Caracterização e aplicação de amostradores passivos de monitorização de pesticidas em água
Summary
A protocol about the characterization and application of five different passive sampling devices is presented.
Abstract
Cinco amostradores passivos de água diferentes foram calibrados em condições de laboratório para a medição de 124 legado e pesticidas utilizados atuais. Este estudo fornece um protocolo para a preparação amostrador passivo, calibração, método de extração e análise instrumental. Taxas de amostragem (R S) e coeficientes de partição amostrador de águas passivos (K PW) foram calculados para borracha de silicone, polar orgânico química integrativa amostrador POCIS-A, POCIS-B, SDB-RPS e C 18 disco. A absorção dos compostos selecionados dependia de suas propriedades físico-químicas, ou seja, borracha de silicone mostraram uma melhor aceitação para os compostos mais hidrofóbicos (log do coeficiente de partição octanol-água (K OW)> 5.3), enquanto que POCIS-A, POCIS-B e SDB- disco RPS foram mais adequado para compostos hidrofílicos (log K OW <0,70).
Introduction
Os pesticidas são continuamente novos elementos para o ambiente aquático e pode representar um risco para os organismos aquáticos 1. Monitoramento de pesticidas no ambiente aquoso é normalmente realizada utilizando amostragem garra, no entanto, esta técnica de amostragem não terem plenamente em conta as variações temporais nas concentrações devido a flutuações nas entradas de vazão ou episódicos (por exemplo, precipitação, esgoto transborda combinados, libertação lagoa de esgoto) 2 , 3. Assim, os métodos de monitoramento precisam ser melhorados para uma melhor estimativa dos riscos ambientais associados aos pesticidas. A amostragem passiva permite a monitorização contínua ao longo de um período de tempo prolongado com o mínimo de infra-estrutura e baixas concentrações de contaminantes 4,5.
Amostradores passivos têm sido mostrados para ser uma valiosa ferramenta para o monitoramento nas águas subterrâneas 6, água fresca 7-10, águas residuais 11 e 12 águas marinhas. Além fins de monitoramento <suP> 13,14, amostradores passivos também têm sido utilizados para análise não-alvo 15, os testes de toxicologia 16,17, e como uma alternativa para sediment- e biomonitoração 18. Amostradores passivos acumular produtos químicos continuamente de água e dar tempo médio ponderado (TWA), as concentrações 14. A absorção do contaminante depende da taxa de amostragem (R S) e o coeficiente de partição amostrador-água passiva (K PW), que depende do desenho passiva amostrador, material amostrador, as propriedades físico-químicas do contaminante, e às condições ambientais (por exemplo, água turbulência, temperatura) 13,14,19,20.
O vídeo detalhado tem como objetivo mostrar como calibrar e aplicar amostradores passivos de pesticidas em água. Os objectivos específicos incluídos i) para realizar a preparação, extração e análise instrumental de 124 pesticidas individuais usando cinco tipos diferentes de sampl passivaers, incluindo borracha de silicone, polar orgânico química integrativa amostrador (POCIS) -A, POCIS-B, SDB-RPS e C 18 disco, ii) para avaliar R S e K PW relação aos pesticidas em um estudo de absorção de laboratório, e iii) para demonstrar como selecionar o amostrador passivo apropriado do composto alvo de interesse e como calcular as concentrações de TWA para o respectivo amostrador passivo.
Padrões de referência e dispositivos amostradores passivos
Compostos-alvo incluídas 124 legado e pesticidas actualmente utilizados, incluindo herbicidas, inseticidas e fungicidas (Tabela 1). Mistura de padrão interno (IS mistura) incluiu fenoprop (2,4,5-TP), clotianidina-D 3, etião e terbutilazina-D 5. Outros produtos químicos utilizados incluíram metanol (MeOH), acetonitrilo (ACN), acetona (ACE), diclorometano (DCM), ciclo-hexano (CH), acetato de etilo (EA), et petróleoela (PE), 2-propanol, solução de amoníaco a 25%, ácido acético (HAc) e ácido fórmico (FA). Cinco dispositivos de amostragem passiva diferentes foram caracterizados, incluindo borracha de silicone, POCIS-A e POCIS-B, SDB-RPS, e C 18 1,21 disco.
Tabela 1. Taxa de amostragem amostrador passivo (R? S, G dia -1), os coeficientes de partição em água amostrador (K 'PW, L kg -1) e as equações (Eq.) Utilizados para o cálculo das concentrações nas amostras de campo para indivíduo pesticidas a. (Reproduzido da Journal of Chromatography A, 1405, Lutz Ahrens, Atlasi Daneshvar, Anna E. Lau, Jenny Kreuger, Caracterização de cinco dispositivos de amostragem passiva para monitoramento de pesticidas em água, 1-11, Copyright (2015), com a permissão de Elsevier .) 22 Por favor, clique aqui para fazer o download deste arquivo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Para controle de qualidade, como procedimento padrão, placas de laboratório, limites de detecção (LOD), recuperações, e repetibilidade foram examinados 23. Alguns pesticidas foram detectados nas amostras em branco em níveis baixos de concentração. LODs foram definidas como o valor do ponto mais baixo da curva de calibração, que satisfaz os critérios de uma relação sinal-ruído de 3. Os LODs médios foram de 8,0 pg absoluta injectado na coluna para a borracha de silicone, 1,7 pg absoluto para POC…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The Swedish EPA (Naturvårdsverket) (agreement 2208-13-001) and Centre for Chemical Pesticides (CKB) are gratefully acknowledged for funding this project. We thank Märit Peterson, Henrik Jernstedt, Emma Gurnell and Elin Paulsson at the OMK-lab, SLU, for skillful assistance with analytical support and supply of pesticide standards.
Materials
| Methanol | Merck Millipore | 1.06035.2500 | |
| Acetonitrile | Merck Millipore | 1.00029.2500 | |
| Acetone | Merck Millipore | 1.00012.2500 | |
| 2-propanol | Merck Millipore | 1.00272.2500 | |
| Dichloromethane | Merck Millipore | 1.06054.2500 | |
| Ammoniak | Merck Millipore | 1.05428.1000 | Purity 25% |
| Formic acid | Sigma-Aldrich | 94318-50ML-F | Purity ~98% |
| Ethyl acetate | Sigma-Aldrich | 31063-2.5L | for pesticide residue analysis |
| Petroleum ether | Sigma-Aldrich | 34491-4X2.5L | for pesticide residue analysis |
| Acetic acid | Sigma-Aldrich | 320099-500ML | Purity ≥99.7% |
| Cyclohexane | Fisher Chemicals | C/8933/17 | for residue analysis |
| Empty polypropylene SPE Tube with PE frits, 20 μm porosity, volume 6 mL | Supelco | 57026 | |
| Empore SPE Disks, C18, diam. 47 mm | Supelco | 66883-U | Passive sampler |
| Empore SPE Disks, SDB-RPS (Reversed-Phase Sulfonate), diam. 47 mm | Supelco | 66886-U | Passive sampler |
| POCIS-A | EST | POCIS-HLB | Passive sampler |
| POCIS-B | EST | POCIS-Pesticide | Passive sampler |
| Polyethersulfone (PES) membranes | EST | PES | |
| Silicone rubber sheet | Altec | 03-65-4516 | Passive sampler |
| Agilent 5975C | Agilent Technologies | 5975C | GC-MS |
| HP-5MS UI | J&W Scientific | HP-5MS | Analytical column for GC-MS |
| Agilent 6460 | Agilent Technologies | 6460 | HPLC-MS/MS |
| Strata C18–E, 20 x 2 mm id and 20–25 μm particle size | Phenomenex | Strata C18–E | Online SPE column for LC-MS/MS |
| Strata X, 20 x 2 mm id and 20–25 μm particle size | Phenomenex | Strata X | Online SPE column for LC-MS/MS |
| Zorbax Eclipse Plus C18 | Agilent Technologies | Zorbax Eclipse Plus C18 | Analytical column for LC-MS/MS |
| Isolute phase separator, 25 mL | Biotage | 120-1907-E | |
| Stainless steel blind rivet, 3.2×10 mm | Ejot & Avdel | 951222 |
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