh hướng xấu đối với sức khỏe con người [19]. Theo thống kê của ngành y tế, trong năm 2012 cả nước đã xảy ra 168 vụ ngộ độc thực phẩm với 5541 nạn nhân và làm chết 34 người, trong khi đó trong năm 2013 cả nước xảy ra 163 vụ ngộ độc thực phẩm với hơn 5000 nạn nhân, trong đó 28 người tử vong. Việc phun trực tiếp hóa chất bảo vệ thực vật lên hoa và sự có mặt của hóa chất bảo vệ thực vật trong không khí là nguyên nhân chính dẫn đến mật hoa có thể chứa các loại hóa chất bảo vệ thực vật. Vì vậy, trong quá trình lấy mật hoa, ong mật [...]... xác định hàm lượng hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ trong mật ong; - Xác định mức dư lượng các loại hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ trong mật ong và bước đầu đánh giá có hay không sự ô nhiễm môi trường do thuốc bảo vệ thực vật tại khu vực lấy mẫu nghiên cứu 2 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật 1.1.1 Định nghĩa Hóa chất bảo vệ thực vật hay còn gọi là thuốc bảo. .. đánh giá rủi ro tiềm tàng của sản phẩm này đến sức khỏe người tiêu dùng, đồng thời cung cấp thông tin về loại thuốc bảo vệ thực vật đã được sử dụng cho các loại cây trồng xung quanh khu vực nuôi ong Vì vậy, đề tài: Nghiên cứu quy trình xác định hàm lượng hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ trong mật ong góp phần đánh giá ô nhiễm môi trường , được lựa chọn với mục tiêu: - Xây dựng được quy trình xác. .. là: mật ong hoa, mật ong dịch lá, mật ong hỗn hợp - Mật ong hoa: Tùy theo lượng mật hoa do ong khai thác chủ yếu từ một hay nhiều hoa mà mật ong được chia làm 2 loại là mật ong đơn hoa và mật ong đa hoa Mật ong đơn hoa như: mật ong hoa nhãn, mật ong hoa vải, mật ong hoa bạch đàn, Mật ong đa hoa gồm một số loại như mật ong vải nhãn, mật ong hoa rừng,… - Mật ong dịch lá: là mật ong do ong khai thác từ mật. .. cả mật hoa và các hóa chất bảo vệ thực vật về tổ Đó là nguyên nhân có thể làm xuất hiện hóa chất bảo vệ thực vật trong mật ong [23] Ở Việt Nam, mật ong được sản xuất với số lượng lớn và phủ rộng khắp các vùng miền Mật ong được sử dụng làm thức ăn, sản xuất hóa mỹ phẩm, dược phẩm và được xuất khẩu tới nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ Việc giám sát dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong mật ong giúp đánh. .. 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…) 1.2 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. .. dụ mật ong đay, mật ong cao su,… - Mật ong hỗn hợp: mật ong do ong khai thác từ mật hoa và mật của dịch lá, ví dụ mật ong cao su - vải, mật ong cà phê – bạch đàn - táo – đay Sự đa dạng và phong phú của các cây nguồn mật tạo nên các loại mật ong khác nhau như mật ong hoa vải, mật ong hoa nhãn, mật ong hoa bạch đàn, mật ong rừng… Các loại mật ong khác nhau có màu sắc, hương vị đặc trưng riêng như mật. .. đựng mật ong trong những lọ, chai thủy tinh mờ và bảo quản ở những nơi thoáng mát (nhiệt độ không quá 36oC) Mật ong có tính chất lên men, khi tỷ lệ nước trong mật ong cao, vượt quá 21%, mật dễ bị lên men sinh ra khí CO2 làm cho mật bị chua, chất lượng mật giảm Đặc biệt, nếu sử dụng các đồ đựng mật bằng kim loại, mật có thể bị biến chất, gây ngộ độc cho người sử dụng vì trong mật ong có chứa axit hữu cơ. .. tăng thêm hàm lượng kim loại trong mật ong b Thành phần hóa học của mật ong Thành phần hóa học của mật ong khá phức tạp vì chứa đến 80 các loại chất khác nhau có liên quan đến dinh dưỡng Thành phần chính và tỷ lệ các chất hóa học quan trọng của mật ong thể hiện ở bảng 1.4 Bảng 1.4 Thành phần hóa học của mật ong [11] STT Thành phần hóa học I Tỷ lệ trung bình (%) Biên độ giao động (%) Thành phần chủ yếu... nhiều thông tin chỉ thị môi trường (thông qua tìm kiếm thức ăn) cho mỗi mùa Cuối cùng, nhiều loại vật chất được đưa vào tổ ong (mật hoa, phấn hoa, dịch ngọt, sáp ong và nước) và được lưu trữ trong mật ong [24] Do đó sản phẩm mật do ong tạo ra bị nhiễm thuốc BVTV 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 Dư lượng. .. bằng dung môi 1 hoặc những dung môi thích hợp có khả năng chiết tách chất theo hướng tăng dần Trường hợp dung môi dùng để giải hấp không tan trong dung môi đã sử dụng để rửa tạp thì phải rút chân không nhẹ để làm khô cột trước khi cho dung môi giải hấp vào Về nguyên tắc không nên sử dụng dung môi có khả năng chiết tách quá mạnh vì có thể lôi kéo theo cả những tạp chất không mong muốn trong quá trình giải . được quy trình xác định hàm lượng hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ trong mật ong; - Xác định mức dư lượng các loại hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ trong mật ong và bước đầu đánh. xung quanh khu vực nuôi ong. Vì vậy, đề tài: Nghiên cứu quy trình xác định hàm lượng hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ trong mật ong góp phần đánh giá ô nhiễm môi trường , được lựa chọn. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Thị Thu Thủy NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM CLO HỮU CƠ TRONG MẬT ONG GÓP PHẦN ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM MÔI