Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu xây dựng qui trình xác định dư lượng Glyphosate trong môi trường - Ứng dụng đánh giá dư lượng Glyphosate tại các trang trại trồng nho Huyện Tuy Phong Tỉnh Bình Thuận

Chia sẻ: Diệp Nhất Thiên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:108

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xây dựng được qui trình xác định Glyphosate với độ chính xác, độ tin cậy và độ chọn lọc cao, giới hạn phương pháp thấp. Đánh giá được mức độ tồn dư Glyphosate trong đất, nước và trái nho tại Xã Phước Thể, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu xây dựng qui trình xác định dư lượng Glyphosate trong môi trường - Ứng dụng đánh giá dư lượng Glyphosate tại các trang trại trồng nho Huyện Tuy Phong Tỉnh Bình Thuận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM ---------------------- LÊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE TRONG MÔI TRƢỜNG - ỨNG DỤNG ĐÁNH GIÁ DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE TẠI CÁC TRANG TRẠI TRỒNG NHO HUYỆN TUY PHONG TỈNHBÌNH THUẬN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trƣờng Mã số ngành: 60520320 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM ---------------------- LÊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE TRONG MÔI TRƢỜNG - ỨNG DỤNG ĐÁNH GIÁ DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE TẠI CÁC TRANG TRẠI TRỒNG NHO HUYỆN TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trƣờng Mã số ngành: 60520320 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. THÁI VĂN NAM TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2018
CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. THÁI VĂN NAM Luận văn Thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Trƣờng Đại học Công nghệ TP. HCM ngày 13 tháng 03 năm 2018. Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 GS. TSKH. Nguyễn Trọng Cẩn Chủ tịch 2 PGS. TS. Lê Mạnh Tân Phản biện 1 3 TS. Thái Vũ Bình Phản biện 2 4 PGS. TS. Huỳnh Phú Ủy viên 5 TS. Nguyễn Thị Hai Ủy viên, Thƣ ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã đƣợc sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
TRƢỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày……tháng……năm 2018 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : LÊ THANH TÂM Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 22/01/1981 Nơi sinh : Bình thuận Chuyên ngành : Kỹ Thuật Môi Trƣờng MSHV : 1641810008 I- Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng qui trình xác định dƣ lƣợng Glyphosate trong môi trƣờng - Ứng dụng đánh giá dƣ lƣợng Glyphosate tại các trang tại trồng nho Huyện Tuy Phong Tỉnh Bình Thuận. II- Nhiệm vụ và nội dung: Nghiên cứu xây dựng qui trình xác định dƣ lƣợng Glyphosate trong môi trƣờng. Ứng dụng phân tích mẫu đất, nƣớc, trái nho qua đó đánh giá dƣ lƣợng Glyphosate tại các trang trại trồng nho Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận. III- Ngày giao nhiệm vụ: 16/09/2017 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 31/03/2018 V- Cán bộ hƣớng dẫn: PGS. TS. THÁI VĂN NAM CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn (Ký và ghi rõ họ tên) Lê Thanh Tâm i
LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật môi trƣờng với đề tài “Nghiên cứu xây dựng qui trình xác định dƣ lƣợng Glyphosate trong môi trƣờng - Ứng dụng đánh giá dƣ lƣợng Glyphosate tại các trang trại trồng nho Huyện Tuy Phong Tỉnh Bình Thuận” là kết quả của quá trình cố gắng không ngừng của bản thân và đƣợc sự giúp đỡ, động viên khích lệ của các Thầy, bạn bè đồng nghiệp và ngƣời thân. Qua trang viết này tôi xin gửi lời cảm ơn tới những ngƣời đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua. Tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với Thầy giáo PGS.TS Thái Văn Nam đã trực tiếp tận tình hƣớng dẫn cũng nhƣ cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn này. Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trƣờng Đại học Công nghệ Thành phố HCM, Khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trƣờng đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc Trung tâm Dịch vụ Phân tích Thí nghiệm Thành phố HCM, Phòng Phân tích sắc ký cùng các đồng nghiệp ở Labo GCMS đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện Luận văn. Học viên Lê Thanh Tâm ii
TÓM TẮT Glyphosate sẽ tồn dƣ trong đất, trái nho và nƣớc ngầm sau khi đƣợc sử dụng để diệt cỏ. Glyphosate có khả năng gây ô nhiễm nƣớc mặt do các mô hình sử dụng nƣớc vì nó hấp thụ các hạt đất bị lơ lửng trong dòng chảy. Glyphosate cao hơn mức cho phép sẽ gây tác động xấu đến môi trƣờng và sinh thái xung quanh. Hiện nay, Việt Nam chƣa xây dựng qui chuẩn xác định Glyphosate trong môi trƣờng và thực phẩm, nên mục tiêu của đề tài hƣớng tới là: (1) Xây dựng qui trình phân tích Glyphosate trong môi trƣờng và thực phẩm. (2) Ứng dụng đánh giá dƣ lƣợng Glyphosate trong đất, nƣớc, trái nho tại Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận. Để thực hiện đƣợc mục tiêu trên thì đề tài này đã sử dụng các phƣơng pháp nhƣ sau: (1) Phƣơng pháp phân tích để xác định nồng độ Glyphosate là sắc kí khí đầu dò khối phổ (mass spectrometry) kết hợp với kỹ thuật lấy mẫu và chiết mẫu đƣợc phát triển theo phƣơng pháp của Hiệp hội Các nhà Hoá học Nông nghiệp (AOAC Official Method 2000.05). (2) Phƣơng pháp xây dựng đƣờng chuẩn, phƣơng pháp đảm bảo chất lƣợng kết quả phân tích (QA/QC). (3) Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp. (4) Xác định hiệu suất thu hồi, độ lập lại và độ tái lặp của phƣơng pháp. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng nồng độ Glyphosate còn tồn dƣ trong đất, nƣớc và trái nho với hàm lƣợng từ 0,5 – 1,5 mg/kg trong đất, từ 0,05 – 0,14 mg/kg trong trái nho và từ 1,0 – 20,0 µg/L trong nƣớc. Glyphosate tồn dƣ trong đất, nƣớc và trái nho có rủi ro cho những ngƣời nông dân sử dụng nguồn nƣớc ngầm và ngƣời tiêu dùng khi sử dụng trái nho. Đặc biệt cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn để các nhà quản lí kiểm soát và bảo vệ chất lƣợng môi trƣờng. iii
ABSTRACT Glyphosate will remain in the soil, grapes and water after being used to kill the grass. Glyphosate is capable of causing water pollution for water use patterns as it absorbs suspended particles in the flow. Higher levels of glyphosate will harm the environment and the surrounding ecosystem. Currently, Vietnam has not developed standards for glyphosate determination in the environment and food, so the aim of the project is to: (1) Develop a process for analyzing glyphosate in the environment and food. (2) Application of Glyphosate Residue Assessment in Soil, Water and Grape at Tuy Phong District of Binh Thuan Province. To achieve the above objectives, the subject has used the following methods: (1) Analytical methods to determine glyphosate concentrations are gas chromatographs of mass spectrometry coupled with sampling and extraction techniques developed by the American Association of Agricultural Chemists (AOAC Official Method 2000.05). (2) Methods of constructing benchmarks, quality assurance methods (QA / QC). (3) Determine detection limits and quantitative limits of the method. (4) Determine recovery, repeatability, and repeatability of the method. The results indicate that Glyphosate concentrations remain in soil, water and grapes at levels of 0.5 - 1.5 mg/kg in soil, at levels of 0.05 - 0.14 mg/kg in grapes and at levels of 1.0 - 20.0 μg/L in the water. Glyphosate residues in soil, water and grapes are risky for farmers using underground water and consumers when using grapes. In particular, there is a need for more extensive research so that managers can control and protect the quality of the environment. iv
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii TÓM TẮT ................................................................................................................ iii ABSTRACT ............................................................................................................. iv MỤC LỤC ..................................................................................................................v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ ix DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................x DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... xi MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1.TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI................................................................................................ 1 2.TÍNH MỚI ĐỀ TÀI ............................................................................................................ 3 3.MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ........................................................................................................... 3 4.NỘI DUNG ĐỀ TÀI ........................................................................................................... 3 5.PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................................... 5 5.1.Phƣơng pháp luận ............................................................................................................ 5 5.2.Phƣơng pháp thực hiện .................................................................................................... 6 5.2.1.Phƣơng pháp tổng hợp và biên hội tài liệu ................................................................... 6 5.2.2.Phƣơng pháp điều tra thực địa ...................................................................................... 7 5.2.3.Phƣơng pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu ........................................................................... 7 5.2.4.Phƣơng pháp phân tích ................................................................................................. 7 5.3.Phƣơng pháp thống kê, và xử lý số liệu ........................................................................... 8 5.4.Phƣơng pháp so sánh ....................................................................................................... 8 5.5.Phƣơng pháp kế thừa ....................................................................................................... 8 6.ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU.................................................................... 9 6.1.Đối tƣợng nghiên cứu ...................................................................................................... 9 6.2.Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................................... 9 v
7.Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN ....................................................... 9 7.1.Ý nghĩa khoa học ............................................................................................................. 9 7.2.Ý nghĩa thực tiễn .............................................................................................................. 9 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ......10 1.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GLYPHOSATE ....................................................... 10 1.1.1.Tính chất của Glyphosate ........................................................................................... 10 1.1.2.Nguồn gốc phát sinh Glyphosate ................................................................................ 11 1.1.3.Ảnh hƣởng của thuốc diệt cỏ Glyphosate đến môi trƣờng và sức khoẻcon ngƣời .... 15 1.2.TỔNG QUAN VỀ DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE TRONG MÔI TRƢỜNG VÀ THỰC PHẨM .................................................................................................................................. 17 1.3.TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH GLYPHOSATE ........................... 19 1.3.1.Nguyên tắc hoạt động hệ thống sắc ký ion (IC) ......................................................... 19 1.3.2.Nguyên tắc hoạt động hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) .......................... 20 1.3.3.Nguyên tắc hoạt động hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC-MS/MS) ................ 23 1.3.4.Nguyên tắc hoạt động hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ (GCMS – Gas Chromatography Mass Spectrometry) ................................................................................. 24 1.3.5.Qui trình phân tích Glyphosate trong nông sản của AOAC ....................................... 26 Hình 11: Qui trình phân tích Glyphosate trong nông sản của AOAC ................................. 26 1.4.TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ GLYPHOSATE ....................................................... 27 1.4.1.Tình hình nghiên cứuvề Glyphosate trên thế giới....................................................... 27 1.4.2.Tình hình nghiên cứu về Glyphosate ở Việt Nam ...................................................... 28 1.4.3.Hƣớng phát triển trong nghiên cứu này ...................................................................... 31 1.5.VÀI NÉT ĐẶT TRƢNG VỀ HUYỆN TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN .............. 31 1.6.ĐIỀU KIÊN KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA HUYỆN TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN ............................................................................................................................................. 39 vi
1.7.VÀI NÉT VỀ TÌNH HÌNH TRỒNG NHO Ở HUYỆN TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN ............................................................................................................................... 40 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................41 2.1.VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ........................................................................................... 41 2.1.1.Dụng cụ lấy mẫu và bảo quản ..................................................................................... 41 2.1.2.Vật tƣ, thiết bị phụ trợ ................................................................................................. 43 2.1.3.Hoá chất ...................................................................................................................... 45 2.1.4.Các dung dịch chuẩn ................................................................................................... 45 2.1.5.Thiết bị GC/MS/MS.................................................................................................... 45 2.1.6.Mẫu phân tích ............................................................................................................. 46 2.2.PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................. 47 2.2.1.Tối ƣu các thông số trên thiết bị GC/MS/MS ............................................................. 47 2.2.2.Độ chọn lọc ................................................................................................................. 48 2.2.3.Xây dựng đƣờng chuẩn ............................................................................................... 49 2.2.3.1.Nền mẫu nƣớc: ......................................................................................................... 49 2.2.3.2.Nền mẫu đất: ............................................................................................................ 50 2.2.3.3.Nền trái nho: ............................................................................................................ 52 2.2.4.Khảo sát giới hạn đo của phƣơng pháp ....................................................................... 53 2.2.5.Hiệu suất thu hồi, độ lập lại và độ tái lập của phƣơng pháp ....................................... 53 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................55 3.1.XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH GLYPHOSATE ................................... 55 3.1.1.Đƣờng chuẩn Glyphosate trên nền mẫu nƣớc, đất, trái nho ....................................... 55 3.1.2.Tính toán hiệu suất thu hồi, độ lặp lại, độ tái lập của phƣơng pháp ........................... 55 3.1.3.Tính toán giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp ..................... 56 3.1.4.Sơ đồ qui trình xử lý mẫu ........................................................................................... 58 3.2.ĐÁNH GIÁ DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE .................................................................. 62 vii
3.2.1.Sơ đồ vị trí các điểm lấy mẫu ..................................................................................... 62 3.2.2.Kết quả nồng độ Glyphosate ở các vị trí lấy mẫu ....................................................... 66 3.2.2.1.Kết quả nồng độ Glyphosate trong đất ở khu vực nghiên cứu ................................ 66 3.2.2.2.Kết quả nồng độ Glyphosate trong nước ở khu vực nghiên cứu ............................. 67 3.2.2.3.Kết quả nồng độ Glyphosate trong trái nho ở khu vực nghiên cứu ......................... 68 3.2.3.Đánh giá nồng độ Glyphosate ở khu vực nghiên cứu ................................................. 69 3.3.ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ KIỂM SOÁT DƢ LƢỢNG GLYPHOSATE TRONG CANH TÁC NÔNG NGHIỆP ................................................... 70 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ....................................................................................73 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................75 viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GC-MS/MS : Gas chromatography mass spectrometry (Sắc ký khí ghép khối phổ hai lần liên tiếp) GC-ECD : Sắc ký khí đầu dò bắt điện tử GC-FID : Sắc ký khí đầu dò ion hóa ngọn lửa GC-NPD : Sắc ký khí đầu dò Nitơ, photpho IC : Sắc ký ion HPLC : Sắc ký lỏng hiệu nâng cao LC-MS/MS : Sắc ký lỏng ghép khối phổ IS : Internal standard (nội chuẩn) EFs : Emission factors (Tổng hệ số phát thải) EPA : Environmental Protection Agency (Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ) HCM : Hồ Chí Minh OEHHA : The Office of Environmental Health Hazard Assessment (Văn phòng đánh giá rủi ro về sức khỏe môi trƣờng) WHO : World Health Organization (Tổ chức y tế thế giới) IRAC : Cơ quan Nghiên cứu Ung thƣ Quốc tế EFSA : Cơ quan An toàn thực phẩm châu Âu ECHA : Ủy ban Hóa chất châu Âu AOAC : Association of Official Agricultural Chemists (Hiệp hội Các nhà Hoá học Nông nghiệp) ix
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Diện tích và sản lƣợng nông sản Tỉnh Bình thuận ........................................2 Bảng 2: Giới hạn Glyphosate trong thực phẩm ........................................................ 17 Bảng 3: Kết quả phân tích Glyphosate tại Trung tâm phân tích thí nghiệm Tp HCM18 Bảng 4: Sự đa dạng quần thể côn trùng trong khảo nghiệm ..................................... 30 Bảng 5: Sự đa dạng thành phần một số loài sâu hại trong khảo nghiệm .................. 30 Bảng 6:Đặc trƣng khí hậu ......................................................................................... 32 Bảng 7:Các đặc trƣng của 07 sông chính .................................................................. 34 Bảng 8: Dân số theo cơ cấu hành chính ................................................................... 36 Bảng 9: Thông số làm việc của máy GC-MS/MS .................................................... 47 Bảng 10: Thời gian lƣu, Mass và năng lƣợng va đập của các chất ........................... 48 Bảng 11: Nồng độ thêm chuẩn vào mẫu nƣớc đối chứng để xây dựng đƣờng chuẩn50 Bảng 12: Nồng độ thêm chuẩn vào nền mẫu đất để xây dựng đƣờng chuẩn ............ 51 Bảng 13: Nồng độ thêm chuẩn vào nền mẫu trái nho để xây dựng đƣờng chuẩn .... 52 Bảng 14: Nồng độ và thể tích thêm chuẩn mẫu trắng để xác định độ lặp lại, độ tái lặp .............................................................................................................................. 53 Bảng 15: thông số đƣờng chuẩn trên nền mẫu nƣớc, đất, trái nho ........................... 55 Bảng 16: Các thông số phê duyệt tổng hợp .............................................................. 56 Bảng 17: Tính toán giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp .... 57 Bảng 18: Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp ................... 57 Bảng 19: Nồng độ Glyphosate trong đất ở khu vực nghiên cứu ............................... 66 Bảng 20: Nồng độ Glyphosate trong nƣớc ngầm ở khu vực nghiên cứu.................. 67 Bảng 21: Nồng độ Glyphosate trong nƣớc kênh ở khu vực nghiên cứu ................... 68 Bảng 22: Nồng độ Glyphosate trong trái nho ở khu vực nghiên cứu ....................... 69 Bảng 23: Dƣ lƣợng glyphosate trong nƣớc mặt trên thế giới ................................... 72 x
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Sơ đồ nội dung nghiên cứu ............................................................................6 Hình 2: Cấu trúc phân tử của hợp chất Glyphosate ..................................................10 Hình 3: Dự kiến sử dụng glyphosate ở Mỹ vào năm 2013 và tổng số sử dụng ƣớc tính từ năm 1992-2013 ..............................................................................................12 Hình 4: Chu trình của glyphosate trong môi trƣờng .................................................14 Hình 5: Các con đƣờng đi của Glyphosate vào cơ thể ngƣời ...................................16 Hình 6: Thành phần cơ bản của sắc kí ion ................................................................17 Hình 7: Sơ đồ hệ thống HPLC .................................................................................. 18 Hình 8: Cơ chế phân mãnh của hệ thống ................................................................. 20 Hình 9: Sơ đồ cấu tạo đầu dò khối phổ…………………………………………….24 Hình 10: Cấu tạo đầu dò khối phổ Triple Quad ........................................................25 Hình 11: Qui trình phân tích Glyphosate trong nông sản của AOAC ......................27 Hình 12: Vị trí địa lý vùng tỉnh Bình Thuận .............................................................31 Hình 13: Sơ đồ phân tích địa hìnhtỉnh BìnhThuận ...................................................33 Hình 14: Bản đồ Huyện Tuy phong ..........................................................................37 Hình 15: Máy lắc mẫu tự động .................................................................................44 Hình 16: Máy siêu âm ...............................................................................................44 Hình 17: Hệ thống máy GC/MS/MS TSQ 8000 .......................................................46 Hình 18: Sắc ký đồ dung dịch chuẩn, blank mẫu, mẫu thêm chuẩn .........................49 Hình 19: Đƣờng chuẩn Glyphosate trên nền mẫu nƣớc............................................50 Hình 20: Đƣờng chuẩn Glyphosate trên nền mẫu đất ...............................................51 Hình 21: Đƣờng chuẩn Glyphosate trên nền mẫu trái nho .......................................53 Hình 22: Qui trình xử lý mẫu nƣớc ...........................................................................61 Hình 23: Qui trình xử lý mẫu đất ..............................................................................60 Hình 24: Qui trình xử lý mẫu trái nho.......................................................................61 Hình 25: Sơ đồ vị trí lấy mẫu ....................................................................................62 Hình 26: Vị trí lấy mẫu nƣớc ngầm ..........................................................................63 Hình 27: Vị trí lấy mẫu nƣớc kênh ao .......................................................................63 Hình 28: Vỏ thuốc trừ cỏ Glyphosate .......................................................................59 Hình 29: Lấy mẫu trái nho ........................................................................................64 Hình 30: Vị trí lấy mẫu đất .......................................................................................64 Hình 31: Mẫu đƣợc đƣa về Phòng thí nghiệm ..........................................................65 xi
MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI Trong thập niên vừa qua, việc sử dụng chất diệt cỏ họ organophosphate – glyphosate [(N-phosphonomethyl) glycine] ngày càng trở nên phổ biến và hiện nay là một trong những thuốc diệt cỏ đƣợc sử dụng nhiều nhất trên thế giới [11]. Sau khi đƣợc phun tƣới, glyphosate nhanh chóng bị hấp thụ trong đất và sau đó đi vào hệ thống nƣớc ngầm và nƣớc bề mặt (sông ngòi) [12]. Sở dĩ glyphosate đƣợc sử dụng rộng rãi là do tính hiệu quả cao và đƣợc cho là an toàn đối với môi trƣờng do nó thƣờng gắn kết với chất keo của đất và bị phân hủy bởi vi khuẩn có trong đất. Nhƣng cũng chính vì vậy đã làm gia tăng việc sử dụng glyphosate tràn lan dẫn tới sự biến đổi gen cây trồng kháng glyphosate và gia tăng lƣợng glyphosate đi vào hệ thống nƣớc [13]. Dƣ lƣợng glyphosate giờ đây đƣợc tìm thấy trong nhiều loại mẫu bao gồm cả mẫu thực vật [16]. Nồng độ tối đa cho phép của glyphosate trong nƣớc uống tại Mỹ là 0,70 mg/L [17] và 0,1 g/L tại Liên Hiệp Châu Âu [18]. Thời gian gần đây, dƣ luận đặc biệt quan tâm tới vấn đề nông dân lạm dụng thuốc trừ cỏ Glyphosate trong sản xuất nông nghiệp. Lƣợng thuốc trừ cỏ mà nông dân sử dụng tăng 20 - 30% so với 5 năm trƣớc, đáng chú ý là nông dân đang sử dụng nồng độ thuốc tăng 1 - 2 lần so với khuyến cáo. Trong quá trình điều tra thực địa, chúng tôi chọn khu vực trồng Nho tại tỉnh Bình Thuận cho nghiên cứu này. Bình thuận là tỉnh thuộc vùng duyên hải Nam Trung bộ, nằm liền kề với vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, cách Tp HCM gần 200 km. Thời gian qua, Bình Thuận đã tập trung phát triển nông nghiệp gắn với tái cơ cấu ngành theo hƣớng bền vững. Đặc biệt, nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao đã đƣợc Bình Thuận xác định là yếu tố then chốt nhằm tạo bƣớc đột phá trong quá trình hội nhập. Nho, Thanh long là cây trồng chủ lực của Bình Thuận, với tổng diện tích khoảng 21.000 ha, tổng sản lƣợng khoảng 400.000 tấn (chiếm 73,2 % diện tích và 76,9 % sản lƣợng toàn quốc). 1
Bảng 1: Diện tích và sản lƣợng nông sản Tỉnh Bình thuận Diện tích Sản lƣợng ha Tỷ trọng trong cả Tấn Tỷ trọng trong nƣớc (%) cả nƣớc (%) Việt Nam 28.700 100 520.000 100 Bình Thuận 21.000 73,2 400.000 76,9 Tiền Giang 3.139 10,9 56.823 10,9 Long An 2.748 9,5 42.303 8,1 Nguồn: Vinafruit, Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Bình thuận Thuốc trừ cỏ là tiến bộ trong sản xuất nông nghiệp hiện nay, làm nông nghiệp hiện đại không thể không dùng thuốc trừ cỏ. Hầu hết nông dân sử dụng thuốc trừ cỏ trong trồng trọt để giảm công lao động, ngại nhổ cỏ thủ công vì loại thuốc này diệt cỏ nhanh, mạnh, diệt tận gốc, giá lại rẻ... Tuy nhiên, thuốc trừ cỏ chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế nếu sử dụng theo nguyên tắc 4 đúng trong sử dụng thuốc BVTV (đúng thuốc, đúng lúc, đúng nồng độ và liều lƣợng, đúng cách) thì mới không gây ra những hậu quả đáng tiếc. Việc lạm dụng loại hoá chất này đang gây ra nhiều hệ luỵ, tác động tiêu cực đến môi trƣờng sinh thái và sức khỏe con ngƣời. Việc xác định glyphosate trong môi trƣờng và nông nghiệp gây ra rất nhiều vấn đề khó khăn do nó là một hợp chất có phân tử lƣợng nhỏ, có độ phân cực rất cao và khả năng tan trong nƣớc rất lớn và ít tan trong dung môi hữu cơ. Hơn nữa, nó có cấu trúc tƣơng tự nhƣ những thành phần có trong cây nhƣ amino acid nên sẽ gây nhiễu trong quá trình phân tích. Ngoài ra, glyphosate có khả năng hấp thụ mạnh vào những thành phần khoáng chất hoặc hữu cơ có trong các tầng địa chất [12, 19] và tạo ra phức cation kim loại [20] gây ra khó khăn cho việc cô lập và phân tích. Những khó khăn trong việc xác định glyphosate đã và đang gây nên nhiều vấn đề trong việc khảo sát chất lƣợng môi trƣờng. Ví dụ nhƣ ở Đan Mạch chỉ gần đây mới phát hiện ra sự ô nhiễm rộng khắp hệ thống nƣớc ngầm [21]. Những ảnh hƣởng khác của glyphosate đã có thể đƣợc phát hiện nếu có đƣợc những phƣơng pháp phân tích hiệu quả và dễ dàng. Nhiều phƣơng pháp sắc ký đã đƣợc phát triển cho việc phân tích glyphosate nhƣ sắc ký khí đầu dò NPD (GC-NPD), điện di mao quản (CE), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) [22]. Tuy nhiên, những phƣơng pháp trên 2
có độ nhạy kém, độ chọn lọc và độ tin cậy không tốt. Do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu xây dựng qui trình xác định Glyphosate bằng phƣơng pháp Sắc ký khí ghép khối phổ đầu dò ba tứ cực (GC-MS/MS) nhằm tăng độ chính xác, độ tin cậy và độ chọn lọc, đáp ứng giới hạn cho phép tối đa của Việt Nam và Quốc tế. Tại Việt nam, Glyphosate hiện chƣa đƣợc kiểm soát chặt chẽ, việc đánh giá dƣ lƣợng chƣa đƣợc thực hiện rộng rãi. Việc lạm dụng hiệu quả trừ cỏ của Glyphosate có thể sẽ ảnh hƣởng đến môi trƣờng và sức khỏe của ngƣời nông dân sử dụng phun thuốc, ảnh hƣởng đến ngƣời dân sống ở khu vục lân cận, và đặc biệt là ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng các sản phẩm nhƣ trái nho do một số ngƣời tiêu dùng ăn cả vỏ nho có chứa dƣ lƣợng. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành xây dựng qui trình xác định Glyphosate trong môi trƣờng và ứng dụng kiểm tra dƣ lƣợng, đánh giá tồn dƣ Glyphosate trong đất, nƣớc và trái nho. Điều này là rất cần thiết, giúp các cơ quan quản lý nhà nƣớc kiểm soát đƣợc tồn dƣ, đánh giá mức độ ô nhiễm để xây dựng những tiêu chuẩn cần thiết. 2. TÍNH MỚI ĐỀ TÀI Các mẫu đƣợc xác định hàm lƣợng Glyphosate bằng phƣơng pháp GC- MS/MS. Đây là phƣơng pháp phân tích hiện đại, có độ chính xác, độ tin cậy và độ chọn lọc cao, đáp ứng giới hạn cho phép tối đa của Việt Nam và Quốc tế. Nghiên cứu này giúp các cơ quan quản lý nhà nƣớc có thêm công cụ để kiểm soát tồn dƣ Glyphosate trƣớc thực trạng lạm dụng hiệu quả diệt cỏ của Glyphosate và ứng dụng rộng rãi của Glyphosate trên cây trồng biến đổi gen GMO. 3. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI  Xây dựng đƣợc qui trình xác định Glyphosate với độ chính xác, độ tin cậy và độ chọn lọc cao, giới hạn phƣơng pháp thấp.  Đánh giá đƣợc mức độ tồn dƣ Glyphosate trong đất, nƣớc và trái nho tại Xã Phƣớc Thể, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận. 4. NỘI DUNG ĐỀ TÀI Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu xây dựng qui trình phân tích hàm lƣợng Glyphosate bằng phƣơng pháp GC-MS/MS, xác định dƣ lƣợng Glyphosate trong 3
trái nho và đất tại Xã Phƣớc Thể, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận nhằm kiểm soát tồn dƣ và đánh giá mức độ ô nhiễm glyphosate. Để thực hiện đƣợc vậy thì nghiên cứu gồm các nội dung sau:  Nội dung 1: Tổng hợp, biện hội các tài liệu liên quan đến:  Xây dựng qui trình phân tích dƣ lƣợng Glyphosate trong các mẫu môi trƣơng khác nhau.  Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trƣờng và tình hình trồng nho tại Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận.  Các nghiên cứu liên quan đến Glyphosate trên thế giới và tại Việt Nam.  Ảnh hƣởng của Glyphosate đến sức khỏe ngƣời nông dân và ngƣời tiêu dùng.  Nội dung 2: Xây dựng qui trình phân tích hàm lƣợng Glyphosate bằng phƣơng pháp GC-MS/MS.  Nghiên cứu tối ƣu các thông số của máy GC-MS/MS về độ chọn lọc, độ nhạy, độ tuyến tính, độ tin cậy, giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng trên thiết bị GC-MS/MS tại Trung tâm phân tích thí nghiệm Tp HCM.  Nghiên cứu xây dựng qui trình tách chiết mẫu phù hợp với điều kiện của Trung tâm phân tích thí nghiệm Tp HCM.  Thẩm định các thông số của phƣơng pháp nhƣ: hiệu suất thu hồi, độ lập lại, độ tái lập, giới hạn phát hiện của phƣơng pháp, giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp.  Nội dung 3: Đánh giá mức độ tồn dƣ glyphosate  Thiết lập sơ đồ lấy mẫu đất, nƣớc và trái nho.  Tiến hành lấy mẫu đất, nƣớc và trái nho.  Phân tích mẫu xác định dƣ lƣợng glyphosate trong đất, nƣớc và trái nho. 4
 Thiết lập bảng kết quả nồng độ Glyphosate đất, nƣớc và trái nho tại các điểm lấy mẫu.  Nội dung 4: Đề xuất các giải pháp kiểm soát việc phân phối, sử dụng Glyphosate tại các trang trại trồng nho Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận. 5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1. Phƣơng pháp luận Có nhiều phƣơng pháp phân tích dƣ lƣợng Glyphosate khác nhau tùy vào điều kiện của từng phòng thí nghiệm khác nhau. Do đó, Chúng tôi tiến hành nghiên cứu xây dựng qui trình phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất, trang thiết bị, hóa chất tại Trung tâm phân tích thí nghiệm Tp HCM.Phƣơng pháp sắc ký khí ghép khối phổ đầu dò ba tứ cực GC-MS/MS là một phƣơng pháp hiện đại, có độ chọn lọc, độ chính xác và độ tin cậy cao, đƣợc quốc tế công nhận và sử dụng để phân tích Glyphosate. Vấn đề ô nhiễm Glyphosate trong môi trƣờng và tồn dƣ của nó trên các sản phẩm là mối quan tâm ngày càng lớn của con ngƣời. Con ngƣời khi tiếp xúc với đất, nƣớc và thực phẩm có chứa Glyphosate thì sẽ bị phơi nhiễm Glyphosate qua đƣờng tiêu hóa, hô hấp và qua da. Để đánh giá đƣợc rủi ro sức khỏe chúng tôi tiến hành khảo sát thực địa khu vực trồng Nho ngƣời nông dân có dùng glyphosate để diệt cỏ, khảo sát ngƣời tiêu dùng. Tiến hành lấy mẫu đất, nho, để phân tích đánh giá dƣ lƣợng. 5