Ανάπτυξη προχωρημένων τεχνικών φυσικοχημικών δοκιμών και υπολειμματικότητα αγροχημικών ουσιών σε εδάφη

Abstract

This work presents an extensive monitoring survey of two cultivation’s year’s period in soils and waters in Pinios river basin. The main objectives of this study: 1) the application of multiresidue methods, 2) the validation of these two methods based in standard methods of Quality Assurance, 3) to monitor the occurrence of residues and the evaluation of their behavior in order to assess surface water quality of Pinios River, underground water and soil contamination. Pinios River is one of the longest greek rivers, it runs through the valley of Thessaly and is the major recipient for the effluents produced by a number of local industries. Soil samples were collected from farms close to the river, with cotton, corn, wheat and trees. The water samples collected from river and also from bores. The sampling cruises included nine sites for water samples and twelve sites for soil ones. Isolation of the pesticides were performed using shake flask and ultrasonic (acetone:dichloromethane 1:1), and solid phase extraction ethyl acetate:dichloromethane 1:1), for soil and water samples respectively. Analysis were performed by a gas chromatography coupled to mass spectrometry.22 pesticides were monitoring. The target pesticides were recovered in the range of 56 – 90%, and 43-87% for soil and water method respectively. The method of internal standard was used for quantification of the residues.In soil samples ten pesticides were detected 10 pesticides: 4,4’-DDE, Prometryn, Trifluralin, Alachlor, Terbuthylazine, Acetochlor, Ethalfluralin, S-metolachlor Myclobutanil, Chlorpyrifos, and their concentrations ranged from 2 to 1366 μg/kg but mostly under 800 mg/kg. In the river water samples water only prometryn was detected, only in four samples with concentrations under 74 ng/L. In the underground water samples no one pesticide was detected. This work proves that these two analytical methods for pesticide residues are validated and reliable. Their implementation demonstrates the existence of deferent level of residues in soil and water samples too, having seasonal variation. The potential to contaminate the surface and underground waters in the case of Pinios, is smaller than other rivers in Greece, partly as a result of restricted runoff phenomenon. This phenomenon is restricted in Pinios river because of absence of slopes in most of the river basin. This conclusion is not in contrast with other former scientific researches.

Η εργασία παρουσιάζει έναν εκτεταμένο ελέγχο δύο καλλιεργητικών περιόδων σε εδάφη και νερά στη λεκάνη απορροής του Πηνειού. Κύριοι στόχοι της μελέτης: η εφαρμογή πολυ-υπολειμματικών μεθόδων, η επικύρωση τους βάσει προτύπων διασφάλισης ποιότητας, ο έλεγχος της ύπαρξης υπολειμμάτων και η εκτίμηση της συμπεριφοράς τους με στόχο την αξιολόγηση της ποιότητας νερού επιφάνειας του Πηνειού, του υπόγειου νερού και της εδαφικής ρύπανσης. Ο Πηνειός είναι ένα από τα μεγαλύτερα ελληνικά ποτάμια, διατρέχει σχεδόν όλη τη Θεσσαλία και αποτελεί τον κύριο αποδέκτη εκροών από τοπικές βιομηχανίες. Εδαφικά δείγματα συλλέχθηκαν από αγροτεμάχια πολύ κοντά στον Πηνειό, με βαμβάκι, καλαμπόκι, σιτάρι και δενδροκαλλιέργειες. Τα υδατικά δείγματα λαμβάνονταν από το ποτάμι (και τους παραποτάμους) και από γεωτρήσεις. Υπήρχαν εννέα σημεία για τα υδατικά και δώδεκα για τα εδαφικά δείγματα. Η δειγματοληψία ήταν μηνιαία κατά την περίοδο ανάπτυξης της καλλιέργειας και μετά τριμηνιαία. Ο διαχωρισμός γινόταν με μηχανική ανακίνηση και υπερήχους (μίγμα ακετόνης-διχλωρομεθάνιου 1:1), και με εκχύλιση δια της στερεής φάσης με δίσκους C18 (μίγμα οξικού αιθυλεστέρα:διχλωρομεθάνιου 1:1) σε εδαφικά και υδατικά δείγματα αντίστοιχα. Ακολουθούσε ανάλυση σε αέρια χρωματογραφία συζευγμένη με φασματογράφο μάζας. Ελέγχθηκαν 22 ουσίες. Οι ανακτήσεις κυμάνθηκαν: από 56 ως 90%, και από 43 ως 87% σε εδάφη και νερά αντίστοιχα. Για την ποσοτικοποίηση χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος εσωτερικού προτύπου.Στα εδαφικά δείγματα ανιχνεύθηκαν δέκα δραστικές ουσίες (κατά σειρά ποσοστού εύρεσης): 4,4’-DDE, Prometryn, Trifluralin, Alachlor, Terbuthylazine, Acetochlor, Ethalfluralin, S-metolachlor Myclobutanil, Chlorpyrifos. Οι συγκεντρώσεις κυμαίνονται από 2 ως 1366 μg/kg, αλλά συνήθως βρίσκονται κάτω από 800 mg/kg. Στα υδατικά δείγματα ανιχνεύθηκε μόνο η ουσία prometryn σε τέσσερα επιφανειακά νερά σε συγκεντρώσεις ως 74 ng/l. Η διατριβή είχε ως αποτέλεσμα δύο επικυρωμένες και αξιόπιστες αναλυτικές μεθόδους προσδιορισμού επιλεγμένων φυτοφαρμάκων σε περιβαλλοντικά συστήματα. Η εφαρμογή των μεθόδων καταδεικνύει την ύπαρξη υπολειμμάτων σε διαφορετικό βαθμό και με εποχιακή διακύμανση. Ανιχνεύθηκαν υπολείμματα τόσο σε εδαφικά όσο και σε υδατικά επιφανειακά δείγματα, σε πολύ μικρότερο βαθμό. Η δυναμική για ρύπανση του Πηνειού είναι μικρότερη από άλλα ποτάμια στην Ελλάδα. Αυτό αποδίδεται εν μέρει στην περιορισμένη επιφανειακή απορροή ελλείψει κλίσεων στην περιοχή. Το συμπέρασμα συμφωνεί με παλαιότερες επιστημονικές έρευνες.