We breathe pesticides: the presence of contaminants of the breathable and inhalable fractions of atmospheric particulate matter

Respiramos agrotóxicos: a presença de contaminantes das frações respirável e inalável do material particulado atmosférico

Autores

Palavras-chave:

Fine particulate matter, Coarse particulate matter, Pesticides, LC-MS/MS, Sioutas

Resumo

Atmospheric air contamination by pesticides present in particulate matter is considered ubiquitous and can be found in different regions of the world. Atmospheric particulate matter can be collected by separating the fine from the coarse particles, simulating the action in the respiratory tract. The presence of pesticides in particulate matter fractionated by size was investigated in a peri-urban region, where agriculture is intense. Weekly samples were obtained using a cascade impactor. The gravimetric determination was obtained using an ultra-analytical balance. Identification and quantification of pesticides were obtained using UHPLC-MS/MS for 105 pesticides. The average concentration of total PM of 25.2 µg m-3 and maximum concentration of 44.2 µg m-3 were obtained. Azoxystrobin, carbendazim, chlorimuron, difenoconazole, diflubenzuron, ethephon, metolachlor, pyraclostrobin and trifloxystrobin were determined in the inhalable fraction (2.5 to 10.0 µm). In the fine fraction (1.0 to 2.5 µm) carbendazim, ethephon, metolachlor and trifloxystrobin were determined and in the 0.5 to 1.0 µm fraction, clomazone, ethoprophos, fenpropimorph, metalaxyl, pyrimethanil and propoxur were determined. Cyproconazole and metolachlor were determined in the <0.25 µm range and acephate was found in the coarse and fine ranges. The population in the region is exposed to possible risks when breathing particulate matter containing pesticides. These studies are essential to support public policies and more sustainable agricultural practices, promoting food security and environmental protection.

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Biografia do Autor

Victor Pontes Piracelli, Universidade Estadual de Londrina, Brasil

Formado em Química Bacharelado com opção em Química tecnológica pela Universidade Estadual de Londrina em 2012 e Mestrado em Química em 2015. Mestrado nas áreas de Cromatografia e Análise de Traços e Química Ambiental, atuando na amostragem e determinação de contaminantes atmosféricos (Material Particulado, Black Carbon e Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos). Pesquisador bolsista do programa RHAE do CNPq na empresa Biofractal Engenharia e Biotecnologia Ambiental em 2016. Possui experiência de trabalho como Técnico de laboratório na Univali na área de Análises de Efluentes e em Pesquisa Farmacêutica. Orientou alunos de Iniciação Científica. Ingressou no Doutorado em Química na UEL em 2019 na área de Análise de Traços, orientado pela Profa. Dra. Maria Cristina Solci. Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Energia e Meio ambiente

Luana Floriano, Universidade Federal de Santa Maria, Brasil

Possui Doutorado em Ciências (2022) e Mestrado em Química (2016), ambos na área de concentração de Química Analítica, pelo Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ - Conceito CAPES 7) da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Graduada em Química Industrial (2014) e Química Licenciatura (2023), também pela UFSM. Atualmente é pós-doutoranda do PPGQ e atua como Gerente Técnica no Laboratório de Análises de Resíduos de Pesticidas (LARP)/Centro de Pesquisa em Cromatografia e Espectrometria de Massas (CPCEM) do Departamento de Química da UFSM. Tem experiência com desenvolvimento e validação de métodos para determinação de resíduos e contaminantes em alimentos e amostras ambientais por técnicas cromatográficas, assim como em sistema de gestão da qualidade de acordo com a NBR ISO/IEC 17025.

Renato Zanella, Universidade Federal de Santa Maria, Brasil

Doutor em Química Analítica pela Dortmund Universität, Alemanha, em 1994, com pós-doutorado na Free University of Amsterdam (Holanda). Prof. Adjunto da UFSM (1994-2006), Prof. Associado (2007-2014) e Prof. Titular desde 2014. Coordenador desde 2001 do Laboratório de Análises de Resíduos de Pesticidas (LARP), acreditado CGCRE/INMETRO 17025 desde 2012, e líder do Grupo de Pesquisas do Centro de Pesquisa em Cromatografia e Espectrometria de Massas (CPCEM) desde 2001, coordenando vários projetos na área de resíduos e contaminantes em alimentos, amostras ambientais e industriais.Membro do Comitê Assessor de Química do CNPq (2020-2023) e do Conselho Superior da Fundação de Amparo à Pesquisa do Rio Grande do Sul - Fapergs (2017-2022), Vice-Presidente 2021-2022. Diretor Administrativo e membro do Conselho Superior da Fundação de Apoio à Tecnologia e Ciência - FATEC (2020-atual). Membro do Comitê Científico da Sociedade Brasileira de Espectrometria de Massas BrMASS (desde 2018).Presidente da Red de Análises de La Calidad Ambiental en América Latina (RACAL) e membro do Comitê Executivo Extensivo da International Association of Environmental Analytical Chemistry (IAEAC) desde 2013. Responsável pela RACAL no Brasil (2008-2012).Bolsista PQ do CNPq desde 2004. Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ) da UFSM e membro do Conselho Universitário da UFSM (2008-2010). Diretor (2006-2008) e Vice-Diretor (2004-2006) da Divisão de Química Analítica da Sociedade Brasileira de Química (SBQ). Representante da área de Química Analítica no Colegiado do PPGQ-UFSM (2000-2007, 2010-2011, 2017-2018). Presidente do Comitê Assessor da Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa da UFSM (2009-2010). Atuou como membro do Núcleo de Coordenação da REDE NACIONAL DE ANÁLISES DE ALIMENTOS (RENALI) do Sistema Brasileiro de Tecnologia (SIBRATEC)/MCTI e Membro do Conselho Científico da REDE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES do MCTI/MAPA, desde 2009. Membro atual do Comitê Gestor do INCT em Química Analítica de Alimentos: Segurança de Alimentos e Caracterização de Alimentos Funcionais (INCT-ALIM).Autor de mais de 180 artigos em periódicos e 13 capítulos de livros. Orientador de 46 dissertações de mestrado, 26 teses de doutorado, 6 pós-doutorado e 33 trabalhos de iniciação cientifica. Atualmente orienta 3 alunos de mestrado, 6 de doutorado, 1 pós-doc e 4 de iniciação científica.Editor Associado da Food Analytical Methods and Scientia Chromatographica. Membro do Corpo Editorial do International Journal of Environmental Analytical Chemistry (IJEAC) e da Separations. Consultor ad hoc de vários periódicos científicos e das principais agências de fomento brasileiras.Coordenador do IX Simpósio Latinoamericano de Química Analítica Ambiental e Sanitária, evento RACAL/IAEAC, em Salvador-BA (2011). Membro do Comitê Organizador do Congresso Latino-Americano de Cromatografia e Técnicas Relacionadas.

Maria Cristina Solci, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA

Possui graduação em Licenciatura em Química pela Universidade Estadual de Londrina (1978) e doutorado em Química (Química Analítica) [Sp-Capital] pela Universidade de São Paulo (1992). Foi bolsista do DAAD, Alemanha, para cursar o doutoramento sob orientação do Prof. Dieter Klockow na Universidade de Dortmund. Atualmente é Professora Associada C da Universidade Estadual de Londrina. Tem experiência na área de Química, com ênfase em Cromatografia e Análise de Traços e Química Ambiental, atuando principalmente na amostragem e determinação de contaminantes atmosféricos. Coordena o LACA (Laboratório de Análise Cromatográficas e Ambientais) que integra o INCT de Energia e Ambiente. Participa do Programa de Pós-Graduação em Química (Mestrado e Doutorado) da Universidade Estadual de Londrina - UEL.

 

Referências

ARDEN, POPE III C.; DOCKERY, D. W. Health Effects of Fine Particulate Air Pollution: Lines that Connect. Journal of the Air & Waste Management Association, v. 56, n. 6, p. 709-742, 2006. https://doi.org/10.1080/10473289.2006.10464485

BOUGIATIOTI, A.; KANAKIDOU, M.; MIHALOPOULOS, N., Air Quality in European Cities. Comprehensive Analytical Chemistry v. 73, p. 517-542. 2016. http://dx.doi.org/10.1016/bs.coac.2016.03.018

COSCOLLÀ, C.; YUSÀ, V. Pesticides and Agricultural Air Quality. Comprehensive Analytical Chemistry, v. 73, p. 423-490, 2016. https://doi.org/10.1016/bs.coac.2016.04.012

GUARIEIRO, L. L. N.; VASCONCELLOS, P. C.; SOLCI, C. M. Poluentes Atmosféricos Provenientes da Queima de Combustíveis Fósseis e Biocombustíveis: Uma Breve Revisão. Revista Virtual de Química, v. 3, n. 5. 2011. http://dx.doi.org/10.5935/1984-6835.20110047

GUIDA, Y. DE S. et al. Air contamination by legacy and current-use pesticides in Brazilian mountains: An overview of national regulations by monitoring pollutant presence in pristine areas. Environmental Pollution, v. 242, p. 19-30, 2018. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.06.061

HESS, S. C.; NODARI, R. O.; LOPES-FERREIRA, M. Agrotóxicos: críticas à regulação que permite o envenenamento do país. Desenvolvimento e Meio Ambiente, v. 57, p. 106-134, 2021. http://dx.doi.org/10.5380/dma.v57i0.76169

MASSI, E. H. G. et al. Os agrotóxicos na atmosfera e sua ausência nas políticas públicas de qualidade do ar. Conjecturas, v. 22, n. 15, 2022. https://doi.org/10.53660/CONJ-1919-2Q13

MEIRE, R. O. et al. Seasonal and altitudinal variations of legacy and current-use pesticides in the Brazilian tropical and subtropical mountains. Atmospheric Environment, v. 59, p. 108-116, 2012. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2012.05.018

MEIRE, R. O. et al. Use of passive samplers to detect organochlorine pesticides in air and water at wetland mountain region sites (S-SE Brazil). Chemosphere, v. 144, p. 2175–2182, 2016. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.10.133

MISRA, C. et al. Development and evaluation of a personal cascade impactor sampler (PCIS), Journal Aerosol Science, v. 33, p. 1027 – 1047, 2002. https://doi.org/10.1016/S0021-8502(02)00055-1

NASCIMENTO, M. M.; DA ROCHA, G. O.; DE ANDRADE, J. B. Pesticides in fine airborne particles: from a green analysis method to atmospheric characterization and risk assessment. Scientific Reports, v. 7, n. 2267, p. 1 – 11, 2017. https://doi.org/10.1038/s41598-017-02518-1

NASCIMENTO, M. M.; DA ROCHA, G. O.; DE ANDRADE, J. B. Pesticides in the atmospheric environment: an overview on their determination methodologies. Analytical Methods, v. 10, p. 4484-4504. 2018. https://doi.org/10.1039/C8AY01327F

NASCIMENTO, M. M.; DA ROCHA, G. O.; DE ANDRADE, J. B. A rapid low-consuming solvent extraction procedure for simultaneous determination of 34 multiclass pesticides associated to respirable atmospheric particulate matter (PM2.5) by GC–MS. Microchemical Journal, v. 139, p. 424–436, 2018b. https://doi.org/10.1016/j.microc.2018.03.023

SIOUTAS, C. et al. Design and experimental characterization of a PM1 and a PM2.5 personal sampler. Journal Aerosol Science, v. 30, p. 693 – 707, 1999. https://doi.org/10.1016/S0021-8502(98)00758-7

TOMINAGA, M. Y. et al. PCDD, PCDF, dl-PCB and organochlorine pesticides monitoring in São Paulo City using passive air sampler as part of the Global Monitoring Plan. Science of The Total Environment, v. 571, p. 323-331, 2016. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.07.173

VAN DEN BERG, F. et al. Emission of Pesticides into the Air. Water, Air, & Soil Pollution, v. 115, p. 195–218, 1999. https://doi.org/10.1023/A:1005234329622

VAN DIJK, H. F. G.; VAN PUL, W. A. J.; DE VOOGT, P. Fate of Pesticides in the Atmosphere: Implications for Environmental Risk Assessment. Amsterdam, The Netherlands SPRINGER-SCIENCE+BUSINESS MEDIA, 1999. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-017-1536-2

VAN PUL, W. A. J. et al. The potential for long-range transboundary atmospheric transport. Chemosphere, v. 37, n. 1, 113-141, 1998. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(98)00027-7

YERA, M. B. A.; VASCONCELLOS, C. P. Pesticides in the atmosphere of urban sites with different characteristics. Process Safety and Environmental Protection, v. 156, p. 559 - 567, 2021. https://doi.org/10.1016/j.psep.2021.10.049

YERA, M. B. A. et al. Occurrence of Pesticides Associated to Atmospheric Aerosols: Hazard and Cancer Risk Assessments. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 31, n. 6, p. 1317 - 1326, 2020. https://doi.org/10.21577/0103-5053.20200017

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Publicado

2023-08-22

Edição

2023: Contemporary Challenges

Seção

Articles