MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .........................................................................................3
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................................4
DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................................5
MỞ ĐẦU ..............................................................................................................................6
CHƢƠNG I - TỔNG QUAN ...........................................................................................7
I.1 Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật ...................................................................7
I.1.1. Khái niệm về hóa chất bảo vệ thực vật............................................................7
I.1.2. Phân lo ại thuốc bảo vệ thực vật........................................................................7
I.2. Sơ lƣợc về một số hóa chất bảo vệ thực vật trong nghiên cứu. ................. 10
I.2.1. Nhóm lân hữu cơ ............................................................................................. 10
I.2.2. Nhóm Clo hữu cơ ............................................................................................ 12
I.2.3. Nhóm Pyrethroid ............................................................................................. 13
I.3. Tổng quan về Chè ................................................................................................ 15
I.4. Tổng quan về các kỹ thuật xử lý mẫu ............................................................. 19
I.4.1. Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng............................................................................... 20
I.4.2. Kỹ thuật chiết pha rắn. ................................................................................... 21
I.5. Tổng quan về phƣơng pháp sắc ký khí khối phổ.......................................... 23
I.5.1. Cấu tạo của hệ thống sắc ký khí khối phổ.................................................... 24
I.5.2. Kỹ thuậ

ợ

................ 27

I.5.3. Định tính, định lượng trong phân tích sắc ký khí khối phổ. ...................... 28
CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................... 31
II.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 31
II.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu .......................................................... 32
II.2.1. Hóa chất .......................................................................................................... 32
II.2.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu .................................................................... 32


1

FAO

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên
Hợp Quốc.

2

GC

Sắc ký khí

3

GC/MS

Sắc ký khí khối phổ

4

HC BVTV

Hóa chất bảo vệ thực vật

5

HC



Detector khối phổ

11

SPE

Chiết rắn- lỏng

12

TCYTTG

Tổ chức Y tế Thế Giới

13

WHO

Tổ chức Y tế Thế Giới

3


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1

Phân loại nhóm độc theo TCYTTG

Bảng 3.1

Kết quả khảo sát độ lặp lại của quy trình phân tích

Bảng 3.9

Kết quả khảo sát độ thu hồi của quy trình phân tích

Bảng 3.10

Kết quả phân tích một số mẫu chè thực tế

4


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1

Công thức cấu tạo của Dimethoate

Hình 1.2

Công thức cấu tạo của Diazinon

Hình 1.3

Công thức cấu tạo của Fenitrothion

Hình 1.4

Công thức cấu tạo của Endosulfan sulfat


Hình ảnh cột mao quản

Hình 3.1

Sắc ký đồ mix HC BVTV phân tích theo chế độ SIM

Hình 3.2

Sắc ký đồ của Diazinon có mảnh phổ 179; 137; 152 m/z

Hình 3.3

Sắc ký đồ của Fenitrothion có mảnh phổ 277; 125; 109 m/z

Hình 3.4

Sắc ký đồ phân tích mẫu chè không có HC BVTV

Hình 3.5

Đường ngoại chuẩn của Diazinon

5


MỞ ĐẦU
Chè là thức uống thông dụng, phổ biến nhiều người ưa dùng. Chè có tác
dụng ngăn ngừa bệnh cao huyết áp, hỗ trợ tim mạch, ngăn ngừa ung thư, diệt khuẩn
răng miệng,...Những năm gần đây, việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đã làm tăng
năng suất cây chè. Tuy nhiên, hiện nay, ở nhiều địa phương, các hộ nông dân trồng

I.1.1. Khái niệm về hóa chất bảo vệ thực vật.
Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực của Liên Hiệp Quốc (FAO) đã đưa ra định
nghĩa khá hoàn chỉnh về hóa chất bảo vệ thực vật (HC BVTV) như sau:
“HC BVTV là bất kì hợp chất hay hỗn hợp được dùng với mục đích ngăn ngừa,
tiêu diệt hoặc kiểm soát các tác nhân gây hại, bao gồm vật chủ trung gian truyền
bệnh của con người hoặc động vật, các bộ phận không mong muốn của thực vật
hoặc động vật gây hại hoặc ảnh hưởng đến các quá trình sản xuất, chế biến, bảo
quản, vận chuyển, mua bán thực phẩm, nông sản, gỗ và sản phẩm từ gỗ, thức ăn
chăn nuôi, hoặc hợp chất được phân tán lên động vật để kiểm soát côn trùng, nhện
hay các đối tượng khác trong hoặc trên cơ thể chúng. HC BVTV còn được dùng
làm tác nhân điều hòa sinh trưởng thực vật, chất làm rụng lá, chất làm khô cây, tác
nhân làm thưa quả hoặc ngăn chặn rụng quả sớm.Cũng có thể dùng HC BVTV cho
cây trồng trước cũng như sau khi thu hoạch để bảo vệ sản phẩm không bị hỏng
trong quá trình bảo quản và vận chuyển” [18].
I.1.2. Phân loại thuốc bảo vệ thực vật.
Có nhiều cách phân loại TBVTV[31], trong đó có 4 cách phân loại chủ yếu sau
đây:
I.1.2.1. Phân loại theo mục đích sử dụng:
* Nhóm các chất trừ sâu, trừ nhện, trừ côn trùng gây hại:
+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa Clo ( organnochlorine):
+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa Photpho (organophosphorus):
+ Nhóm các hợp chất Cabamat:
+ Nhóm Pyrethroid
+ Nhóm Neonicotinoid:
7


* Nhóm các chất trừ nấm, trừ bệnh, trừ vi sinh vật gây hại:
+ Các hợp chất chứa đồng :
+ Các hợp chất chứa Lưu huỳnh:

≤ 10

≤ 40

I.b. Độc

5-50

20-200

10-100

40-400

II. Độc trung bình

50-500

200-2000

100-1000

400-4000

III. Độc ít

500-2000

2000-3000


1-12 tuần.
+ Nhóm chất bền vững trung bình: Các hợp chất nhóm này có độ bền vững từ 118 tháng. Điển hình là thuốc diệt cỏ 2,4D (thuốc loại hợp chất có chứa Clo).
+ Nhóm chất bền vững: Các hợp chất nhóm này có độ bền vững từ 2-5 năm.
Thuộc nhóm này là các loại thuốc trừ sâu đã bị cấm sử dụng tại Việt Nam là DDT,
666,…đó là các hợp chất Clo bền vững.
+ Nhóm chất rất bền vững: Đó là các hợp chất kim loại hữu cơ, loại chất này có
chứa các kim loại nặng như Thủy ngân (Hg), Asen (As) không bị phân hủy theo
thời gian, chúng bị cấm sử dụng tại Việt Nam.
9


I.1.2.4. Phân loại theo cơ chế tác động.
* TBVTV tác dụng tiếp xúc
* TBVTV tác dụng vị độc
* TBVTV tác dụng nội hấp
* TBVTV tác dụng xông hơi
I.2. Sơ lƣợc về một số hóa chất bảo vệ thực vật trong nghiên cứu.
I.2.1. Nhóm lân hữu cơ
- Dimethoate[ 12,13]
Theo IUPAC, Dimethoate có tên gọi khác là O,O – dimethyl S-methylcarmaoyl
phosphorodithioate, 2- dimethoxyphosphiniothio-N-methylacetamide. Dimethoate
có khối lượng phân tử là 229,3 g/mol, công thức phân tử : C5H12NO3PS2

Hình 1.1: Công thức cấu tạo Dimethoate
Dimethoate nguyên chất có dạng tinh thể, trắng, nhiệt độ nóng chảy 45 0 -48 0C.
Dimethoate tan nhiều trong nước và trong các dung môi hữu cơ phân cực, Tan ít
trong dung môi kém phân cực và không phân cực.
Dimethoate tương đối bền trong môi trường acid và trung tính (pH=2-7), thủy
phân nhanh trong môi trường kiềm.
Trong động vật cũng như trong thực vật, cơ chế biến đổi của Dimethoate là giống

ăn

quả,

ngô,

mía,

thuốc

lá,

khoai

tây[17].

Diazinon có tác động tiếp xúc, vị độc, thấm sâu, hiệu lực trừ sâu rất cao,
nhanh và kéo dài, là chất độc đối với con người và côn trùng thông qua tác động
của nó vào các enzim thần kinh. Diazinon kết hợp hóa học với các enzym
acetylcholinesterase và bất hoạt nó. Người bị ngộ độc diazinon thường có các triệu
chứng chính là đau đầu, buồn nôn, chóng mặt, mờ mắt, tức ngực, khó thở, hoặc co
giật cơ bắp yếu, khó khăn trong việc đi bộ, nôn mửa, đau bụng, và tiêu chảy[16]
- Fenitrothion[26]

11


Theo IUPAC, Fenitrothion có công thức phân tử C9H12 NO5PS, khối lượng phân
tử 277,23 g/mol, có công thức cấu tạo như hình vẽ


xylen. Bền trong môi trường axit, thủy phân trong môi trường kiềm.
Permethrin là một hóa chất diệt côn trùng thông dụng, sinh vật ký sinh.Hóa chất
này như là một chất gây độc tố cho thần kinh, làm tăng độ thấm của của Na qua
màng tế bào thần kinh, kết quả gây nên sự lặp đi lặp lại và kéo dài xung động thần
kinh trong cơ quan cảm giác và làm đình trệ xung động trong sợi thần kinh.Hóa
chất này không gây hại nhanh động vật có vú và chim, nhưng là hóa chất rất độc đối
với mèo và cá [27].
-Cyfluthrin
Cyfluthrin có công thức phân tử: C22H18Cl2FNO3
Khối lượng phân tử: 434,29g/mol
Công thức cấu tạo:

13


Hình 1.6: Công thức cấu tạo của Cyfluthrin
Nhiệt độ nóng chảy: 60 0C
Đặc tính kỹ thuật: Không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ không
phân cực
Độ độc: Liều gây độc LD50 = 250 mg/kg trong các sản phẩm diệt côn trùng [33].
-Fenvalerate
Fenvalerate có công thức phân tử: C25H22 ClNO3, khối lượng phân tử:
419,91g/mol và công thức cấu tạo:

Hình 1.7: Công thức cấu tạo của Fenvalerate
Fenvalerate có dạng chất lỏng sệt, màu vàng nâu, nhiệt độ nóng chảy 59-60 0C.
Tan tốt trong các dung môi ethylacetate, chloroform, acetone, methanol ở 20 0C.
Liều gây độc LD50 đối với chuột là khoảng 100 – 300mg/kg [29].
-Deltamethrin
Deltamethrin có công thức phân tử: C22 H19Br2NO3, khối lượng phân tử: 505,2 g/mol


Đây là một vùng chè rất quan trọng của Việt Nam, có hai trình độ sản xuất quảng
canh và thâm canh khác nhau rõ rệt. Đó là tiểu vùng chè rừng dân tộc và tiểu vùng
chè đồi công nghiệp với trình độ thâm canh cao hơn.
Sản lượng búp chè tươi chiếm 31.15% tổng sản lượng chè búp tươi cả nước.
Giống chè chủ yếu là chè Shan và Trung du, hiện nay đã có một số giống mới như:
Bát Tiên, Đại Bạch trà, TR777, LDP1, … đang được trồng khảo nghiệm.
Vùng chè Trung du Bắc Bộ
Vùng chè Trung du Bắc Bộ nằm tại ranh giới giữa miền núi và miền đồng bằng
Bắc Bộ. Sản lượng chè búp tươi chiếm khoảng 26.22% tổng sản lượng chè búp tươi
cả nước. Giống chè chủ yếu là chè Trung du và một số giống mới PH1, LDP1, …
Vùng chè Bắc Trung Bộ
Đây là một vùng chè lâu đời của Việt Nam, trước thời kỳ Pháp thuộc người dân ở
đây đã trồng và biết chế biến chè đơn giản gọi là chè Bạng (Thanh Hóa). Các giống
chè được trồng: chè Trung du, PH1 và một số giống của địa phương: chè Gay của
Nghệ An… Sản phẩm chủ yếu là chè đen xuất khẩu và chè xanh nội tiêu.
Vùng chè Tây Nguyên
Giống chè chủ yếu của vùng này là chè Shan, chè Ấn Độ gieo bằng hạt. Sản
phẩm chủ yếu là chè đen (OTD và CTC) xuất khẩu, chè xanh xuất khẩu và nội tiêu.
Sản lượng chè búp tươi chiếm 31% tổng sản lượng chè búp tươi cả nước, trong
đó tỉnh Lâm Đồng có sản lượng chè búp tươi lớn nhất nước.
Vùng chè Duyên Hải miền Trung
Phần lớn các vườn chè dọc theo duyên hải Trung Bộ, điều kiện khí hậu nắng
nóng gây ảnh hưởng xấu tới việc thực hiện quy trình công nghệ chế biến chè đen,
nên chỉ tập trung vào sản xuất chè xanh tiêu thụ trong nước là chính, chất lượng
trung bình, sản lượng không nhiều.
Thành phần hóa học của chè
16



tố phụ carotenoid và xanthophyl.[10]
Vitamin
Các loại vitamin có trong chè rất nhiều. Hàm lượng một số vitamin trong chè tính
theo mg/1000g chất khô như sau: Vitamin A (54.6); B1 (0.70); B2 (12.20); PP
(47.0); C (27.0)… Đặc biệt hàm lượng vitamin C ở trong chè tươi nhiều hơn cam
chanh từ 3 ÷ 4 lần. Quá trình chế biến chè đen làm cho vitamin C giảm đi nhiều vì
nó bị oxy hóa, còn trong chè xanh thì nó giảm đi không đáng kể.[10]
Emzym
Trong búp chè non có hầu hết các loại men, chủ yếu gồm hai nhóm chính:
Nhóm thủy phân: men amylaza, glucoxidaza, proteaza và một số men khác.
Nhóm oxy hóa khử: chủ yếu là hai loại peroxidaza và polyphenol oxidaza.[10]
Các hợp chất khác[10]
Tinh dầu: Thành phần tinh dầu chè chiếm tỉ lệ rất thấp trong tổng khối lượng của
lá chè (
lựa chọn dung môi để chuyển chất cần xác định từ mẫu phân tích ra dung môi chiết.
Có nhiều loại dung môi khác nhau được lựa chọn để chiết mẫu. Dung môi được lựa
chọn cần phải hòa tan tốt các chất cần chiết nhằm đạt được hiệu suất thu hồi cao
nhất. Với những mẫu có hàm lượng nước cao, dung môi chiết có thể là acetone,
ethyl acetat , axetonitril, hoặc hỗn hợp các dung môi như hỗn hợp axeton : n-hexan ,
hỗn hợp axeton : diclometan. Đối với những mẫu có hàm lượng nước thấp dung môi
chiết có thể dùng hỗn hợp axeton: nước, thể tích dung môi có thể từ 100ml đến
200ml tùy phương pháp.
* Làm sạch:
Yêu cầu của bước tách chiết mẫu trong phương pháp phân tích đa dư lượng các
thuốc BVTV phải tách chiết được nhiều loại thuốc BVTV cùng một lúc. Tuy nhiên,
trong quá trình chiết suất có rất nhiều tạp chất đi kèm theo vào dịch chiết, bước làm
sạch được thực hiện với mục đích loại bỏ các tạp chất đi kèm mà vẫn giữ được chất
cần phân tích. Có hai phương pháp làm sạch thường được sử dụng:
I.4.1. Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng.
Chiết lỏng - lỏng là kỹ thuật đã được sử dụng từ rất lâu trong phòng thí nghiệm.
Là kỹ thuật được dùng rất phổ biến để chuyển chất phân tích hòa tan trong một
dung môi hoặc mẫu dạng lỏng sang dung môi hoặc hỗn hợp dung môi khác. Dung
môi dùng để chiết không hòa tan với mẫu hoặc dung môi chứa chất cần chiết. Lựa
chọn dung môi chiết phụ thuộc vào tính tan của chất phân tích ở trong dung môi đó
và vào sự dễ dàng tách được chất cần tách ra khỏi mẫu.
Các dung môi thường sử dụng để chiết các hoạt chất BVTV là ethylacetat,
chloroform, diclomethan, aceton…hoặc có thể kết hợp dung môi theo tỷ lệ thích
hợp làm tăng hiệu suất chiết. Tuy nhiên trong mẫu chè thường hay sử dụng dung
môi chiết là n- hexan.

20


Hiệu quả của phương pháp chiết phụ thuộc vào hệ số phân bố và tỉ số thể tích của

được chiết bằng dung môi theo kỹ thuật khác. Kỹ thuật SPE cũng được dùng để làm
giàu mẫu. Thông thường nếu nồng độ chất phân tích trong mẫu quá thấp làm thiết bị
phân tích khó phát hiện, cần phải sử dụng kỹ thuật SPE để làm giàu chất phân tích
để thiết bị có thể phát hiện đồng thời cũng loại bỏ tạp chất ra khỏi chất phân
tích.[19,25,27,30]
Chất hấp phụ[34]
Chất hấp phụ được chia thành pha tĩnh đảo, pha tĩnh thuận và nhựa trao đổi ion.
Các chất hấp phụ pha đảo là pha tĩnh không phân cực, khi cho mẫu phân tích
chảy qua sẽ giữ lại các chất phân tích không phân cực và cho các chất phân cực
chảy qua cột. Nhờ vậy, các chất hấp phụpha đảo được dùng để chiết các chất phân
tích không phân cực và phân cực vừa từ các mẫu nước.
Các chất hấp phụ pha thuận là pha tĩnh phân cực, khi cho mẫu phân tích chảy qua
sẽ giữ lại các chất phân tích phân cực và cho các chất không phân cực chảy qua cột.
Nhờ vậy, các chất hấp phụ pha thuận được dùng để chiết các chất phân tích phân
cực từ các mẫu không phân cực.
Chất hấp phụ là nhựa trao đổi ion được sử dụng hoặc là hệ pha thường hoặc là hệ
pha ngược, các chất phân tích là ion tích điện ngược dấu với ion trên nhựa trao đổi
ion được giữ lại trong cột. Các dung môi hữu cơ hoặc dung dịch chứa các ion đối có
ái lực ion mạnh hơn được sử dụng để rửa giải chất cần phân tích ra khỏi cột. Các
22


chất hấp phụ nhựa trao đổi ion cho phép tách các chất phân tích ion từ các mẫu phân
cực và không phân cực.
Để làm sạch mẫu bằng SPE thường sử dụng các bước sau.
Bước 1- Điều kiện hoạt hóa cột (luyện cột): Luyện cột chiết pha rắn nhằm hoạt hóa
cột chuẩn bị nhận mẫu.
Bước 2-Chuyển mẫu vào cột chiết: Chuyển mẫu chiết lên cột, sau đó sử dụng áp
suất giảm hoặc để mẫu tự chảy với tốc độ khoảng 1-3 ml/phút tùy thể tích cột.
Bước 3- Loại tạp chất: Sử dụng dung môi hoặc hỗn hợp dung môi thích hợp để rửa

Như vậy đề tài sử dụng phương pháp sắc ký khí khối phổ sẽ giúp cho việc định
tính, định lượng các HC BVTV một cách chính xác dựa vào kỹ thuật phân tích lựa
chọn các mảnh phổ khối của từng chất (SIM), mảnh phổ lựa chọn để phân tích phải
có tính chất đặc trưng và là mảnh có tín hiệu cao nhất. Kỹ thuật phân tích Scan của
khối phổ cho phép thu nhận toàn bộ các mảnh phổ khối của chất phân tích thể hiện
trên từng píc, dựa vào so sánh thư viện phổ sẽ cho chúng ta biết được píc đó là chất
gì.
I.5.1. Cấu tạo của hệ thống sắc ký khí khối phổ.
Cấu tạo của thiết bị sắc ký khí (GC) khối phổ (MS) gồm có các bộ phận như sau:
[3,21]
1: Nguồn khí mang
2: Bơm chân không
3: Buồng bơm mẫu

5: Cột tách sắc ký
6: Detector MS
7: Thiết bị thu nhận và xử lý tín hiệu.
24


5

3

4

1
2
6