Xây dựng quy trình xác định dư lượng trifluralin trong thủy sản bằng GC µECD

Tuy nhiên, Trifluralin rất độc đối với con người và động vật, trong cơ thể Trifluralin có thể chuyển hóa qua các phản ứng khử nitro nitroreduction, khử alkyl N-dealkylation, hydroxyl hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Năm học 2007 – 2011

XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG

TRIFLURALIN TRONG THỦY SẢN

LỜI CAM ĐOAN

………

………

………

………

Cần thơ, ngày tháng năm 20… Luận văn tốt nghiệp Đại học ngành Hóa học Mã số: 2072113 Đã bảo vệ và được duyệt Hiệu trưởng:………

Trưởng khoa:………

Trưởng chuyên ngành Cán bộ hướng dẫn ……… ………

LỜI CẢM ƠN





Để đạt được kết quả như hôm nay, tôi xin gởi lời cảm ơn đến toàn thể quý thầy

cô trong bộ môn Hóa – Khoa Khoa Học Tự Nhiên Thầy cô đã truyền dạy cho chúng tôi thật nhiều kiến thức, đây sẽ là hành trang quý báu giúp tôi không chỉ hoàn thành

đề tài tốt nghiệp mà còn giúp tôi rất nhiều trên con đường sự nghiệp sau này

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Đạt, thầy đã hướng dẫn tận

tình, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi thực hiện đề tài!

Xin cảm ơn cô Nguyễn Thị Diệp Chi đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện

thuận lợi để tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp!

Cảm ơn chị Đỗ Thanh Mai và anh Lê Văn Chiển đã hướng dẫn các kỹ thuật thực

nghiệm!

Xin cảm ơn cô Phạm Bé Nhị đã tạo điều kiện cho tôi được làm luận văn tại công ty

INTERTEK Can Tho!

Cảm ơn những người bạn thân đã chia sẽ, đồng hành trên những chặn đường vừa qua!

Xin gởi lời cảm ơn đến gia đình luôn là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi!

Chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, tháng 5 năm 2011

Huỳnh Hữu Trí

Trường Đại Học Cần Thơ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Bộ Môn Hóa Học 

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 Cán bộ hướng dẫn: Ths Nguyễn Văn Đạt 2 Tên đề tài: Xây dựng quy trình xác định dư lượng Trifluralin trong thủy sản bằng GC/µECD 3 Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hữu Trí MSSV: 2072113 Lớp Cử nhân Hóa học K33 4 Nội dung nhận xét: a Nhận xét về hình thức LVTN: ………

………

………

………

………

………

b Nhận xét về nội dung của LVTN: - Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: ………

………

………

………

………

………

- Những vấn đề còn hạn chế:

………

………

………

………

………

c Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm nếu có): ………

………

………

………

………

d Kết luận, đề nghị và điểm: ………

………

………

………

………

Cần Thơ, ngày tháng….năm 2011

Cán bộ hướng dẫn

Ths Nguyễn Văn Đạt

Trường Đại Học Cần Thơ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Bộ Môn Hóa Học 

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1 Cán bộ phản biện:

2 Tên đề tài: Xây dựng quy trình xác định dƣ lƣợng Trifluralin trong thủy sản bằng GC/µECD 3 Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hữu Trí MSSV: 2072113 Lớp Cử nhân Hóa học K33 4 Nội dung nhận xét: b Nhận xét về hình thức LVTN: ………

………

………

………

………

b Nhận xét về nội dung của LVTN: - Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: ………

………

………

………

………

- Những vấn đề còn hạn chế: ………

………

………

………

e Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm nếu có): ………

………

………

………

f Kết luận, đề nghị và điểm: ………

………

………

………

Cần Thơ, ngày tháng….năm 2011

Cán bộ phản biện

MỤC LỤC

A:PHẦN MỞ ĐẦU 1

I Đặt vấn đề[5,6,7] 1

II Mục tiêu cụ thể 1

B: PHẦN TỔNG QUAN 3

CHƯƠNG 1: THUỐC TRỪ VẬT HẠI VÀ NHỮNG TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CHÚNG 3

1.1 Thuốc trừ dịch hại[5] 3

1.2 Phân loại thuốc trừ vật hại[5] 4

1.2.1 Phân loại theo mục đích sử dụng 4

1.2.2 Phân loại theo cấu trúc phân tử 5

1.3 Phạm vi và mục đích sử dụng của thuốc trừ dịch hại[5] 7

1.4 Độc tính của thuốc trừ vật hại[5] 7

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TRIFLURALIN [5,6,7] 9

2.1 Trifluralin 9

2.2 Tính chất vật lý và hóa học chung của Trifluralin 10

2.3 Sử dụng Trifluralin trong nuôi trồng thủy sản 12

2.4 Ảnh hưởng của Trifluralin đối với hệ sinh thái 12

2.5 Độc tính của Trifluralin 13

2.6 Tác động đến môi trường 15

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GC VÀ ĐẦU DÒ ECD [2] 16

3.1 Hệ thống sắc ký khí – GC 16

3.1.1 Giới thiệu về sắc ký khí 16

3.1.2 Các bộ phận của hệ thống sắc kí khí 17

3.1.2.1 Khí mang (carrier gas) 17

3.1.2.2 Bộ phận đưa mẫu vào máy 18

3.1.2.3 Cột sắc ký 18

3.1.2.4 Bộ phân phát hiện tín hiệu (detector) 18

3.1.3 Cơ chế hoạt động 19

3.2 Detector bắt điện tử - ECD (Electron Capture Detector) 19

C: PHẦN THỰC NGHIỆM 21

CHƯƠNG 4: PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 21

4.1 Thời gian và địa điểm 21

4.2 Thiết bị và dụng cụ 21

4.3 Hóa chất 22

CHƯƠNG 5: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 23

5.1 Phương pháp tham khảo: 23

5.2 Đánh giá phương pháp tham khảo 23

5.3 Hoạch định thí nghiệm 24

5.3.1 Khảo sát lại quy trình tham khảo trong điều kiện phòng thí nghiệm công ty INTERTEK CAN THO: 24

5.3.2 Thẩm định quy trình đã được phát triển lại: 24

5.3.3 Tiến hành thử nghiệm trên mẫu thật 24

5.4 Tiến hành thí nghiệm 24

5.4.1 Khảo sát lại quy trình tham khảo 25

5.4.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát độ tuyến tính trong khoảng 1 – 20ppb 25

5.4.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát tỉ lệ hệ dung môi Hexane:Acetone 26

5.4.1.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát thể tích chiết tối ưu 29

5.4.1.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát hiệu quả thời gian chiết 31

5.4.1.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát tỉ lệ hệ dung môi Hexane:Acetone rửa giải cột SPE 33

5.4.2 Phát triển phương pháp xác định Trifluralin trong thủy sản GC/µECD và thẩm

định quy trình đã xây dựng[1] 35

5.4.2.1 Thí nghiệm 6: Thí nghiệm về độ tuyến tính của quy trình đã phát triển 37

5.4.2.2 Thí nghiệm 7:Khảo sát giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) 39

5.4.2.3 Thí nghiệm 8: Khảo sát độ lặp lại 41

5.4.2.4 Thí nghiệm 9: Khảo sát độ tái lặp 42

5.4.2.5 Thí nghiệm 10: Khảo sát độ thu hồi của phương pháp 43

5.4.3 Thí nghiệm 11: tiến hành thử nghiệm trên mẫu thật 45

5.4.3.1 Mục đích 45

5.4.3.2 Kết quả thí nghiệm 46

D: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

I Kết luận 48

II.Kiến Nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

PHỤ LỤC 50

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: (a) Công thức phân tử của Hexachlorocyclohexan (HCH)

(b) Công thức phân tử của Methoxychlor (DMDT) 6

Hình 2: (a) Công thức phân tử của Dichlorovos (DDVP) (b) Công thức phân tử của Parathion 6

Hình 3: Công thức của Carbaryl 7

Hình 4: Công thức phân tử của 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) 7

Hình 5: Công thức phân tử của Trifluralin 7

Hình 6: (a) Thuốc trừ cỏ chứa Trifluralin (b) Trifluralin nguyên chất 95% 9

Hình 7: Công thức cấu tạo của Trifluralin 10

Hình 8: Sử dụng Trifluralin trong việc ương cá tra giống 12

Hình 9: (a) Hệ thống GC của công ty INTERTEK

(b) Hệ thống tiêm mẫu tự động Autosampler 16

Hình 10: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống sắc ký khí – GC 17

Hình 11 : (a) Cột nhồi, (b) Cột mao quản 18

Hình 12 : Cấu tạo của đầu dò ECD 20

Hình 13: Đồ thị tuyến tính giữa nồng độ và diện tích peak 26

Hình 14: Biểu đồ tương quan hiệu suất thu hồi và tỉ lệ hệ dung môi 29

Hình 15: Biểu đồ hiệu suất thu hồi tương ứng với thể tích dung môi 31

Hình 16: Biểu đồ hiệu suất phụ thuộc vào thời gian chiết 33

Hình 17: Biểu đồ hiệu suất thu hồi phụ thuộc vào tỉ lệ dung môi rửa giải cột SPE 35

Hình 18: Đồ thị tuyến tính của quy trình đã xây dựng 39

Hình 19: Đồ thị biểu diễn độ thu hồi trung bình của 3 loạt mẫu 45

Hình 20: Đồ thị biểu diển độ thu hồi của từng mẫu 45

Hình 21: Đồ thị biểu diển nồng độ Trifluralin tìm được trong cá basa 46

Hình 22: Đồ thị biểu diển nồng độ Trifluralin tìm được trong mẫu tôm 47

Hình 23: Đồ thị biểu diển nồng độ Trifluralin tìm được trong mẫu mực 47

Hình 24: Biểu đồ biểu thị % mẫu thủy sản nhiễm Trifluralin 47

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Lịch sử phát triển của thuốc trừ vật hại 3

Bảng 2: Phân loại cấp độ độc theo LC50 đối với động vật máu nóng 8

Bảng 3: Phân loại cấp độ độc đối với cá 8

Bảng 4: Đặc tính vật lý và hóa học chung của Trifluralin 10

Bảng 5: Độ độc của trifluralin đối với một số loài cá 13

Bảng 6: Độ nhớt và độ dẫn nhiệt của một số khí dùng làm khí mang 17

Bảng 7: Bảng kết quả thí nghiệm 1 26

Bảng 8: Bảng kết quả thí nghiệm 2 28

Bảng 9: Bảng kết quả thí nghiệm 3 30

Bảng 10: Bảng kết quả thí nghiệm 4 32

Bảng 12: Bảng kết quả thí nghiệm 6 35

Bảng 13: Bảng kết quả thí nghiệm 7 38

Bảng 14: Bảng kết quả thí nghiệm 7 40

Bảng 15: Bảng kết quả thí nghiệm 8 41

Bảng 16: Bảng kết quả thí nghiệm 9 43

Bảng 17: Bảng kết quả thí nghiệm 10 44

Bảng 18: Bảng kết quả thí nghiệm 11 46

A:PHẦN MỞ ĐẦU

I Đặt vấn đề[5,6,7]

Trifluralin là một loại thuốc trừ cỏ tiền nảy mầm được sử dụng đầu tiên ở Hoa kỳ

Tên hợp chất hóa học là : α,α,α-trifluoro - 2,6 – dinitro - N,N -dipropyl - p - toluidine hay

2,6 - Dinitro - N,N - dipropyl – 4 - trifluoromethylaniline (C13H16F3N3O4) Trifluralin được dùng để diệt cỏ hang niên và cỏ lá rộng Cơ chế tác dụng chính là thấm sâu và ức chế quá trình phát triển của rễ Ngoài ra, trong nuôi trồng thủy sản Trifluralin còn được dùng trong việc sản xuất giống tôm sú nhằm phòng trị bệnh nấm sợi trên ấu trùng tôm

Tuy nhiên, Trifluralin rất độc đối với con người và động vật, trong cơ thể Trifluralin có thể chuyển hóa qua các phản ứng khử nitro (nitroreduction), khử alkyl (N-dealkylation), hydroxyl hóa (hydroxylation) và phản ứng tạo vòng (cyclization) (EU DAR, 2005) Một vài nghiên cứu ở Hoa Kỳ cho rằng sử dụng Trifluralin có thể làm tăng rủi ro mắc bệnh ung thư bạch huyết (non-Hodgkin lymphoma)

Do đó, nhiều quốc gia đã cấm hoặc hạn chế sử dụng Hầu hết các quốc gia ở Châu

Âu, Châu Mỹ, Nhật Bản quy định dư lượng của Trifluralin không được vượt quá 10µg/kg trong thịt và 1µg/kg trong cá Tiêu chuẩn cho nước uống phải có hàm lượng Trifluralin nhỏ hơn 5µg/kg Ngày 17/9/2010 VASEP đã gửi công văn tới Bộ NN& PTNT thông báo

và đề nghị Bộ xem xét và sớm có các biện pháp hỗ trợ doanh nghiệp (DN) chế biến và người nuôi trong kiểm soát dư lượng Trifluralin trong sản phẩm tôm nuôi nói riêng và thủy sản nuôi nói chung Ở Việt Nam, Trifluralin bị cấm sử dụng trong nuôi trồng thủy sản theo thông tư số 20/2010/TT-BNNPTNT ngày 02/04/2010

Vì vậy, việc lựa chọn đề tài “Xây dựng quy trình xác định dƣ lƣợng kháng sinh

Trifluralin trong thủy sản bằng GC/ECD” sẽ góp phần đảm bảo chất lượng thủy hải sản

Việt Nam đối với người tiêu dùng trong nước và xuất khẩu

II Mục tiêu cụ thể

- Xây dựng lại quy trình xác định Trifluralin trong thủy sản từ quy trình “Xác định

dư lượng 25 loại thuốc bảo vệ thực vật trong ếch và cá bằng GC/MS (SIM) của

Ueon-Sang Shin và Ho-Ueon-Sang Shin” cho phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm INTERTEK

Can Tho

- Thẩm định lại quy trình đã xây dựng

- Tiến hành thử nghiệm trên mẫu thật đối với quy trình đã xây dựng

B: PHẦN TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: THUỐC TRỪ VẬT HẠI VÀ NHỮNG

TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CHÚNG

1.1 Thuốc trừ dịch hại[5]

Thuốc trừ dịch hại - pesticide - là những hợp chất dùng để loại trừ các loại động thực vật khác nhau gây hại đối với cây trồng Chúng được sử dụng phần lớn trong nông nghiệp, cũng như trong thú y, nước sinh hoạt và các sản phẩm vệ sinh và trong bảo vệ sức khỏe con người Tên gọi Pesticide được lấy từ chữ Pestis (nghĩa là bệnh dịch) trong tiếng Latin và chữ caedere – nghia là giết

Bảng 1: Lịch sử phát triển của thuốc trừ vật hại [5]

1500 BC Người Ai Cập tạo ra các sản phẩm diệt rận, bọ chét và ong bắp cày

1000 BC Homer, người Hy Lạp đã cho rằng lưu huỳnh có khả năng ngăn chặn được

sinh vật hại

Đầu 1700’s John Parkinson, tác giả cuốn “Paradisus, The Ordering Of The Orchard” đã

đề nghị cách pha hỗn hợp gồm giấm, phân và nước tiểu của bò để đặt vào những chỗ thối mục của cây

1711 Tại Anh, cây cỏ hôi cửu lý hương được đun và được phun lên cây để diệt

1867 Nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật hiện đại đã được áp dụng

Bọ cánh cứng Colorado đã tấn công các cánh đồng khoai tây và arsenic đã được sử dụng để trừ bọ

1867 Giáo sư Millardet, một giáo sư người pháp đá khám phá ra một hỗn hợp

đồng dùng để diệt côn trùng

1892 Loại thuốc trừ vật hại đầu tiên được tổng hợp và bán ở Đức,

potassium-2-cresylate

1900’s Thuốc trừ sâu, thuốc trừ nấm và thuốc trừ cỏ đã được tạo ra

1932 Các sản phẩm dùng để trừ vật hại trong nhà đã được thương mại hóa

1939 Chiến tranh thế giới V là nguyên nhân khám phá ra: thuốc trừ sâu DDT,

thuốc trừ sâu gốc Photpho hữu cơ, thuốc trừ cỏ có nhóm phenoxyacetic

1945 Sau chiến tranh thế giới V, các sản phẩm nông nghiệp tăng vọt

1950 Sản xuất được thuốc trừ sâu carbamate

Nguồn: Murat ERDOĞAN (2002), Investigation of Dichlorovos (DDVP) and Trifluralin

Pesticide Levels In Tahtali Dam Water, trang 5 -14

1.2 Phân loại thuốc trừ vật hại[5]

1.2.1 Phân loại theo mục đích sử dụng

Thuốc bảo vệ thực vật có thể phân loại tùy theo mục đích sử dụng hoặc cấu trúc phân tử Theo mục đích sử dụng, thuốc bảo vệ thực vật được phân loại như sau:

- Thuốc trừ sâu

- Thuốc trừ cỏ

- Thuốc diệt nấm

- Thuốc trừ giun

- Thuốc trừ gặm nhắm

- Thuốc diệt khuẩn

- Thuốc rụng lá

- Thuốc diệt ve

- Thuốc bảo quản gỗ

- Thuốc kháng dịch

- Chất dẫn dụ

- Thuốc tiệt dục

1.2.2 Phân loại theo cấu trúc phân tử

Theo cấu trúc hóa học, thuốc trừ vật hại có thể phân loại thành vô cơ và hữu cơ Thuốc trừ vật hại vô cơ hiện nay chỉ chiếm một phần nhỏ trong các loại thuốc bảo vệ thực vật

Ví dụ:

- Thuốc có chứa Asen: Paris green [Cu(CH3COO)2.Cu3(AsO3)2]

- Thuốc có chứa Flo: Cryotile (Na2AlF6)

- Thuốc trừ cỏ vô cơ: Borax (Na2B4O7)

- Thuốc diệt nấm vô cơ: Hỗn hợp Bordeaux (3Cu(OH)2.CuSO4.CaSO4)

Trong số các loại thuốc trừ vật hại hữu cơ có các nhóm chính sau: thuốc có chứa gốc clo hữu cơ, thuốc có chứa gốc photpho hữu cơ, carbamate, dẫn xuất của phenoxyacetic acid, urea, dẫn xuất triazine và nhóm dinitroanilin

Một số ví dụ về các nhóm thuốc trừ vật hại:

- Gốc Clo hữu cơ: Hexachlorocyclohexan, DDT, dieldrin, aldrin

(hexachloro-hexahydro-dimethano naphtalene, andrin, chlordane…

- Gốc photpho hữu cơ: Dimethate, parathion, malathion, diclorvos, fenthion…

- Gốc carbamate: Aminocarb, propoxur, carbaryl, aldicarb, dioxacarb, maneb…

- Thuốc trừ cỏ gốc phenoxyacetic acid: 2,4-D (2,4-diclorophenoxyacetic acid), dicamba, 2,4,5-T (2,4,5-triclorophenoxyacetic acid), MCPA…

- Thuốc trừ cỏ gốc triazine: Simazine, atrazine, propazine

- Gốc urea: Monuron, linion, fenuron, isoproturon, chlorotoluran

- Thuốc trừ cỏ gốc pyridinium: Diquat, paraquat

- Thuốc trừ cỏ gốc dinitroaniline: Trifluralin

- Gốc photpho hữu cơ:

Hình 2: (a) Công thức phân tử của Dichlorovos (DDVP) (b) Công thức phân tử của Parathion

- Gốc carbamate:

Hình 3: Công thức của Carbaryl

- Thuốc trừ cỏ gốc chlorinated phenoxy acid:

Hình 4: Công thức phân tử của 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D)

- Gốc dinitroaniline:

Hình 5: Công thức phân tử của Trifluralin

1.3 Phạm vi và mục đích sử dụng của thuốc trừ dịch hại[5]

Thuốc trừ vật hại được sử dụng hầu hết trong nông nghiệp để kiểm soát vật gây hại (côn trùng, gặm nhắm…), nấm và cỏ dại Trong bảo vệ sức khỏe, thuốc trừ dịch hại được

sử dụng chủ yếu trong việc trừ muỗi, một trong những nguyên nhân gây bệnh sốt rét Thuốc trừ vật hại dùng trong nhà chủ yếu là để diệt trừ côn trùng, gặm nhắm… Nhiều ứng dụng khác như tiêu diệt vật hại trong lâm nghiệp, bảo quản vải và gỗ Nó còn có tác dụng giúp giảm sự tăng trưởng thừa không cần thiết trên cây trồng và động vật thủy sinh

1.4 Độc tính của thuốc trừ vật hại[5]

Thuốc trừ vật hại có thể phân chia the 5 cấp độ độc đối với động vật máu nóng, được tính theo giá trị LC50, mg/kg thể trọng

Bảng 2: Phân loại cấp độ độc theo LC50 đối với động vật máu nóng

Nguồn: “Investigation of Dichlorovos (DDVP) and Trifluralin Pesticide Levels In Tahtali

Dam Water”, Murat ERDOĞAN

Đối với cá, thuốc bảo vệ thực vật được phân chia thành 4 cấp độ độc:

Bảng 3: Phân loại cấp độ độc đối với cá

Nguồn: Murat ERDOĞAN (2002) , Investigation of Dichlorovos (DDVP) and Trifluralin

Pesticide Levels In Tahtali Dam Water, trang 5 – 14

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TRIFLURALIN[5,6,7]2.1 Trifluralin

- Trifluralin là một loại thuốc cỏ tiền nảy mầm được đăng ký sử dụng lần đầu tiên ở Hoa Kỳ vào năm 1963 với bằng phát minh sáng chế của nhà sản xuất Eli Lilly

- Các sản phẩm thương mại của Trifluralin có nhiều tên khác nhau như: Agriflan, Agriflan 24, Crisalin, Digermin, Eloncolan, Ipersan, Ipifluor, L 36352, Lilly 36,352, Nitran, Nitran K, Olitref, Su Seguro Carpidor, Sinflouran, Synfloran,TR-10, Trefanocide, Treflan, Treflan EC, Treflan-R, Treficon, Trifloran, Trifluraline, Triflurex, Triflurex 48EC, Trikepin, Trim, Tristar

(a) (b)

Hình 6: (a) Thuốc trừ cỏ chứa Trifluralin (b) Trifluralin nguyên chất 95%

Trifluralin được dùng để diệt cỏ hàng niên và cỏ lá rộng Cơ chế tác dụng của Trifluralin là ức chế quá trình phát triển của rễ, chúng làm gián đoạn quá trình phân bào (mitosis) trong giai đoạn phát triển sớm của tế bào mầm Trifluralin không có hiệu quả diệt cỏ khi cỏ đã phát triển (established weeds) Vì vậy, Trifluralin thường được xử lý vào đất trước khi cỏ mọc mầm với liều lượng được dùng để diệt cỏ là 1-1,2kg/ha

2.2 Tính chất vật lý và hóa học chung của Trifluralin

Hình 7: Công thức cấu tạo của Trifluralin

Bảng 4: Đặc tính vật lý và hóa học chung của Trifluralin

Nhiệt độ nóng chảy Tm [°C] 43,0 – 47,5 °C EUTTF (2002)

Độ tan trong nước S[g/l] 1,94 * 10-4 (Tinh khiết 100%)

pH 7: 2,21 *10-4

EUTTF (2002)

Chu kỳ bán hủy trong nước [h]

7 h (nước sạch, tinh khiết 98,6% ) 1,1h (nước tự nhiên, tinh khiết

99%)

EUTTF (2002)

Nguồn: OSPAR Commission ( 2005), OSPAR background document on trifluralin

2.3 Sử dụng Trifluralin trong nuôi trồng thủy sản

Trong nuôi trồng thủy sản, Trifluralin được sử dụng đầu tiên trong lãnh vực sản xuất giống tôm sú nhằm phòng trị bệnh nấm sợi trên ấu trùng tôm, liều lượng sử dụng khoảng 0,05 mg/L cho phòng bệnh và 0,1 mg/L cho trị bệnh

Hình 8: Sử dụng Trifluralin trong việc ương cá tra giống

Hiện nay, Trifluralin được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý nước và diệt các loại

ký sinh trùng gây bệnh trong nuôi cá, đặc biệt là ương cá tra giống Các sản phẩm thương mại của Trifluralin hầu hết có thành phần hoạt chất là 48% ở dạng dung dịch, liều lượng khuyến cáo của các nhà sản xuất là 30-40 mL/1.000 m3 cho phòng bệnh và 80-100 mL/1.000m3 cho trị bệnh

2.4 Ảnh hưởng của Trifluralin đối với hệ sinh thái

 Đối với thủy sinh vật: Trifluralin rất độc đối với thủy sinh vật và cả động vật

lưỡng cư Độ độc cấp tính của Trifluralin (LC50 hoặc EC50) đối với những loài nhạy cảm (sensitive species) thường nhỏ hơn 0,1 mg/L, Trifluralin cũng ức chế sự phát triển của các loài thực vật thủy sinh, ở nồng độ 0,18 mg/L Trifluralin ức chế

hoàn toàn sự phát triển của tảo Scenedesmus acutus (tảo Lục nước ngọt), ở hàm

lượng 2,5 mg/L Trifluralin cũng ức chế hoàn toàn sự phát triển của các loài tảo biển

Giá trị LC 50 của một số loài động vật thủy sinh được minh họa qua bảng sau:

Bảng 5: Độ độc của trifluralin đối với một số loài cá

Loài thủy sinh vật LC 50 96 giờ

(mg/L) Loài thủy sinh vật

LC 50 96 giờ

(mg/L)

Cyprinus carpio (Cá chép) 0,045 Carassius auratus (Cá

Oncorhynchus mykiss (Cá hồi) 0,041 Mytilus edulis (Vẹm) 0,240

Pimephales promelas (Cá tuế) 0,105 Plecoptera (Bọ cánh

Tuy nhiên, LD50 thông qua đường miệng cho các sản phẩm thương mại sẽ thấp hơn Ví dụ như Treflan TR-10 trên chuột nhiều hơn 500 mg/kg Sự nhạy cảm của

da (dị ứng) cớ thể xảy ra đối với một số cá nhân tiếp xúc với Trifluralin Hít có thể

là nguyên nhân gây kích thích niêm mạc của miệng, cổ họng hoặc là phổi Triệu chứng của tình trạng hít phải hơi vào sẽ gây nhức đầu, hoa mắt và có thể ngã quỵ xuống; nếu như ăn vào bụng thì sẽ gây ra buồn nôn, chuột rút và nó có thể kích thích lên mắt

 Độc mãn tính: Độc mãn tính gây nên sự xuất hiện các khối u ác tính trong thận,

bàng quang và tuyến giáp của chuột Trên chột nhắt cũng thấy khối u trong gan, phổi, dạ dày Trifluralin không tinh khiết (impurity) có thể chứa N-nitrosamine, đây là chất có thể gây các khối u và có thể gây đột biến gen trên động vật Cơ chế hình thành các khối u thì chưa được xác định, nhưng trong trường hợp các khối u xuất hiện trong tuyến giáp và tinh hoàn được cho là có liên quan đến hệ nội tiết Trifluralin làm giảm hàm lượng testosterone, FSH, LH đồng thời làm giảm số lượng tế bào mầm (germinal cell) và tế bào sinh dưỡng (somatic cell) trong tinh hoàn của chuột Trifluralin cũng làm giảm hàm lượng LH, nhưng làm tăng hàm lượng cortisol, estradiol và insulin ở cừu Chưa có bằng chứng rõ ràng về tác động gây độc của Trifluralin lên hệ gen, đột biến gen trên động vật Ngoài ra, Trifluralin còn ảnh hưởng đến quá trình phát triển phôi và làm giảm sinh trưởng của thế hệ con Trifluralin được cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) xếp vào nhóm C, có thể gây ung thư với người Nhóm tư vấn về sức khỏe cuộc sống của EPA cho rằng hàm lượng của Trifluralin trong nước uống là 5 µ/lít nước uống bao gồm mức

an toàn

 Tác nhân gây ung thƣ: Một cuộc nghiên cứu trên 2 năm trên chuột với lượng

325 mg/kg mỗi ngày, số lượng các u bướu ác tính phát triển trên bàng quang, thận

và tuyến giáp tăng Lượng Trifluralin được hấp thụ phân bố nhiều nhất trong mô

mỡ, thận, gan, tuyến thượng thận và máu Trong cơ thể Trifluralin có thể chuyển hóa qua các phản ứng khử nitro (nitroreduction), khử alkyl (N-dealkylation), hydroxyl hóa (hydroxylation) và phản ứng tạo vòng (cyclization) (EU DAR, 2005) Một nghiên cứu ở Hoa Kỳ cho rằng sử dụng Trifluralin có thể làm tăng rủi ro mắc

bệnh ung thư bạch huyết (non-Hodgkin lymphoma) Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu ảnh hưởng của Trifluralin lên sức khỏe của người cho thấy chưa có bằng chứng rõ ràng về liên quan của Trifluralin với bệnh ung thư Mặc dù vậy, nhưng dựa trên các kết quả nghiên cứu trên động vật, các nhà nghiên cứu vẫn cho rằng Trifluralin có thể gây bệnh ung thư trên người Do đó, nhiều quốc gia đã cấm hoặc hạn chế sử dụng Hầu hết các quốc gia ở Châu Âu, Châu Mỹ, Nhật Bản quy định

dư lượng của Trifluralin không được vượt quá 10µg/kg trong thịt và 1µg/kg trong

cá Tiêu chuẩn cho nước uống phải có hàm lượng Trifluralin nhỏ hơn 5µg/kg Ở Việt Nam, Trifluralin bị cấm sử dụng trong nuôi trồng thủy sản theo thông tư số 20/2010/TT-BNNPTNT ngày 02/04/2010 Tóm lại, Trifluralin rất độc cho sức khỏe của người và động vật, dư lượng của chúng trong môi trường có thể ảnh hưởng đến sự đa dạng sinh học Vì vậy, không nên sử dụng loại hóa chất này trong

sản xuất nông nghiệp

2.6 Tác động đến môi trường

 Sự phân tán trong đất và nước mặt: Trifluralin có độ bền thấp hay cao trong môi

trường đất tùy thuộc vào điều kiện môi trường Trong đất Trifluralin được phân hủy bởi vi sinh vật Dư lượng Trifluralin trên mặt đất sau khi sử dụng sẽ bị phân hủy bởi tia UV hoặc sẽ bị bay hơi Chu kỳ bán hủy của Trifluralin trong đất là 45 đến 60 ngày trong 6 tới 8 tháng Sau 6 tháng tới 1 năm, 80% – 90% dư lượng sẽ bị

loại bỏ Trifluralin hấp thụ mạnh trong đất nhưng không hòa tan trong nước

 Sự phân tán trong nước: Trifluralin không hòa tan trong nước nên chúng hầu hết được tìm thấy trong trầm tích hay các hạt lơ lửng trong nước

 Sự phân tán trong thực vật: Trifluralin kiềm chế sự sinh trưởng của rễ và chồi

sau khi được hấp thụ lên các hạt vừa nảy mầm Dư lượng Trifluralin trên cây trồng được tìm thấy trong rễ, chúng không tồn tại trong lá, hạt hoặc quả của cây Trên hầu hết các cánh đồng đều không có tác dụng trên lá, nhưng đối với thuốc lá và bí

thì có thể phát hiện Trifluralin trên lá

Kỹ thuật sắc ký khí được sử dụng để phân tích một lượng rất lớn một lượng rất lớn những hợp chất hữu cơ khác nhau, các hợp chất đó có thể là chất khí hoặc chất lỏng, đôi khi là chất rắn Tuy nhiên, đối với các hợp chất không bền nhiệt, kém bay hơi (trọng lượng phân tử lớn hơn 300 amu) hoặc loại hợp chất ion, kỹ thuật sắc ký khí không thể phân tích mẫu trực tiếp được mà cần phải biến đổi các hợp chất nói trên thành các hợp

chất có tính bay hơi, mới có thể phân tích bằng sắc ký khí

Hình 9: (a) Hệ thống GC của công ty INTERTEK (b) Hệ thống tiêm mẫu tự động Autosampler

3.1.2 Các bộ phận của hệ thống sắc kí khí

Hình 10: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống sắc ký khí – GC

3.1.2.1 Khí mang (carrier gas)

Khí mang còn được gọi là khí vecto Trong sắc ký khí, khí mang đóng vai trò là pha động để vận chuyển các thành phần mẫu phân tích xuyên ngang cột sắc ký, đến bộ phận phát hiện tín hiệu

Bảng 6: Độ nhớt và độ dẫn nhiệt của một số khí dùng làm khí mang

Nguồn: Nguyễn Kim Phi Phụng (2002), Phương pháp cô lập các hợp chất hữu cơ

Khí mang được cung cấp bởi một bình có áp suất cao, lên đến 300 psi (20,7 MPa) Khí mang phải có độ tinh khiết 99,999%

3.1.2.2 Bộ phận đƣa mẫu vào máy

Bộ phận đưa mẫu vào máy là nơi mà mẫu từ bên ngoài được đưa vào bên trong máy sắc ký Bộ phận này gồm ống bằng thủy tinh hoặc thép không gỉ, một đầu nối vào bên trong máy sắc ký, còn đầu kia tiếp xúc với bên ngoài; đầu này có gắn một nút bằng cao su silicon dầy 2,3 – 3,2 mm (septum)

3.1.2.3 Cột sắc ký

Cột sắc ký đặc biết rất dài Loại cột nhồi pha tính thường có đường kính trong 2 –

6 mm và dài 1 – 3 m Loại cột mao quản thường có đường kính trong 0,2 – 0,7 mm và dài

10 – 100 m Cột dài được cuộn thành các khoanh tròn có đường kính 10 – 20 cm

(a) (b)

Hình 11 : (a) Cột nhồi, (b) Cột mao quản

3.1.2.4 Bộ phân phát hiện tín hiệu (detector)

- Đầu dò dẫn nhiệt (Thermal conductivity detector, TCD)

- Đầu dò ion hóa ngọn lửa (Flame ionization detector, FID)

- Đầu dò bắt điện tử (Electron capture detector, ECD)

- Đầu dò Nitrogen – phosphor (Nitrogen – phosphorous detector, NPD)

- Đầu dò trắc quang ngọn lửa (Flame photometric detector, FPD)

- Đầu dò quang ion hóa (Photoionisation detector, PID)

- Đầu dò phức hợp (miscellaneous detector)

Ngoài ra, ngày nay người ta còn kêt hợp GC với MS và IR thành hệ thống GC/MS

và GC/IR

3.1.3 Cơ chế hoạt động

Trong sắc ký khí, pha động là một chất khí thường được gọi là khí mang Khí này xuất phát từ một bình khí nén thành một dòng khí có thể điều chỉnh lưu lượng bởi những van khóa, để đi vào một cột có chứa pha tĩnh Tại cột này, các thành phần khác nhau của hỗn hợp mẫu khảo sát được tách riêng ra Mẫu chất khảo sát hoặc các hợp chất chuẩn được chích vào dòng khí mang tại một vị trí ở đầu cột pha tĩnh, rồi đi ngang qua pha tĩnh được tách thành các hợp chất riêng rẽ và ra khỏi cột Các hợp chất khác nhau của hỗn hợp mẫu chất ban đầu được bộ phận phát hiện ghi nhận (bằng các tín hiệu điện tử) và giao diện của máy biến đổi tín hiệu đó thành các mũi xuất hiện trên sắc ký đồ

3.2 Detector bắt điện tử - ECD (Electron Capture Detector)

Cấu tạo và cơ chế hoạt động

Detector gồm có điện trường, bên trong có nguồn phát tia β (do Ni63, được phủ bên ngoài tấm bạch kim hay titan), khí mang được dùng là Ar Điện tử sơ cấp của tia β sẽ ion hóa phân tử khí mang làm bắn ra điện tử thứ cấp, tạo dòng điện trong điện trường, phản ứng dây chuyền xảy ra Khi có sự hiện diện của mẫu, thường là chất có độ âm điện cao, sẽ nhận điện tử thứ cấp, làm giảm cường độ dòng điện, tương ứng với sự xuất hiện mũi sắc

kí

Hình 12 : Cấu tạo của đầu dò ECD

Do đặc tính bắt điện tử nên có thể dùng để xác định Trifluralin với độ nhạy rất cao

do Trifluralin có chứa Flo là nguyên tố có độ âm điện thấp

Nguồn Ni 63

Dòng electron

C: PHẦN THỰC NGHIỆM CHƯƠNG 4: PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

4.1 Thời gian và địa điểm

- Thời gian: Từ 12/2010 – 5/2011

- Địa điểm: Phòng Lab, công ty INTERTEK CAN THO

4.2 Thiết bị và dụng cụ

- Máy lắc Thermo Scientific

- Máy ly tâm Hettick Gentrifugen

- Hệ thống cô quay chân không Heidolph

- Bể siêu âm Elma S 180H

- Hệ thống GC - µECD Agilent technologies7890A

- Cột DB – 5MS, dài 30m, 250µm, 25x10-2µm Agilent

- Hệ thống tiêm mẫu tự động Autosampler Agilent technologies 7693

- Lò nung Carbolite

- Bông thủy tinh (glasswolle extrafein) của Đức

- Ống tiêm y tế Vinahankook loại 10cc

- Micropipet 5 - 50µL, 20 - 100µL, 100 – 1000µL, 1000 - 5000µL Gilson hoặc tương đương

- Máy xay mẫu Bình cầu 250mL