Passive sampling in the study of dynamic and environmental impact of pesticides in water

Abstract

RESUMEN: Los plaguicidas son las sustancias con mayor aplicación en la agricultura las cuales pueden contaminar los cuerpos de agua por descarga directa o indirecta, pero los grandes volúmenes y los procesos transformación pueden disminuir la concentración de estas sustancias y sus productos de degradación en las cuencas. Actualmente, los métodos convencionales de extracción tales como: la extracción en fase sólida (SPE) y la micro extracción en fase sólida (SPME) entre otras, no permiten bajos límites de detección, sin embargo bajos niveles de pesticidas y productos de degradación podrían producir toxicidad crónica en diferentes especies. Actualmente el muestreo pasivo es ampliamente usado en el monitoreo de plaguicidas y para el aseguramiento de la calidad del agua debido a que esta metodología es aplicada in estudios de bioacumulación y deteccion a partes por cuatrillón (ppq). Las membranas con mayor uso en el muestreo pasivo son las membranas tipo SPMD (Semi-permeable membrane devices), las cuales permiten la concentración de sustancias lipofílicas y las membranas tipo POCIS (Polar organic chemistry integrative sampler), las cuales permiten concentrar sustancias hidrofílicas. Esta revisión cubre la aplicación de los muestreadores pasivos en el análisis de plaguicidas, en los estudios de biacumulación y en la evaluación de los riesgos ecotoxicológicos. Finalmente los muestreadores pasivos permiten reducir costos, el tiempo de concentración y la cantidad de solventes orgánicos empleados en el tratamiento de muestra, lo que conduce a su clasificación dentro de las tendencias de la “química analítica verde”.

ABSTRACT: Pesticides are the most applied substances in agricultural activities which can contaminate water bodies by direct or indirect discharge, but large volumes and natural transformation processes can decrease the concentration of these substances and their degradates in watershed. Currently, conventional extraction methods such as: solid phase extraction (SPE) and solid phase micro extraction (SPME) among others do not permit low detection limits. However low levels of pesticides and degradates could produce chronic toxicity in different species. Nowadays, passive sampling is widespread used for monitoring pesticides and for ensuring the water quality and bioaccumulation studies due to this methodology allows the detection of pollutant from parts per quadrillion (ppq). The most popular membranes used in passive sampling are the semipermeable membrane devices (SPMD), which permit the concentration of lipophilic substances and the polar organic chemical integrative sampler (POCIS), which permits concentration of the hydrophilic ones. This review is about the application of passive samplers in pesticides analysis, the importance of these devices in the bioaccumulation studies and the evaluation of the ecotoxicological risks. Finally, passive sampling allows reducing costs, time and the amount of organic solvent used which classifies it within the environmental trends of “green analytical chemistry”.