Caracterización y Aplicación de muestreadores pasivos para la vigilancia de plaguicidas en el agua
Summary
A protocol about the characterization and application of five different passive sampling devices is presented.
Abstract
Cinco diferentes muestreadores pasivos de agua fueron calibrados bajo condiciones de laboratorio para la medición de 124 legado y los pesticidas usados actuales. Este estudio proporciona un protocolo para la preparación muestreador pasivo, calibración, el método de extracción y análisis instrumental. Frecuencias de muestreo (R S) y los coeficientes de reparto de muestras de agua pasivos (K PW) se calcularon para caucho de silicona, polar integradora química orgánica muestreador POCIS-A, POCIS-B, SDB-RPS y el disco C18. La absorción de los compuestos seleccionados depende de sus propiedades fisicoquímicas, es decir, caucho de silicona mostró un mejor absorción de los compuestos más hidrófobos (log coeficiente de reparto octanol-agua (K OW)> 5,3), mientras que POCIS-A, POCIS-B y SDB- RPS disco eran más adecuados para los compuestos hidrófilos (log K OW <0,70).
Introduction
Los pesticidas se introducen continuamente en el medio acuático y pueden suponer un riesgo para los organismos acuáticos 1. Control de los plaguicidas en el medio acuoso se realiza típicamente mediante toma de muestras puntuales, sin embargo, esta técnica de muestreo no tiene en cuenta plenamente las variaciones temporales en las concentraciones debido a las fluctuaciones en las entradas de flujo o esporádicos (por ejemplo, la precipitación, derrames de aguas negras combinadas, de liberación laguna de aguas residuales) 2 , 3. Por lo tanto, los métodos de monitoreo deben ser mejorados para una mejor estimación de los riesgos ambientales asociados a los plaguicidas. Muestreo pasivo permite la monitorización continua durante un período prolongado de tiempo con mínima infraestructura y las concentraciones de contaminantes de bajo 4,5.
Muestreadores pasivos han demostrado ser una herramienta valiosa para el monitoreo del agua subterránea 6, el agua dulce 7-10, aguas residuales y aguas marinas 11 12. Además de los propósitos de monitoreo <sup> 13,14, muestreadores pasivos también se han utilizado para el análisis no objetivo 15, las pruebas de toxicología 16,17, y como una alternativa a en sedimentos y biomonitorización 18. Muestreadores pasivos se acumulan productos químicos de forma continua a partir de agua y proporcionan el tiempo promedio ponderado (TWA) Las concentraciones 14. La absorción del contaminante depende de la frecuencia de muestreo (R S) y el coeficiente de reparto de muestras de agua pasiva (K PW), que depende del diseño pasivo de muestras, material de toma de muestras, las propiedades físico-químicas de los contaminantes y las condiciones ambientales (por ejemplo, agua turbulencia, temperatura) 13,14,19,20.
El detallada de vídeo tiene como objetivo mostrar cómo calibrar y aplicar muestreadores pasivos de pesticidas en el agua. Los objetivos específicos incluyen i) llevar a cabo la preparación, extracción y análisis instrumental para 124 plaguicidas individuales utilizando cinco tipos diferentes de sampl pasivaERS, incluyendo caucho de silicona, polar muestreador integradora química orgánica (POCIS) -A, B-POCIS, SDB-RPS y C 18 de disco, ii) evaluar R S y K PW de los pesticidas en un estudio de la absorción de laboratorio, y iii) para demostrar cómo seleccionar el muestreador pasivo apropiada del compuesto diana de interés y la forma de calcular las concentraciones TWA para el respectivo muestreador pasivo.
Los patrones de referencia y los dispositivos de muestreo pasivo,
Compuestos de interés incluyen 124 legado y los pesticidas utilizados en la actualidad, incluyendo herbicidas, insecticidas y fungicidas (Tabla 1). Mezcla estándar interno (IS mezcla) incluido fenoprop (2,4,5-TP), clotianidina-D 3, etión y terbutilazina D-5. Otros productos químicos utilizados incluyen metanol (MeOH), acetonitrilo (ACN), acetona (ACE), diclorometano (DCM), ciclohexano (CH), acetato de etilo (EA), et petróleosu (PE), 2-propanol, solución de amoníaco al 25%, ácido acético (HAc) y ácido fórmico (FA). Cinco dispositivos de muestreo pasivo se caracterizaron diferentes, incluyendo caucho de silicona, POCIS-A y B-POCIS, SDB-RPS, y C 18 1,21 disco.
Tabla 1. Tasa de muestreo de muestreo pasivo (R 'S, L día -1), los coeficientes de reparto de muestras de agua (K' PW, L kg -1) y las ecuaciones (Ec.) Utilizados para el cálculo de concentraciones en muestras de campo para particulares pesticidas a. (Reimpresión de la revista Journal of Chromatography A, 1405, Lutz Ahrens, Atlasi Daneshvar, Anna E. Lau, Jenny Kreuger, Caracterización de cinco dispositivos de muestreo pasivo para el monitoreo de plaguicidas en el agua, 1-11, Derechos de Autor (2015), con permiso de Elsevier .) 22 Haga clic aquí para descargar este archivo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Para el control de calidad, como procedimiento estándar, espacios en blanco de laboratorio, los límites de detección (LOD), las recuperaciones, y la repetibilidad fueron examinados 23. Unos pesticidas fueron detectados en las muestras de blanco a niveles de concentración bajos. LD se establecieron como el valor del punto más bajo de la curva de calibración que cumpla con los criterios de una relación señal a ruido de 3. Los límites de detección promedio fueron de 8,0 pg absoluta se inyecta en la col…
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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