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


2014
Học viên
Vũ Thị Thu Thủy


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1
U

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................................4
1.2.1. Hợp chất nhóm DDT................................................................................ 5
1.2.2. Hợp chất nhóm BHC................................................................................ 7
1.2.3. Hợp chất nhóm Chlordane....................................................................... 8
1.3. Giới thiệu chung về ong mật và sản phẩm mật ong........................................9
1.3.1. Tổ chức xã hội đàn ong.......................................................................... 10
1.3.2. Mật ong.................................................................................................. 11
1.3.3. Vai trò của cây nguồn mật phấn đối với ong.......................................... 14
1.3.4. Cách thức nuôi ong ở Việt Nam.............................................................. 15
1.4. Nguồn gốc xuất hiện các hóa chất BVTV trong mật ong.............................. 16
1.5. Một số nghiên cứu xác định dư lượng thuốc BVTV trong mật ong..............18
1.5.1. Phương pháp chiết lỏng-lỏng kết hợp với sắc ký khí khối phổ...............18
1.5.2. Phương pháp chiết pha rắn kết hợp với sắc ký khí khối phổ..................18
Chương 2................................................................................................................. 20
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................. 20
U



DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tính chất của DDT và các chất chuyển hóa của nó................................... 6
Bảng 1.2. Tính chất của BHC và các đồng phân của BHC........................................ 7
Bảng 1.3. Một số tính chất vật lý của các nhóm thuốc BVTV tiêu biểu thuộc họ clo
hữu cơ........................................................................................................................ 9
Bảng 1.4. Thành phần hóa học của mật ong............................................................ 13
Bảng 2.1. Nồng độ các dung dịch hỗn hợp chất chuẩn............................................ 30
Bảng 3.1. Thời gian lưu của một số thuốc BVTV nhóm clo hữu cơ chuẩn.............34
Bảng 3.2. Mối quan hệ giữa nồng độ chất chuẩn và số đếm diện tích píc...............35
Bảng 3.3. Phương trình đường ngoại chuẩn và hệ số tương quan của 19 loại thuốc
BVTV nhóm clo hữu cơ.......................................................................................... 38
Bảng 3.4. Độ thu hồi của các chất khi thực hiện bước chuẩn bị và phân tích mẫu ..42

Bảng 3.5. Giá trị LOD, LOQ của phương pháp phân tích thuốc BVTV nhóm cơ clo
trong mật ong.......................................................................................................... 43
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).............47
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)..........48
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
49


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sự chuyển hóa của DDT thành DDE và DDD........................................... 5
Hình 2.1. Sơ đồ khối của máy sắc ký khí................................................................ 25
Hình 3.1. Sắc đồ của các chất chuẩn sử dụng trong nghiên cứu..............................34

Hình 22P. Sắc đồ phân tích mẫu LS3 bằng GC/ECD.............................................. 67
Hình 23P. Sắc đồ phân tích mẫu BG1 bằng GC/ECD............................................. 68
Hình 24P. Sắc đồ phân tích mẫu BG2 bằng GC/ECD............................................. 68


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

B
V
T
V

GC/MS

B
ộ
N
N
&
P
T
N
T

LOQ

C
T
P
T

nc


: Bảo vệ
thực vật

: Sắc ký khí với detectơ cộng kết
điện tử

: Bộ Nông
nghiệp và
phát triển
nông thôn

: Sắc ký khí detectơ quang hóa ngọn
lửa

: Công
thức phân
tử

: Sắc ký khí khối phổ
: Sắc ký lỏng khối phổ đề ion ở áp
suất khí quyển
: Giới hạn phát hiện

:
Dichlorodi
phenytrichl
oroethane

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
1


(Apis mellifera) đã mang theo 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

Có rất nhiều cách để phân loại thuốc BVTV, theo đó thuốc BVTV gồm nhiều
loại, chủ yếu gồm 4 nhóm chính [4]:
- Nhóm clo hữu cơ (organnochlorine) là các dẫn xuất clo của một số hợp chất

hữu cơ như diphenyletan, cyclodien, benzen, hexan. Nhóm này bao gồm những hợp
chất hữu cơ rất bền vững trong môi trường tự nhiên và thời gian bán phân huỷ dài
(ví dụ như DDT có thời gian bán phân huỷ là 20 năm, chúng ít bị đào thải và tích
luỹ vào cơ thể sinh vật qua chuỗi thức ăn). Đại diện của nhóm này là Aldrin,
Dieldrin, DDT, Heptachlor, Lindan, Methoxychlor
- Nhóm lân hữu cơ (organophosphorus) đều là các este, là các dẫn xuất hữu

cơ của acid photphoric. Nhóm này có thời gian bán phân huỷ ngắn hơn so với nhóm
Clo hữu cơ và được sử dụng rộng rãi hơn. Nhóm này tác động vào thần kinh của
côn trùng bằng cách ngăn cản sự tạo thành men Cholinestaza làm cho thần kinh hoạt
động kém, làm yếu cơ, gây choáng váng và chết. Nhóm này bao gồm một số hợp
chất như parathion, malathion, diclovos, clopyrifos…
- Nhóm carbamat là các dẫn xuất hữu cơ của acid cacbamic, gồm những hoá

chất ít bền vững hơn trong môi trường tự nhiên, song cũng có độc tính cao đối với
người và động vật. Khi sử dụng, chúng tác động trực tiếp vào men Cholinestraza
3


của hệ thần kinh và có cơ chế gây độc giống như nhóm lân hữu cơ. Đại diện cho
nhóm này như: carbofuran, carbaryl, carbosulfan, isoprocarb, methomyl…
- Nhóm pyrethroid là những thuốc trừ sâu có nguồn gốc tự nhiên, là hỗn hợp

của các este khác nhau với cấu trúc phức tạp được tách ra từ hoa của những giống
cúc nào đó. Đại diện của nhóm này gồm cypermethrin, permethrin, fenvalarate,
deltamethrin,…

hợp chất nhóm DDT, hợp chất nhóm BHC, hợp chất nhóm Chlordane.
1.2.1. Hợp chất nhóm DDT
DDT được điều chế từ phản ứng trùng ngưng giữa chlorobenzene với
trichloroacetaldehyde và sản phẩm DDT công nghiệp thường có 30% đồng phân
o,p- cũng có tính diệt côn trùng nhưng sản phẩm chính là p,p’-DDT. Do vậy, khi đề
cập đến DDT người ta thường quan tâm đến p,p’-DDT. Các thành phần khác trong
DDT kỹ thuật gồm o,p’-DDT; p,p’-DDD; o,p’-DDD; p,p’-DDE và o,p’-DDE [8].
DDT bị khử clo trong điều kiện yếm khí tạo thành DDD (hình 1.1), đây cũng
là một chất diệt côn trùng. DDT bị khử clo và hydro trong điều kiện hiếu khí lại
chuyển thành DDE (hình 1.1) (tính độc DDT > DDE > DDD). Độ bền DDE > DDD
> DDT, vì vậy DDE thường có nồng độ cao hơn DDD và DDT trong môi trường.

Cả ba loại hợp chất này có nhiều đồng phân nhưng quan trọng hơn cả là các đồng
phân p,p’- [1].

Hình 1.1. Sự chuyển hóa của DDT thành DDE và DDD
Tính chất hóa lý của nhóm thuốc DDT, DDD và DDE được nêu trong bảng
1.1: [8], [21].
5


Bảng 1.1. Tính chất của DDT và các chất chuyển hóa của nó
TT

Công thức cấu tạo

1

2



β-

BHC, γ-BHC,
δ-BHC

là

quan trọng về
mặt

thương

mại và được
quan

tâm

nhiều. Đây là
những

đồng

phân có sự
sắp

xếp

không




2

3

4

1.2.3. Hợp chất nhóm Chlordane
Chlordane

kỹ

thuật

được

tạo

thành

60%

octachloro-4,7-

methanotetrahydroindane (cis và đồng phân trans) và 40% hợp chất khác.
Chlordane là hỗn hợp của những đồng phân của chlordane, những
hydrocarbon được clo hóa và nhiều thành phần khác. Ví dụ, hỗn hợp gồm 94,8%
chlordane (cis [hoặc alpha]-Chlordane, 71,7%; trans [hoặc gamma]-Chlordane,
23,1%) với heptachlor, 0,3%; trans-Nonachlor, 1,1%; cis-Nonachlor, 0,6%; các


DDT

3

HCB

4

γ
-BHC

1.3. Giới thiệu chung về ong mật và sản phẩm mật ong
Ong mật là một loại động vật được yêu chuộng nhất trên thế giới. Trên thế
giới có hơn 80.000 loại côn trùng, chỉ riêng có ong mật mới là loại có thể cung cấp
9


thức ăn cho con người, nên con người luôn luôn đi tìm tòi và nghiên cứu về loại
động vật nhỏ bé này. Chân của ong mật có một bộ bàn chải rất thích hợp cho việc
lấy phấn hoa, chân nó như một bàn chải, như một cái lược, cái bừa, cái làn để đựng
phấn. Số hạt phấn hoa có thể mang trên mình ong tới 5 triệu hạt, vượt xa các loại
côn trùng khác. Ong mật có thị giác và khứu giác đặc biệt, đôi mắt có nhìn rất xa, có
thể phân biệt các màu sắc: trắng, vàng, lam, tím nhạt và nhìn thấy cả tia tử ngoại mà
mắt người không thể nhìn thấy được. Cơ quan khứu giác của ong là một cặp góc
tương xứng di động, không ngừng xoay bốn phía, có thể ngửi thấy mùi hoa với độ
thơm cực ít, nên nó có thể tìm ngay tới mục tiêu, tiết kiệm thời gian đi tìm. Mặt
khác với đôi cánh khỏe, tốc độ bay mỗi giây đạt 400 lần đập cánh, đạt 60km/giờ,
một con ong mỗi lần bay đi có thể thu hút hoa phấn tới mấy trăm bông nên hiệu quả
rất cao. Ngoài ra trong cơ thể ong còn có các túi mật hoa, có thể chứa một trọng

mặt của chúng làm nâng cao nhiệt độ trong tổ. Song bằng Feromon của chúng hoặc
bằng cách nào đó, sự có mặt của chúng cũng có tác dụng làm cho đàn ong ổn định.
- Ong thợ: cũng là ong cái nhưng không phát dục hoàn chỉnh mà phát triển

các cơ quan phù hợp với chức năng của ong thợ. Các nhiệm vụ chính của ong thợ là
vệ sinh tổ, vít lắp lỗ tổ; nuôi ấu trùng, chăm sóc, nuôi dưỡng ong chúa; tiết sáp, xây
cầu và kiếm mật. Tuy nhiên, nhiệm vụ chủ yếu của ong thợ là hút mật hoa và chế
biến mật hoa thành mật ong. Các nhà nghiên cứu cho rằng, sau khi ong thợ hút mật
hoa về, tuyến hạ hầu của chúng tiết ra enzym Invectaza và Gluco-oxydaza để
chuyển hóa đường saccaroza thành đường glucoza, chế biến thành mật ong, dự trữ
lại trong các tổ và dự trữ tới mức dư thừa nhu cầu trong tương lai của đàn ong.
1.3.2. Mật ong [2]
1.3.2.1. Quy trình tạo thành mật ong
Mật ong là sản phẩm do ong mật làm ra từ mật hoa, mật của dịch lá. Bước
đầu tiên trong quá trình làm mật được bắt đầu khi những con ong bay từ cây hoa
này sang cây hoa khác để “thu thập” mật hoa. Chúng sử dụng những chiếc vòi của
mình để hút mật từ hoa và cất giữ trong một cái túi dạ dày đặc biệt của mình. Loài
ong có hai cái dạ dày – một chiếc dạ dày dùng để đựng mật hoa gọi là dạ dày mật
ong và một chiếc dạ dày thông thường dùng để tiêu hoá thức ăn. Dạ dày mật ong có
thể chứa tới gần 70mg mật hoa và khi đầy, nó sẽ nặng gần bằng trọng lượng của
một chú ong.
11


Những con ong phải cần đến khoảng từ 100 đến 1500 bông hoa mới làm đầy
được chiếc dạ dày của mình. Sau đó, chúng sẽ trở về tổ và sẽ chuyển lượng mật hoa
dự trữ ấy cho những con ong thợ khác ở nhà. Những con ong thợ này sẽ hút mật hoa
từ những con ong nói trên vào miệng của mình, sau đó sẽ “nhai” mật hoa trong
vòng khoảng nửa tiếng, trong thời gian đó, enzim trong miệng sẽ chuyển hóa các
loại đường phức tạp trong mật hoa thành những loại đường đơn giản vì thế nó sẽ

vùng Mộc Châu có màu vàng trong,…
1.3.2.3. Tính chất và thành phần hóa học của mật
ong a. Tính chất của mật ong
Mật ong là chất lỏng, có dạng từ đặc sánh hoặc kết tinh. Mật ong kết tinh
nhiều hay ít hoặc không kết tinh là tùy thuộc vào cây nguồn mật. Thời gian kết tinh
có thể sau vài tháng thu hoạch mật. Mật kết tinh do tỷ lệ nước trong mật thấp. Tỷ lệ
nước trong mật càng thấp thì mật kết tinh càng nhanh, mật kết tinh là dấu hiệu chắc
chắn mật nguyên chất, tinh khiết, không bị pha chế.
Mật ong có màu sắc và mùi vị đặc trưng cho từng loại hoa mà ong lấy mật.
Dựa vào tính chất này, người ta có thể nhận biết được nguồn gốc địa lý của mật ong
thông qua phương pháp phân tích phấn hoa.
Mật ong rất nhạy cảm với nhiệt độ và ánh sáng trực tiếp, do vậy nên đựng
mật ong trong những lọ, chai thủy tinh mờ và bảo quản ở những nơi thoáng mát
o

(nhiệt độ không quá 36 C).
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 CO 2 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 và đường, dưới tác
dụng của men, sẽ sinh ra axit etylenic ăn mòn lớp kim loại và làm 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


Đường bậc cao

II

Thành phần phụ (chiếm

1

Axit tổng số

2

Muối khoáng
Đạm (axit amin và

3

protein)
Ngoài ra, trong mật ong còn có chứa Vitamin A, các Vitamin nhóm B,

Vitamin C, D, E, K. Chất khoáng có Magie, Photpho, Sắt, Canxi, Iot, Kẽm,
Mangan; Protein; Carbonhydrat; axit hữu cơ;… Đặc biệt, trong mật ong còn có một
số emzym đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa và điều hòa các hoạt
động của cơ thể.
1.3.3. Vai trò của cây nguồn mật phấn đối với ong [2]
Cây nguồn mật có vai trò quan trọng đối với ong bởi thức ăn chủ yếu của ong
là mật hoa, phấn hoa. Mật hoa và phấn hoa có thể cung cấp tất cả các năng lượng
cần thiết cho ong. Trong mật hoa có nhiều loại đường, chủ yếu là saccaroza,
glucoza, fructoza,… là nguồn năng lượng cơ bản cho sự sinh tồn và sản xuất của
đàn ong, trong đó, một phần mật hoa mà ong lấy được để sinh trưởng và phát triển