Analysis of Pesticides in the Field using a Handheld Raman Analyzer with SORS

Význam tématu

Globální spotřeba pesticidů dosáhla milionů tun a nadále roste. Nesprávné aplikace, padělky a nelegální obchod s agrochemikáliemi ohrožují lidské zdraví i životní prostředí. Rychlá a spolehlivá identifikace aktivních složek přímo v terénu nebo na hraničních kontrolách je proto zásadní pro zajištění bezpečnosti zemědělské praxe a protiprávní kontrolu.

Cíle a přehled studie

Studie demonstrovala využití přenosného Ramanova analyzátoru s technologií SORS pro neinvazivní identifikaci pesticidů:

• V terénu před aplikací na plodiny
• Na hraničních celních kontrolách

Oba scénáře měly ověřit rychlost, přesnost a možnosti použití analyzátoru v reálných podmínkách.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda je založená na prostorově posunuté Ramanově spektroskopii (SORS), která umožňuje detekci látek skrze neprůhledné bariéry (plast, sklo, papír, textilie) bez nutnosti vzorkování. Hlavní kroky zahrnují:

• Snadné vytvoření cílené uživatelské knihovny spekter pomocí PC softwaru Agilent Command Fleet Management
• Měření materiálů v původním obalu nebo ve vzorkové nádobce za méně než dvě minuty
• Porovnání získaného spektra s vestavěnými knihovnami: Standard, Toxic and Hazardous, Comprehensive

Použitá instrumentace

• Agilent Resolve přenosný Ramanův analyzátor se SORS
• Agilent Command Fleet Management Software
• Vestavěné spektrální knihovny Standard, Toxic and Hazardous, Comprehensive

Hlavní výsledky a diskuse

V terénu bylo pomocí nové knihovny ověřeno devět běžných pesticidů (insecticidy, herbicidy, fungicidy) přímo ve standardních obalech. Například herbicid triclopyr byl jednoznačně identifikován před aplikací na plodiny.
Na celní kontrole analyzátor potvrdil obsah neporušených i potenciálně nelegálních zásilek. Dva případy (diflufenican a diflubenzuron) byly identifikovány skrze papírový obal s kvalitou shody až 97 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Okamžitá identifikace bez odběru vzorků a spotřebního materiálu
• Možnost práce v terénu i na hraničních přechodech díky bateriovému napájení
• Snížení nákladů a času spojeného s laboratorními analýzami
• Podpora dodržování předpisů a odhalování padělků nebo kontrabandu

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření a sdílení uživatelských spektrálních knihoven v cloudových platformách
• Integrace pokročilé analýzy spekter podporované umělou inteligencí
• Kombinace SORS s dalšími přenosnými analytickými technikami pro širší paletu aplikací
• Využití ve farmaceutickém průmyslu, potravinářství či environmentálním monitoringu

Závěr

Přenosný SORS Ramanovu systém prokázal vysokou spolehlivost, rychlost a univerzálnost při identifikaci pesticidů skrze rozličné bariéry. Jeho schopnost vytvářet cílené spektrální knihovny a provádět analýzy přímo v terénu nebo na hraničních kontrolách významně přispívá k bezpečnosti zemědělské praxe a boji proti nelegálnímu obchodu s agrochemikáliemi.

Reference

1. Tostado L. Pesticides and Agriculture: Dangerous Substances. Heinrich-Böll-Stiftung, 2022.
2. Mordor Intelligence. Crop Protection Chemicals Market Size and Share Analysis – Growth Trends and Forecasts 2023–2028. 2023.
3. Lopes-Ferreira M, Maleski AL, Balan-Lima L et al. Impact of Pesticides on Human Health in the Last Six Years in Brazil. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022;19(6):3198.
4. Crop Life Latin America. What Are the Forms of Illegal Trade in Agricultural Inputs in Latin America? 2021.
5. Mongabay News. Borders between MERCOSUR countries have become a hub for trafficking agrochemicals. 2023.