Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu phân tích Sarafloxacin và các sản phẩm chuyển hóa của nó tạo thành trong quá trình xử lí bằng xúc tác quang hóa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:93

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm hiểu sâu hơn về sự ảnh hưởng của các chất kháng sinh đến môi trường sống, cũng như khả năng loại bỏ chúng khỏi môi trường, việc nghiên cứu quá trình chuyển hóa của các chất kháng sinh trong môi trường tự nhiên là rất cần thiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu phân tích Sarafloxacin và các sản phẩm chuyển hóa của nó tạo thành trong quá trình xử lí bằng xúc tác quang hóa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------------- BÙI THỊ NGỌC THƠM NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH SARAFLOXACINE VÀ CÁC SẢN PHẨM CHUYỂN HÓA CỦA NÓ TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÍ BẰNG XÚC TÁC QUANG HÓA. LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2013
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------------- BÙI THỊ NGỌC THƠM NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH SARAFLOXACINE VÀ CÁC SẢN PHẨM CHUYỂN HÓA CỦA NÓ TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÍ BẰNG XÚC TÁC QUANG HÓA. Chuyên ngành: Hóa phân tích. Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS. LÊ TRƢỜNG GIANG HÀ NỘI – 2013
LỜI CẢM ƠN . Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS. LÊ TRƯỜNG GIANG đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình làm luận văn. Em xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô và các anh chị cán bộ trong Bộ môn Hóa Phân Tích, Khoa Hóa học, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên đã truyền đạt kiến thức và trao đổi kinh nghiệm trong thời gian qua. Em xin chân thành cảm ơn các anh chị cán bộ nghiên cứu của phòng khối phổ Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình, anh chị và bạn bè những người luôn động viên, chia sẻ mọi khó khăn cùng em trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Hà Nội, tháng 12 năm 2013. Học viên Bùi Thị Ngọc Thơm.
MỤC LỤC MỤC LỤC .................................................................................................................. i DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ iv DANH SÁCH HÌNH VẼ ......................................................................................... vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TĂT TRONG LUẬN VĂN ................................. ix MỞ ĐẦU ...................................................................................................................1 Chƣơng 1- TỔNG QUAN .........................................................................................1 1.1. Hiện trạng sử dụng thuốc kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam ..1 1.1.1. Các nguồn phát tán hợp chất kháng sinh vào môi trường ..........................1 1.2. Ảnh hưởng của các hợp chất thuốc kháng sinh đến môi trường và con người 2 1.3. Một số hợp chất kháng sinh sử dụng trong nuôi trồng thủy sản Việt Nam .....4 1.3.1. Phân loại các hợp chất kháng sinh .............................................................4 1.3.2. Một số kháng sinh hạn chế và cấm sử dụng trong nuôi trồng thủy sản .....5 1.4. Tính chất của Sarafloxacin ...............................................................................8 1.4.1. Tính chất lí hóa học của sarafloxacin .........................................................8 1.4.2. Tác dụng sinh hóa của Sarafloxacin ...........................................................9 1.5. Các phương pháp phân tích định lượng thuốc kháng sinh Sarafloxacin .......10 1.5.1. Phương pháp đo quang .............................................................................10 1.5.2. Phương pháp điện hóa ..............................................................................10 1.5.3. Phương pháp ELISA ................................................................................11 1.5.4. Phương pháp điện di mao quản ................................................................12 1.5.5. Phương pháp HPLC .................................................................................13 1.6. Các quá trình oxi hoá nâng cao.......................................................................15 1.6.1. Phương pháp xúc tác quang hóa ...............................................................15 1.6.1.1. Phương pháp quang phân bằng tia tử ngoại .......................................15 1.6.1.2. Xúc tác quang hóa đồng thể ...............................................................15 1.6.2. Phương pháp Ozon hóa ............................................................................16 1.6.2.1. Phương pháp ozon hóa .......................................................................16 1.6.2.2. Phương pháp Peroxon (O3/H2O2).......................................................17 i
1.6.3 Phương pháp Fenton.................................................................................18 1.6.3.1. Hệ Fe2+/H2O2 ......................................................................................18 CHƢƠNG 2- THỰC NGHIỆM .............................................................................19 2.1. Nội dung và phương pháp nghiên cứu............................................................19 2.1.1. Nội dung nghiên cứu ................................................................................19 2.1.2. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................19 2.2. Dựng đường chuẩn xác định nồng độ H2O2 theo phương pháp đo quang .....19 2.3. Thí nghiệm quang hóa ....................................................................................20 2.4. Hóa chất và thiết bị .........................................................................................23 2.5. Chuẩn bị dung dịch chuẩn Sarafloxacin. ........................................................24 2.6. Dựng đường chuẩn theo phương pháp HPLC. ...............................................24 2.7. Thí nghiệm phản ứng quang hóa ....................................................................24 2.7.1. Quang phân SARA tại các pH khác nhau. ...............................................24 2.7.2. Quang phân SARA trong môi trường có ion vô cơ. ................................24 2.7.3. Quang phân SARA trong môi trường có H2O2 ........................................24 Chƣơng 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................26 3.1. Khảo sát và tính toán phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV của Sarafloxacin .....26 3.1.1. Phổ hấp thụ của SARA tại các giá trị pH khác nhau ...............................26 3.1.2. Tính toán hệ số hấp thụ mol của phân tử của SARA. ..............................27 3.1.2.1. Sự phụ thuộc của các dạng tồn tại của SARA vào pH dung dịch......27 3.1.2.2. Tính toán phổ hấp thụ quang phân tử Sarafloxacin ...........................29 3.2. Nghiên cứu điều kiện xác định Sarafloxacin bằng HPLC/PDA .....................31 3.2.1. Chọn thể tích bơm mẫu ............................................................................31 3.2.2. Chọn pha tĩnh ...........................................................................................32 3.2.3. Detector ....................................................................................................32 3.2.4. Khảo sát pha động ....................................................................................32 3.2.4.1. Khảo sát thành phần pha động ...........................................................32 3.2.4.2. Khảo sát tỉ lệ dung môi pha động ......................................................33 3.2.4.3. Khảo sát tốc độ pha động ...................................................................34 ii
3.2.5. Đánh giá phương pháp phân tích. ............................................................37 3.2.5.1. Lập đường chuẩn xác định Sarafloxacin............................................37 3.2.5.2. Giới hạn phát hiện LOD và giới hạn định lượng LOQ ......................37 3.2.5.3. Độ chính xác của phép đo ..................................................................38 3.2.5.4. Độ lặp lại của phép đo .......................................................................39 3.2.6. Phân tích mẫu thực ...................................................................................40 3.3. Sự phân hủy Sarafloxacin bằng phương pháp quang hóa ..............................40 3.3.1. Xác định cường độ dòng photon Io của đèn UV ......................................40 3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến tốc độ quang phân Sarafloxacin ......42 3.3.2.1. Khảo sát sự quang phân của SARA tại pH 2,5. .................................43 3.3.2.2. Khảo sát sự quang phân của SARA tại pH 4,2 ..................................44 3.3.2.3. Khảo sát sự quang phân của SARA tại pH 6,9 ..................................45 3.3.2.4. Khảo sát sự quang phân của SARA tại pH 9,2 ..................................46 3.3.2.5. Khảo sát sự quang phân của SARA tại pH 11,5 ................................47 3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của anion ClO4-, Cl-, SO42- ......................................50 3.3.3.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của ion ClO4- ................................................51 3.3.3.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của ion Cl- ....................................................52 3.3.3.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của ion SO42- ................................................52 3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của H2O2 ..................................................................55 3.4. Nghiên cứu các sản phẩm chuyển hóa của quá trình quang hóa Sarafloxacin tại bước sóng 254nm....................................................................................................57 3.5. Hướng phát triển của đề tài.............................................................................61 KẾT LUẬN .............................................................................................................63 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................67 PHỤ LỤC ...............................................................................................................73 iii
DANH MỤC BẢNG Đề mục Trang Bảng 1.1. Danh mục hóa chất, kháng sinh cấm sử dụng trong sản xuất và kinh doanh thủy sản. ............................................................................................................ 6 Bảng 1.2. Danh mục hóa chất, kháng sinh hạn chế sử dụng trong sản xuất và kinh doanh thủy sản. ............................................................................................................ 7 Bảng 2.1.Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ H2O2. ................................. 20 Bảng 3.1. Độ hấp thụ quang phân tử ứng với mỗi bước sóng tính theo lí thuyết. .... 30 Bảng 3.2. Khảo sát thành phần dung môi pha động. ................................................ 33 Bảng 3.3. Ảnh hưởng tỉ lệ dung môi pha động tới thời gian lưu, diện tích pic ........ 34 Bảng 3.4. Diện tích pic của chất phân tích phụ thuộc vào tốc độ pha động ............. 35 Bảng 3.5. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của chất chuẩn kháng sinh Sarafloxacin............................................................................................................... 38 Bảng 3.6. Độ chính xác của phép đo tại các nồng độ khác nhau. ............................. 39 Bảng 3.7. Khảo sát độ lặp lại của phép đo theo diện tích pic. .................................. 40 Bảng 3.8. Kết quả độ thu hồi xác định Sarafloxacin theo phương pháp thêm chuẩn trong mẫu nước nuôi cá. ............................................................................................ 40 Bảng 3.9. Sự biến đổi nồng độ H2O2 theo thời gian chiếu xạ UV254nm. [H2O2]o=54,63mM..................................................................................................... 41 Bảng 3.10. Kết quả khảo sát Io của đèn tại hai nồng độ đầu của H2O2. ................... 42 Bảng 3.11. Kết quả khảo sát sự phân hủy của SARA tại môi trường axit pH 2,5 .... 43 Bảng 3.12. Kết quả khảo sát sự phân hủy của SARA tại môi trường axit pH 4,2 .... 45 Bảng 3.13. Kết quả khảo sát sự phân hủy của SARA tại môi trường axit pH 6,9 .... 46 Bảng 3.14. Kết quả khảo sát sự phân hủy của SARA tại môi trường axit pH 9,2 .... 47 Bảng 3.15. Kết quả khảo sát sự phân hủy của SARA tại môi trường axit pH 11,5 .. 48 Bảng 3.16. Một số kết quả nghiên cứu động học phân hủy của SARA bằng chiếu xạ UV trong các môi trường pH khác nhau. .................................................................. 48 Bảng 3.17. Ảnh hưởng của các ion vô cơ đến tốc độ quang phân của SARA.......... 54 iv
Bảng 3.18. Sự phân hủy của SARA theo nồng độ H2O2. ......................................... 56 Bảng 3.19. Cơ chế tấn công của gốc hidroxyl vào các hợp chất hữu cơ .................. 57 Bảng 3.20. Sản phẩm phụ trong quá trình quang phân SARA tại các điều kiện khác nhau. ........................................................................................................ 59 Bảng 3.21. Kết quả xác định phổ MS của SARA trong các điều kiện khác nhau. ... 60 Bảng 3.22. Kết quả xác định phổ MS của sản phẩm phụ. ........................................ 60 v
DANH SÁCH HÌNH VẼ Đề mục Trang Hình 1.1: Công thức cấu tạo Sarafloxacin. ................................................................. 8 Hình 2.1. Đường chuẩn H2O2 trong khoảng nồng độ 0,0 M - 0,5 M. ....................... 20 Hình 2.2. Mô hình thí nghiệm quang hóa. ................................................................ 23 Hình 3.1. Các dạng tồn tại của Sarafloxacin trong nước. ......................................... 26 Hình 3.2. Phổ hấp thụ UV_VIS của [ SARA] = 4M tại các giá trị pH khác nhau. 26 Hình 3.3. Phần trăm từng dạng ion SARA theo giá trị pH ....................................... 29 Hình 3.4a : Phổ hấp thụ quang phân tử của SARA tại pH 2,4 .................................. 30 Hình 3.4b Phổ hấp thụ quang phân tử của SARA tại pH 7,1.................................... 30 Hình 3.4c Phổ hấp thụ quang phân tử của SARA tại pH 11,6 .................................. 30 Hình 3.5. So sánh phổ tính toán lí thuyết và thực nghiệm tại [SARA] là 2,0M, pH=2,4. ...................................................................................................................... 31 Hình 3.6. Sắc đồ sắc kí tại các tỉ lệ pha động khác nhau HCOOH 0,5%/ACN. ....... 34 Hình 3.7. Sắc đồ sắc kí ở các tốc độ khác nhau. ....................................................... 35 Hình 3.8. Sắc kí đồ ở điều kiện tối ưu....................................................................... 36 Hình 3.9. Đường chuẩn của SARA trong khoảng nồng độ 0,1-5M. ...................... 37 Hình 3.10. Sự biến đổi nồng độ H2O2 theo thời gian chiếu xạ UV tại bước sóng 254nm. ....................................................................................................................... 42 Hình 3.11. Xác định cường độ dòng photon của đèn UV 254nm ............................. 42 Hình 3.12. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm và không UV_254 tại pH 2,5. [SARA]=0,83M...................................................................... 43 Hình 3.13. Động học phân hủy của SARA khi chiếu xạ UV 254nm và không UV_254 tại pH 2,5. [SARA]=0,83M..................................................................... 43 Hình 3.14. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm và không UV tại pH 4,2 [SARA]=0,83M.............................................................................. 44 Hình 3.15. Động học phân hủy của SARA khi chiếu xạ UV 254nm và không UV tại pH 4,2.[SARA]=0,83M .......................................................................................... 44 vi
Hình 3.16. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm và không UV tại pH 6,9;[SARA]=0,83M............................................................................... 45 Hình 3.17. Động học phân hủy của SARA khi chiếu xạ UV 254nm và không UV tại pH 6,9. [SARA]=0,83M. ........................................................................................ 45 Hình 3.18. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm và không UV tại pH 9,2 ;[SARA]=0,83M ............................................................................. 46 Hình 3.19. Động học phân hủy của SARA khi chiếu xạ UV 254nm và không UV tại pH 9,2 ........................................................................................................................ 46 Hình 3.20. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm và không UV tại pH 11,5 ;[SARA]=0,83M ........................................................................... 47 Hình 3.21. Động học phân hủy của SARA khi chiếu xạ UV 254nm và không UV tại pH 11,5 ................................................................................................................. 47 Hình 3.22. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm và trong bóng tối tại các pH khác nhau;[SARA]=0,83M ..................................................... 49 Hình 3.23. Động học phân hủy của SARA khi chiếu xạ UV 254nm tại các pH khác nhau ..................................................................................................... 49 Hình 3.24. Ảnh hưởng của pH đến tốc độ quang phân SARA. ................................ 50 Hình 3.25. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm khi có mặt ion perclorat, [SARA]=0,83M ......................................................................... 51 Hình 3.26. Động học phân hủy của SARA khi chiếu xạ UV 254nm khi có mặt ion perclorat ..................................................................................................................... 51 Hình 3.27. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm khi có mặt ion clorua ; [SARA]=0,83M ............................................................................ 52 Hình 3.28. Động học phân hủy của SARA khi chiếu xạ UV 254nm khi có mặt ion clorua ......................................................................................................................... 52 Hình 3.29. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm khi có mặt ion sunfat [SARA]=0,83M .............................................................................. 53 Hình 3.30. Động học phân hủy của SARA khi chiếu xạ UV 254nm khi có mặt ion sunfat. ........................................................................................................................ 53 vii
Hình 3.31. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm khi có mặt các ion vô cơ, [SARA]=0,83M ........................................................................ 53 Hình 3.32. Động học phân hủy của SARA chiếu xạ UV 254nm khi có mặt ion vô cơ ... 53 Hình 3.33. Sự biến đổi nồng độ SARA theo thời gian chiếu xạ UV 254nm khi có H2O2, [SARA]=0,83M ............................................................................................ 55 Hình 3.34. Động học phân hủy của SARA khi chiếu xạ UV 254nm trong môi trường có H2O2 .......................................................................................................... 55 Hình 3.35. Tốc độ phân hủy SARA theo tỉ lệ nồng độ H2O2/SARA. ....................... 56 Hình 3.36. Cơ chế tạo thành các sản phẩm phụ của Sarafloxacin. ........................... 58 Hình 3.37. Sắc kí đồ Sarafloxacin và sản phẩm phụ tại pH 6,9. ............................... 59 Hình 3.38. Sắc kí đồ Sarafloxacin và sản phẩm phụ trong môi trường NaCl 100mM .... 59 Hình 3.39. Sắc kí đồ Sarafloxacin và sản phẩm phụ trong môi trường Na2SO4 33,33mM ................................................................................................................... 59 Hình 3.40. Sản phẩm phụ tạo ra khi chiếu xạ bằng UV-254nm. .............................. 61 viii
SARA Sarafloxacin FQ Floroquinolone CE Capillary electrophoresis điện di mao quản CZE Capilary zone điện di mao quản vùng electrophoresis HPLC High performance liquid Sắc kí lỏng hiệu năng cao chromatography HPLC-MS High performance liquid Sắc kí lỏng hiệu năng cao chromatography tandem ghép nối khối phổ mas spectrometry ACN acetonitrile Axeton nitrin IUPAC International Union of Liên minh quốc tế về hóa Pure and Applied học cơ bản và ứng dụng Chemistry MeOH Methanol metanol UV Ultraviolet Tử ngoại PDA Detector Photodiode Array ELISA enzyme Linked ImmunoSorbent Assay MLR Maximum Residue Limit Giới hạn dư lượng tối đa Spic Diện tích pic sắc kí LOD Limit of detection Giới hạn phát hiện LOQ Limit of quantity Giới hạn định lượng ESI Electrospray ionization Chế độ ion hóa phun điện tử DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TĂT TRONG LUẬN VĂN ix
Mở đầu MỞ ĐẦU Các hợp chất kháng sinh là những hợp chất không thể thiếu trong việc xử lý, ngăn ngừa và phòng chống bệnh, bảo vệ sức khỏe người và động vật. Chúng đã được sử dụng từ nhiều thập kỉ trong nhiều lĩnh vực khác nhau, hiện nay nó còn được dung để phối trộn trong thức ăn gia súc, một lượng lớn kháng sinh cũng được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản. Bên cạnh những mặt tích cực của việc sử dụng kháng sinh, nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy một thực trạng đáng lo ngại về sự tồn dư các kháng sinh trong thực phẩm, môi trường sinh thái,…Sự tồn dư, tích lũy của các loại kháng sinh dẫn đến sự nhờn kháng sinh, sự thích ứng của các vi sinh gây bệnh, tạo nên những dịch bệnh mới, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Bên cạnh, dư lượng kháng sinh trong thực phẩm cũng ảnh hưởng lớn đến kinh tế, cụ thể là hàng chục lô hàng xuất khẩu thủy sản sang các nước đã bị cảnh cáo dồn dập trong thời gian vừa qua như các nước nhập khẩu thuỷ sản Nhật Bản, Nga, Mỹ và Trung Quốc thông báo về các lô hàng bị phát hiện có dư lượng thuốc kháng sinh vượt mức cho phép. Chỉ riêng từ tháng 4 đến tháng 6/2007, sau khi 27 lô hàng thuỷ sản Việt Nam bị từ chối nhập khẩu vào Mỹ, Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Hoa Kỳ - FDA - đã công bố danh sách 28 nhà xuất khẩu thuỷ sản có hơn 30 mặt hàng vi phạm tiêu chuẩn vi sinh, kháng sinh v.v…, và bị từ chối nhập khẩu vào Mỹ. Phía Nhật Bản cũng đã cảnh báo 30 doanh nghiệp của Việt Nam xuất khẩu hàng có dư lượng thuốc kháng sinh cao, đáng ngại hơn là Nhật bản quyết định kiểm tra 100% hàng thuỷ sản nhập khẩu từ Việt Nam đối với chất chloramphenicol, AOZ, Semicarbazid. Sarafloxacin (SARA) là thuốc kháng sinh thuộc nhóm floroquinolone (FQ) nó là một kháng sinh quan trọng, có tác dụng hữu ích cho các bệnh lâm sàng đã từng được dùng một dải rộng cho cả vi khuẩn gram âm và dương. SARA là kháng sinh dùng cho thủy sản chủ yếu là cá. Chữa nhiều loại bệnh khác nhau như đinh nhọt, vi khuẩn, bệnh thương hàn. Dược lí của quinolon ức chế tác dụng của enzyme DAN gyrase làm cho hai mạch đơn của DAN không thể duỗi xoắn làm ngăn cản quá trình nhân đôi của DAN. Hiện tại đã tìm thấy một số tác dụng phụ của thuốc, đặc 1
Mở đầu biệt là có liên quan đến sự phơi nhiễm với ánh sáng mặt trời. Ngoài ra một số tác dụng phụ của thuốc khi quá liều có thể xảy ra như ảnh hưởng đến chức năng tiêu hóa, nhức đầu, buồn ngủ, một số trường hợp khác còn có thể dẫn đến như tiêu cơ vân, viêm gân, mê sảng, hạ đường huyết gây tử vong. Các hợp chất kháng sinh có thể bị phân hủy trong tự nhiên bởi tác dụng của sự phân hủy sinh học, hấp thụ và quang hóa, tuy nhiên các hợp chất kháng sinh quinolone thì không dễ bị phân hủy sinh học và quá trình quang hóa tỏ ra ưu việt hơn. Nhằm hiểu sâu hơn về sự ảnh hưởng của các chất kháng sinh đến môi trường sống, cũng như khả năng loại bỏ chúng khỏi môi trường, việc nghiên cứu quá trình chuyển hóa của các chất kháng sinh trong môi trường tự nhiên là rất cần thiết. Trong luận văn này chúng tôi bước đầu nghiên cứu sự chuyển hóa của Sarafloxacin với đề tài: “ Nghiên cứu phân tích Sarafloxacin và các sản phẩm chuyển hóa của nó tạo thành trong quá trình xử lí bằng xúc tác quang hóa” 2
Mở đầu 3
Chương 1. Tổng Quan Chƣơng 1- TỔNG QUAN 1.1. Hiện trạng sử dụng thuốc kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam Ngành thủy sản đóng góp một phần quan trọng cho việc đảm bảo an ninh lương thực, nguồn dinh dưỡng, sinh kế, tạo thu nhập và việc làm cho người nông dân. Những năm gần đây, ngành thuỷ sản Việt Nam đã vượt qua những rào cản an toàn thực phẩm góp phần đưa sản phẩm thuỷ sản thâm nhập vào 106 nước, trong đó có những thị trường khó tính như châu Âu, Mỹ, Nhật Bản. Giá trị kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản trung bình hàng năm giai đoạn 2001-2007 tăng trên 10%. Năm 2007 đạt trên 3,76 tỷ USD (tăng 12% so với năm 2006) trong đó tôm đông lạnh vẫn là mặt hàng xuất khẩu chiến lược quan trọng với khối lượng đạt 145 nghìn tấn (năm 2006 là 143,6 nghìn tấn) với giá trị đạt 1,37 tỷ USD, tăng 2,65% so với năm 2006. Nhưng thực tế số lô hàng thuỷ sản bị các nước nhập khẩu phát hiện có dư lượng kháng sinh vẫn còn cao (NAFIQAVED, 2007). Tình trạng trên không chỉ gây thiệt hại lớn về kinh tế của các doanh nghiệp mà quan trọng là còn ảnh hưởng đến đến uy tín chất lượng hàng thuỷ sản Việt Nam. Trước tình hình đó, Bộ Thuỷ sản (nay là Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) đã ban hành một số qui định và nhiều chỉ thị để hướng dẫn kiểm soát dư lượng, trong đó Quyết định số 07/2005/QĐ-BTS ngày 24/02/2005 và số 26/2005/QĐ-BTS ngày 18/8/2005 liên quan đến danh mục hoá chất và kháng sinh cấm và hạn chế sử dụng trong sản xuất kinh doanh thuỷ sản. Thế nhưng, kết quả điều tra thực tế cho thấy việc sử dụng kháng sinh trong nuôi tôm vẫn tiếp diễn và phổ biến nhất là nhóm quinolone. 1.1.1. Các nguồn phát tán hợp chất kháng sinh vào môi trƣờng Hiện trạng tồn dư thuốc kháng sinh trong hàng thủy sản gây tác động xấu đến người tiêu dùng đã được cảnh báo từ nhiều năm trước đây nhưng đến nay vẫn còn tồn tại. Nguyên nhân chính là do nhận thức về vệ sinh an toàn thực phẩm của những người tham gia từ khâu nuôi trồng đến chế biến thủy sản là chưa cao, bên cạnh đó việc mua bán, sử dụng thuốc thú y thủy sản và thức ăn chăn nuôi thủy sản cũng chưa được quản lý chặt chẽ. 1
Chương 1. Tổng Quan Cụ thể như là một số tàu đánh cá không dùng nước đá sạch an toàn để bảo quản mà lại dùng các hóa chất độc hại, kháng sinh cấm để bảo quản và xử lí thủy sản. Theo như đợt kiểm tra của sở thủy sản Bình Thuận cho thấy nguyên nhân nhiễm Chloramphenicol trong sản phẩm mực, bạch tuột là do sử dụng trực tiếp Chloramphenicol để bảo quản nguyên liệu trên các tàu cá và cơ sở thu mua. Ngoài ra, nguy cơ lây nhiễm Chloramphenicol từ kem bôi tay của công nhân chế biến để điều trị vết lở loét cũng rất cao, kết quả kiểm nghiệm cho thấy 100% mẫu nước trong các thau tách đầu, lột da mực bị nhiễm chloramphenicol. Việc sử dụng thuốc kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam hiện nay là tất yếu và không thể tránh khỏi bởi vì nuôi trồng thủy sản nước ta mức độ công nghiệp hóa chưa cao và đa số các mô hình sử dụng công cụ vật liệu nuôi còn thủ công, hơn nữa hệ thống thủy lợi trong nuôi thủy sản cũng chưa được chú ý phát triển, việc vận chuyển con giống còn khá thô sơ nên ngay từ đầu lúc mới thả buộc phải sử dụng kháng sinh nhằm phòng ngừa bệnh tật do khâu đánh bắt, vận chuyển. Hiện tại ở Việt Nam lượng thức ăn trong nuôi trồng thủy sản có khuynh hướng ngày càng giảm và dần được thay thế bằng nguồn thức ăn tự chế biến do biến động giá cả thức ăn và giá xuất khẩu thủy sản, vì vậy lượng thuốc kháng sinh được sử dụng trong chăn nuôi để phòng ngừa và trị bệnh là tất yếu vì thức ăn tự chế biến thường có mức độ an toàn vệ sinh kém hơn thức ăn công nghiệp rất nhiều. Điều đáng lưu ý và khó kiểm soát nhất đó là người nuôi sử dụng rất nhiều các loại thuốc từ nhiều nguồn khác nhau do nguồn gốc và chất lượng thuốc nồng độ thuốc không đảm bảo trong việc trị bệnh, diệt tạp và xử lý ao nuôi, hay sử dụng kháng sinh để phòng và trị bệnh do virus mà không quan tâm đến thuốc đó có số lưu hành và đảm bảo thời gian cách ly do nhà sản xuất hoặc cán bộ khuyến ngư, cán bộ quản lý chất lượng khuyến cáo hay không. 1.2. Ảnh hƣởng của các hợp chất thuốc kháng sinh đến môi trƣờng và con ngƣời Sự tồn dư kháng sinh trong thực phẩm có thể sẽ dẫn đến một số tác hại như gây dị ứng và phản ứng quá mẫn cảm. Theo các báo cáo về y tế, penicilin là kháng 2
Chương 1. Tổng Quan sinh thường gây dị ứng nhất. Đã có trường hợp người bị nổi mẫn da trầm trọng vì uống sữa có dư lượng penicilin (
Chương 1. Tổng Quan trimethoprim-sulfamethoxazole là gây kích ứng đường tiêu hóa và các phản ứng dị ứng. Các kháng sinh như erythromycin esters, TMP-SMZ, amoxicillin và clavulanate potassium có thể gây ứ mật. Minocycline có thể gây chóng mặt, ù tai; các kháng sinh fluoroquinolone và macrolide đều có thể làm tăng nguy cơ ngộ độc theophyllin. 1.3. Một số hợp chất kháng sinh sử dụng trong nuôi trồng thủy sản Việt Nam 1.3.1. Phân loại các hợp chất kháng sinh Có thể phân loại một số nhóm kháng sinh quan trọng như sau: Các penicillin Là nhóm kháng sinh đầu tiên được phát hiện ra. Ban đầu penicillin được chiết suất từ nấm penicillin. Hiện nay penicillin được tổng hợp nhiều từ một số loại hóa chất khác. Các dòng penicillin gồm có:  Penicillin G và penicillin V: là hai loại được tổng hợp đầu tiên.  Aminopenicillin: là penicillin bán tổng hợp gồm có ampicillin, amoxillin…  Các penicillin kháng enzyme penillinase: như oxacillin, methicillin, chloxacillin….  Penicillin chuyên dùng để điều trị vi khuẩn nhóm pseudomonas: như piperacillin, cacbercillin, ticarcillin… Các cephalosporin Gồm 4 thế hệ I, II, III, IV. Thế hệ I, II chủ yếu để điều trị các vi khuẩn Gram (+); thế hệ III, IV chủ yếu để điều trị vi khuẩn Gram (-).  Các tetracycline: gồm tetracylin, oxytetracyline, chlorotetracycline, chlorotetracycline, doxycyclin…  Nhóm macrolide: gồm erythromycin, spiramycin, azthromycin, rovamycin, tylosin…  Nhóm lincoxinamid.  Nhóm aminoglycosid. 4