TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN
LÊ THỊ BÉ THI
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH
PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI TRIFULRALIN, DIAZINON,
MALATHION, DICHLORVOS TRONG NƯỚC VÀ SẢN
PHẨM THỦY SẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN
2011
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN
LÊ THỊ BÉ THI
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH
PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI TRIFULRALIN, DIAZINON,
MALATHION, DICHLORVOS TRONG NƯỚC VÀ SẢN
PHẨM THỦY SẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN
CÁN BỘ HUỚNG DẪN
Th.S TRẦN MINH PHÚ
Và cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn tất cả các bạn lớp chế biến đã
động viên và ủng hộ trong suốt quá trình em thực hiện đề tài luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn.
Cần Thơ, ngày 11 tháng 07 năm 2011
Lê Thị Bé Thi
i
TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích đồng thời
trifluralin, diazinon, malathion, dichlorvos trong nước và sản phẩm thủy
sản bằng phương pháp sắc ký khí” được thực hiện với mục đích tìm ra một
quy trình phân tích đồng thời các hợp chất thuốc từ sâu tồn lưu trong nước và
sản phẩm thủy sản. Đề tài gồm các nội dung sau: (1) khảo sát chu trình nhiệt
độ cột sắc ký trong quy trình phân tích đồng thời Dichlorvos, Trifluralin,
Diazinon, Malathion trong nước và sản phẩm thủy sản bằng phương pháp sắc
ký khí (hỗn hợp dung dịch chuẩn có nồng độ 50 ppb). (2) khảo sát hiệu suất
thu khi cô cạn dung dịch chiết tách bằng hệ thống cô quay và thổi khí nitrogen
(hỗn hợp dung dịch chuẩn có nồng độ 50 ppb). (3) khảo sát hiệu suất thu hồi
khi cho dung dịch chuẩn 100 ppb qua cột SPE (cột nhồi C18) có hoạt hóa và
không có hoạt hóa. (4) khảo sát dung môi trích ly trong quy trình phân tích
trên mẫu cá, tôm lần lượt là Acetonitril:Aceton (tỉ lệ 1:1), Acetonitrile,
Ethylacetate. Trên mẫu nước sử dụng dung môi ly trích bằng Acetonitrile,
Ethylacetate, Dichlomethan và Ethylacetate qua cột SPE (cột nhồi C18).
Qua quá trình khảo sát, kết quả quy trình ly trích bằng Acetonitrile
phân tích trên mẫu cá và tôm đạt kết quả tốt nhất. Trên mẫu cá cho hiệu suất
thu hồi Dichlorvos (83%), Trifluralin (107%), Diazinon (68%), Malathion
2.2.1 Lịch sử phát triển phương pháp sắc ký...........................................14
2.2.2 Khái niệm về phương pháp sắc ký .................................................15
2.2.3 Sắc ký khí......................................................................................16
2.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ...........................................19
2.4 Quy trình phân tích tổng quát...............................................................20
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................21
3.1 Phương tiện nghiên cứu .......................................................................21
3.1.1 Địa điểm nghiên cứu .....................................................................21
3.1.2 Nguyên liệu nghiên cứu.................................................................21
3.1.3 Thiết bị..........................................................................................21
3.1.4 Hóa chất ........................................................................................21
3.2 Phương pháp nghiên cứu......................................................................21
3.2.1 Thí nghiêm 1: Khảo sát chu trình nhiệt độ cột sắc ký trong quy trình
phân tích đồng thời Malathion, Dichlorvos, Diazinon, Trifluralin trên sản
phẩm thủy sản và nước bằng phương pháp sắc ký khí................................22
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát hiệu suất thu hồi khi cô cạn dung dịch chiết
tách bằng hệ thống cô quay và thổi khí Nitrogen ....................................23
3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát hiệu suất thu hồi khi cho dung dịch chuẩn
qua cột SPE có hoạt hóa và không có hoạt hóa.......................................24
3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát dung môi trích ly thích hợp trong quy trình
phân tích đồng thời các chất dichlorvos, trifluralin, diazinon, malathion
trên sản phẩm thủy sản và nước..............................................................25
3.3 Xử lý số liệu ........................................................................................27
iii
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................28
4.1 Kết quả khảo sát chu trình nhiệt độ cột sắc ký trong quy trình phân tích
đồng thời Malathion, Dichlorvos, Diazinon, Trifluralin trên sản phẩm thủy
Bảng 4.1 Thời gian lưu của từng chất khi chạy sắc ký khí với dung dịch chuẩn
ở nồng độ 50 ppb theo các chu trình nhiệt độ.................................................28
Bảng 4.2 Hiệu suất thu hồi diện tích peak giữa hai hệ thống cô cạn dung dịch
chuẩn.............................................................................................................31
Bảng 4.3 Diện tích peak khi cho dung dịch các chất phân tích qua cột SPE...32
Bảng 4.4 Diện tích peak các chất phân tích trên mẫu cá.................................33
Bảng 4.5 Diện tích peak các chất phân tích trên mẫu tôm ..............................35
Bảng 4.6 Trung bình diện tích peak trên mẫu nước thông qua các dung môi ly
trích...............................................................................................................37
Bảng 4.7 Giới hạn phát hiện trên mẫu (nồng độ đầu).....................................40
v
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Cấu trúc Malathion .......................................................................... 2
Hình 2.2 Cấu trúc Dichlorvos ......................................................................... 3
Hình 2.3 Cấu trúc Diazinon ............................................................................ 4
Hình 2.4 Công thức cấu tạo của trifluralin ...................................................... 5
Hình 2.5 Cấu trúc Thionazin .......................................................................... 5
Hình 2.6 Cấu trúc Sulfotep ............................................................................. 6
Hình 2.7 Cấu trúc Phorate .............................................................................. 6
Hình 2.8 Cấu trúc Dimethoate ........................................................................ 6
Hình 2.9 Cấu trúc Disulfoton.......................................................................... 6
Hình 2.10 Cấu trúc Methyl parathion ............................................................. 7
Hình 2.11 Cấu trúc Parathion ......................................................................... 7
Hình 2.12 Cấu trúc Farmphur ......................................................................... 7
Hình 2.13 Hệ thống sắc ký khí (GC)..............................................................16
Hình 2.14 Cấu tạo của đầu dò ECD ...............................................................18
Hình 2.15 Quy trình phân tích tổng quát........................................................20
Acetonitrile
DEG
Diethylene glycol
ECD
Đầu dò bắt điện tử (electron capture detection)
EU
Thị trường Châu Âu
FAO
Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc
GC
Hệ thống sắc ký khí (Gas chromatograph)
LD50
Nồng độ gây chết 50% cá thể
TBVTV
Thuốc bảo vệ thực vật
kim ngạch xuất khẩu cá tra của nước ta năm 2010 chỉ đạt 659.000 tấn trị giá
khoảng 1,427 tỷ USD không đạt mục tiêu đặt ra trong năm 2010 là 1,5 tỷ USD
(Vasep, 2011).
Để đảm bảo chất lượng thủy sản nên việc kiểm tra tồn lưu dư lượng
kháng sinh, hóa chất độc hại có trong sản phẩm thủy sản là không thể thiếu.
Đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích đồng thời Trifluralin,
Dichlorvos, Malathion, Diazinon trong nước và sản phẩm thủy sản bằng
phương pháp sắc ký khí ” được thực hiện nhằm tìm ra qui trình phân tích
thích hợp trong điều kiện phòng thí nghiệm Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến
thủy sản.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng quy trình phân tích đồng thời Trifluralin, Dichlorvos,
Malathion, Diazinon trong nước và sản phẩm thủy sản
1.3 Nội dung thực hiện
Tối ưu hóa quy trình chiết tách đồng thời Trifluralin, Dichlorvos,
Malathion, Diazinon trong nước và sản phẩm thủy sản.
Xây dựng qui trình phân tích đồng thời Trifluralin, Dichlorvos,
Malathion, Diazinon trong nước và sản phẩm thủy sản bằng phương pháp sắc
ký khí.
1.4. Thời gian thực hiện đề tài
Từ tháng 1 đến tháng 7 năm 2011
1
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu chung
Trifluralin, Dichlorvos, Malathion, Diazinon là những hóa chất thuộc
thuốc bảo vệ thực vật (TBVTV) thuộc nhóm lân hữu cơ có tác dụng diệt sâu
bọ và diệt cỏ dại. Từ năm 1942 đến nay có tới trên 50.000 TBVTV mới được
- Nước:
145 mg/l
- Tan nhẹ trong ete dầu hoả và một vài loại dầu khoáng.
- Hòa tan được với hầu hết các dung môi hữu cơ.
Nguồn:
2.1.1.2 Dichlorvos
Dichlorvos là chất chuyển hóa từ Trichlorofon dạng chất lỏng không
màu đến hổ phách với một mùi hóa chất nhẹ.
Tên thương mại: Dipterex, Apavap, Benfos, Cekusan, Cypona,
Derriban, Derribante, Devikol, Didivane, Duo-Kill, Duravos, Elastrel, FlyBate, Fly-Die, Fly-Fighter, Herkol, Marvex, No-dịch hại, Prentox, Vaponite,
Vapona, Verdican, Verdipor và Verdisol.
Tên hóa học: 2,2-dichlorovinyl dimethyl phosphate
Công thức phân tử: C4H7Cl2O4P
Cấu trúc:
Hình 2.2 Cấu trúc Dichlorvos
(Nguồn />Trọng lượng phân tử: 220.98g/mol
Độ hòa tan trong nước:10.00mg/L
Độ hòa tan trong dung môi khác: dichloromethane, 2-propanol, toluene,
ethanol, chloroform, acetone.
Áp suất hơi: 290 mPa ở 200C.
EPA đã phân loại Dichlorvos thuộc lớp độc tính I - có độc tính cao, bởi
vì nó có thể gây ung thư với nồng độ rất nhỏ.
3
2.1.1.3 Diazinon
Công thức phân tử: C13H16F3N3O4
Khối lượng phân tử: 335.3
Cấu trúc:
Hình 2.4 Công thức cấu tạo của trifluralin
(Nguồn />Trifluralin là một hóa chất nhân tạo, là chất rắn hay tinh thể màu da
cam hay vàng nhạt, có nhiệt độ sôi khoảng 139 – 1400C ở điều kiện bình
thường và có nhiệt độ tan chảy ở 46 – 470C ở cùng điều kiện.
Tan trong nước và nhiều trong dung môi hữu cơ: Acetone, chloroform,
acetonitrile, toluene, ethylacetate, hexan, methanol....
2.1.1.5 Một số chất thuộc nhóm lân hữu cơ sử dụng trong TBVTV
Triethylphospho: (DDV- dichloro diphenyl vinyl phosphat) màu vàng
nhạt.
Thionazin: (O, O-diethyl O-pyrazin-2-yl phosphorothioate hay
O, O-diethyl O pyrazinyl phosphorothioate)
Công thức phân tử: C8H13N2O3PS
Cấu trúc:
Hình 2.5 Cấu trúc Thionazin
Sulfotep: (thiodiphosphoric acid ([(HO)2P(S)]2O) tetraethyl ester)
Công thức phân tử: C8H20O5P2S2
Cấu trúc:
5
Hình 2.6 Cấu trúc Sulfotep
Phorate: ( O, O-diethyl S-ethylthiomethyl phosphorodithioate)
Công thức phân tử: C7H17O2PS3
Cấu trúc:
Hình 2.12 Cấu trúc Farmphur
(Nguồn />2.1.2 Sự nhiễm độc TBVTV
TBVTV chất dễ bay hơi vào không khí, dễ nhiễm vào nước và hấp phụ
mạnh vào trong đất nên thuốc có thể nhiễm vào cơ thể do:
Ăn thực phẩm nhiễm TBVTV.
Hít phải không khí có hơi thuốc khuếch tán vào.
Tiếp xúc với thuốc trong thời gian dài.
(Nguồn truy cập ngày 21/02/2011)
7
2.1.3 Độc tính
Chỉ tiêu để biểu thị độ độc cấp tính của một chất độc nói chung, và của
một loại TBVTV nói riêng - đối với động vật máu nóng trong trường hợp chất
đó xâm nhập qua đường miệng vào bộ máy tiêu hoá là chỉ số LD50. Khi tác
động lên cùng một loài động vật, mỗi loại TBVTV có một trị số LD50 riêng,
biểu thị độc độc cấp tính đối với động vật máu nóng. LD50 là liều gây chết
cho 50% số lượng con vật thử nghiệm (chuột bạch, thỏ…) được tính bằng số
lượng miligam hoạt chất của thuốc/Kg thể trọng của con vật thí nghiệm. Trị số
LD50 của một loại thuốc càng nhỏ thì độ độc cấp tính của thuốc đối với động
vật máu nóng càng cao thì càng nguy hiểm đối với người và động vật. Theo
quy định của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, các thuốc BVTV chia
thành các nhóm có độ độc cấp tính khác nhau, tuỳ theo trị số LD50 (qua
đường miệng) của thuốc đó.
Bảng 2.1 Phân chia các nhóm độc theo WHO
Độc cấp tính LD50 (chuột nhà) mg/kg
Qua miệng
5
20
10
40
5-50
20-200
10-100
40-400
50-500
200-2000
100-1000
400-4000
Chữ thập đen
trên nền trắng
500-2000
Chữ thập đen trên nền
trắng)
III-“Cẩn thận” (chữ đen,
Vạch đen không liên
vạch màu xanh nước biển) tục trên nền trắng
Độc tính LD50 qua miệng
Thể rắn
Thể lỏng
2000
(Nguồn />Độc tính TBVTV gây độc côn trùng chủ yếu bằng sự photphoryl hóa
Acetylcholinesterase (AChE) ở đầu tận cùng thần kinh. Vai trò chủ yếu của
enzym AChE là kiểm soát sự truyền các xung động thần kinh (TK) từ sợi thần
kinh tới cơ và các tế bào tuyến, các tế bào thần kinh khác ở hạch và não. Một
ít enzym bị kìm hãm bằng sự photphoryl hóa, trước khi xuất hiện các triệu
chứng và dấu hiệu nhiễm độc nguyên nhân tử vong thường là suy hô hấp
dụng ở châu Á nằm trong danh mục “Rất nguy hiểm” theo xếp loại của PAN.
Tại Việt Nam, nghiên cứu của PAN được thực hiện ở xã Vĩnh Hanh,
huyện Châu Thành (tỉnh An Giang) và xã Hải Vân, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam
Định với sự hỗ trợ của Trung tâm Nghiên cứu giới, gia đình và môi trường
trong phát triển (CGFED). Ghi nhận 28% số nông dân tại An Giang, 60% số
nông dân tại Nam Định được hỏi những vấn đề về sức khỏe liên quan đến
thuốc trừ sâu khi phun xịt hoặc sống gần nơi có thuốc trừ sâu thì dấu hiệu sức
khỏe nông dân thường gặp là nhức đầu, choáng, nổi mẩn ngứa, mệt, đau nhức
người... (nguồn hpp//www.us.24h.com).
Trong vài năm gần đây tại Việt Nam cũng đưa ra các số liệu đáng ngại.
Năm 2002, có 7.170 trường hợp nhiễm độc thuốc trừ sâu được ghi nhận tại
Việt Nam (WHO, 2005). Kết quả xét nghiệm máu ngẫu nhiên của 190 nông
dân ở khu vực ĐBSCL cho thấy hơn 35% mẫu bị nhiễm thuốc trừ sâu cao và
21% bị nhiễm thường xuyên (Dasgupta et al., 2007).
10
Bảng 2.3 Các loại thuốc biệt nguy hiểm cho sức khỏe con người
Tên thuốc
Cypermethin
Lambda-cyhalothrin
Mancozeb
Monocrotophos
2,4-D5
Endosulfan
Propiconazole
Butachlor
Paraquat
Fipronil
2.1.5 Ảnh hưởng TBVTV trên thủy sản
2.1.5.1 Nguyên nhân dẫn đến sự nhiễm TBVTV trong nước và thủy sản
- TBVTV được sử dụng nhiều trong nông nghiệp
- Nước thải từ các nhà máy sản xuất các loại TBVTV
- Nước thải từ rửa các thiết bị sử dụng để phun TBVTV
- Trong nước thải thành phố chứa các hóa chất (thuốc diệt nấm,
thuốc trừ sâu bacteriocides).
- Nước thải từ công nghiệp có sử dụng hóa chất thuốc BVTV , (ví dụ
như trong công nghiệp dệt may).
Bên cạnh đó thì người dân Việt Nam nuôi trồng thủy sản còn phụ thuộc
vào tự nhiên như nước nuôi lấy từ sông mà không qua kiểm tra và xử lý nên
xác xuất động vật thủy sản nhiễm TBVTV là rất lớn, chủ yếu là do:
- Nhiễm từ môi trường nước: nước nuôi trồng thủy sản chủ lấy từ
sông nên nước trong suốt quá trình nuôi dễ nhiễm TBVTV.
- Do người nuôi dùng TBVTV nhằm xử lý nguồn nước, cải tạo ao
nuôi, diệt ký sinh trùng trong quá trình nuôi.
11
Bảng 2.4 Các lớp độc tính của thuốc trừ sâu cho cá
Class
I
II
III
IV
LC50 , mg/L*
Below 0.5
0.5 - 5.0
Water flea
0,56 - 0,9 ppm
Stone fly
2,8 ppm
Side swimmer
2,2 ppm
2.1.5.2 Tình hình sử dụng thuốc trong thủy sản
Việc sử dụng thuốc và hóa chất trong nuôi trồng thủy sản rất khó kiểm
soát. Việt Nam có 223 hoạt chất với 685 tên thương mại khác nhau của nông
dược không kể những loại bị cấm nhưng nông dân vẫn sử dụng.
Các hóa chất được sử dụng trong mô hình nuôi thâm canh và bán thâm
canh chủ yếu với mục đích diệt tạp, xử lý nước và kháng sinh được người nuôi
sử dụng trong quá trình nuôi thường ở dạng kháng sinh đơn lẻ chủ yếu. Cách
sử dụng thuốc chủ yếu người nuôi dựa vào kinh nghiệm và tự pha trộn. Do
người dân chưa nhận thức đầy đủ về mức độ độc hại của việc sử dụng thuốc
trong nuôi trồng thủy sản, cũng như ảnh hưởng của thuốc đến môi trường và
sức khỏe nên chưa chấp hành tốt một số qui định của Bộ thủy sản về việc sử
dụng thuốc thú y thủy sản trong nuôi trồng thủy sản, còn tới 61% số hộ nuôi
tôm thâm canh và bán thâm canh sử dụng một số thuốc không có tên trong
12
hoá học: o, o-dimethyl 0-4-nitro-m-tolyl phosphorthiate. Tên khác
Fenitrothion, Metathion, Metylnitrophos, Folithion. Tính chất rất giống MP,
tuy nhiên dễ tan trong nước và môi trường kiềm thủy phân chậm.
Basudin: (C12H21N2O3PS)-Diazinon. Tên hóa học: O-dietyl-O-(2
isopropyl-4-methyl pyrimidin-6) –thiophosphat, tinh khiết ở dạng dầu không
13
màu, có áp suất hơi và độ bay hơi cao, ít tan trong nước và tan nhiều trong
dung môi hữu cơ.
DDVP (Dichlorovos, Nuvan, Vaponan, Nogos, Desvap) Chủ yếu là
Chlo và phospho và là chất lỏng không màu, mùi tương đối dễ chịu, tan tốt
trong dung môi hữu cơ, nhưng ít tan trong nước, độ bay hơi cao.
Methidathion: ở dạng nguyên chất là một tinh thể không màu không tan
trong nước, tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ như rượu metilic, aceton,
bezen ...không ăn mòn kim loại. Tương đối bền trong môi trường trung tính và
acid nhẹ, thuỷ phân nhanh trong môi trường kiềm.
Vifuran 3G: chứa 3% Carbofuran là thuốc phòng trừ hữu hiệu tuyến
trùng hại lúa, sâu xám, rệp, sùng trắng, sùng bửa củi hại mía, cà phê, vườn
ươm, cây ăn quả và cây rừng.
Visher 25ND: chứa 25% Cypermethrin là thuốc trừ sâu có tác động tiếp
xúc, vị độc và gây ngán đối với sâu hại, trừ sâu keo hại lúa, sâu đục quả hại
xoài.
Chlorban 20EC: chứa 20% Chlorpyriphos là thuốc trừ sâu có tác dụng
mạnh khi tiếp xúc, vị độc, xông hơi cực mạnh. Trừ được các loại côn trùng đã
kháng thuốc cúc tổng hợp.
Amico 10EC: chứa 10% Imidaclopri là thuốc đặc trị rầy nâu, bọ trĩ (bù
lạch) trên lúa và dưa hấu.
Vitashield 40EC: chứa 40% Chlorpyriphos là thuốc trừ sâu phổ rộng,
phần của hỗn hợp có thể tương tác với pha tĩnh dựa trên điện tích, độ tan
tương đối và tính hấp phụ.
Trong đó, pha động mang chất phân tích di chuyển qua pha tĩnh, pha
tĩnh trì hoãn sự di chuyển của các thành phần trong mẫu. Khi các thành phần
này di chuyển qua hệ thống với tốc độ khác nhau, chúng sẽ được tách khỏi
nhau theo thời gian. Một cách lý tưởng, mỗi thành phần đi qua hệ thống trong
một khoảng thời gian riêng biệt, gọi là "thời gian lưu."
Trong kỹ thuật sắc ký, hỗn hợp được mang đi bởi chất lỏng (sắc ký
lỏng) hoặc khí (sắc ký khí) và các thành phần của nó được tách ra do sự phân
bố khác nhau của các chất tan khi chúng chảy qua pha tĩnh rắn hay lỏng.
Nhiều kỹ thuật khác nhau đã được dùng để phân tích hợp chất phức tạp dựa
trên ái tính khác nhau của các chất trong môi trường động khí hoặc lỏng và đối
với môi trường hấp phụ tĩnh mà chúng di chuyển qua, như giấy, gelatin hay
gel magnesium silicate.
Sắc ký là kỹ thuật tách và phân tích các chất trong hỗn hợp mẫu dựạ
theo những tính chất hoá học, vật lý của các chất trong những điều kiện nhất
định như:
- Tính chất trao đổi ion hay cặp ion.
- Tính chất hấp phụ của các chất
- Sự tạo phức và liên hợp các phân tử
- Sự rây phân tử theo kích thước của chúng
- Sự phân bố của các chất của hai pha không tan vào nhau
15
Copyright: Tài liệu đại học ©