A multiresidue analytical method for the determination oforganic contaminants in agricultural soil

Abstract

Tarımsal kirlilik, hem toprak hem de su kaynaklarının kirlenmesine ilişkin en büyük çevreselsorunlardan biridir. Kirleticilerin toprak-su sistemindeki hareketliliği nedeniyle, toprağın kirlenmesi,insan sağlığının yanı sıra sucul ekosistem için de bir risk faktörü olarak düşünülebilir. Bu nedenle,toprak kirliliğinin izlenmesi sadece çevre için riskin değerlendirilmesi için değil, aynı zamandakirlenmiş sahalar için arıtma ve iyileştirme yöntemlerinin geliştirilmesi için de büyük önemtaşımaktadır. Bu nedenle, pirinç yetiştiriciliğinde sık kullanılan 39 pestisit ve 2017-2018 yıllarındaErgene Irmağı'ndan toplanan su numunelerinde sıklıkla tespit edilen 28 endüstriyel kirleticinin analizihedeflenerek çoklu kalıntı analitik metodu geliştirilmiştir. Toprak örneklerinden hedef analitlerineşzamanlı ekstraksiyonu ve bunların nicelleştirilmesi, sırasıyla, asetat tamponlu QuEChERS (hızlı,kolay, ucuz, etkili, sağlam ve güvenli) yöntem ve tandem kütle spektroskopisi (LC-MS / MS) ilebirleştirilmiş sıvı kromatografisi ile gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen yöntem, hedef bileşiklerin %78'iiçin %70-120 aralığında tatmin edici geri kazanımlar sağlamıştır. Yöntem, pestisit uygulaması vesulama faaliyetlerinin neden olduğu tarımsal kirliliği belirlemek amacıyla güneybatı Trakyabölgesinde Ergene nehrinin bitişiğinde yer alan ve başlıca çeltik tarlalarından toplanan 22 toprakörneğine uygulanmıştır. Seçilen zirai ilaçların kalıntıları tüm toprak örneklerinde 0.04-406 μg/kgkonsantrasyon aralığında bulunurken, endüstriyel kirleticiler özlellikle çeltik tarlalarından alınantoprak örneklerinde 0,05-807 μg/kg aralığında saptanmıştır.

Agricultural pollution is one of the biggest environmental concerns regarding the contaminationof both soil and water resources. Owing to the mobility of pollutants in soil-water system,contamination of soil can be considered as a risk factor for the human health as well as aquaticecosystem. Therefore, monitoring of soil contamination has a prime importance not only for theevaluation of the risk for the environment but also for the development of treatment and remediationmethods for contaminated sites. Hence, development of a multiresidue analytical method was targetedfor a wide range of chemicals selected from 39 frequently used pesticides in rice cultivation and 28industrial pollutants detected in water samples collected from Ergene River in 2017-2018.Simultaneous extraction of the target analytes from soil samples and their quantification wereperformed with acetate buffered QuEChERS (quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe) methodand liquid chromatography coupled with tandem mass spectroscopy (LC-MS/MS), respectively. Thedeveloped method gave satisfactory recoveries within 70-120% for 78% of the target compounds.The method was applied to 22 soil samples collected from mainly paddy fields located insouthwestern Thrace region adjacent to Ergene River in order to determine the agricultural pollutioncaused by the pesticide application and irrigational activities. The residues of the selected pesticideswere found in all soil samples within the concentration range of 0.04-406 μg/kg, whereas theindustrial pollutants were dominantly detected in soil samples taken from paddy fields as 0.05-807μg/kg.