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

Význam tématu

Použití pesticidů dosáhlo v roce 2022 čtyř milionů tun a jejich trh roste. Správná a rychlá identifikace agrochemikálií je klíčová pro ochranu životního prostředí, zdraví lidí a prevenci nelegálního obchodu s padělky nebo zakázanými látkami. Přenosná analýza v terénu šetří čas i náklady spojené s laboratorním testováním a umožňuje okamžité rozhodování.

Cíle a přehled studie

Studie představuje dva reálné scénáře použití přenosného Ramanova spektrometru Agilent Resolve vybaveného technologií SORS pro identifikaci pesticidů: 1) validace složení přípravků přímo na farmách před aplikací na plodiny, 2) kontrola zásilek agrochemikálií na hranicích celními orgány k odhalení padělků či zakázaných produktů.

Použitá metodika a instrumentace

• Handheld Raman Analyzer Agilent Resolve se SORS (Spatially Offset Raman Spectroscopy) pro měření skrz překážky (plast, sklo, pytle).
• On-board spektrální knihovny: Standard, Toxic and Hazardous, Comprehensive.
• Vytváření vlastních knihoven pomocí PC-softwaru Agilent Command Fleet Management Software nebo přímo v přístroji.
• Bateriemi napájený přístroj umožňující mobilní provoz bez spotřebního materiálu.

Hlavní výsledky a diskuse

V terénu v Jižní Americe bylo zřízeno devět vzorků pesticidů (prochlor, chlorpyrifos, abamectin, glyphosate, triclopyr, chlorimuron-ethyl, metsulfuron-methyl, tebuconazole, picoxystrobin) změřených ve vlastních obalech i ve skleněných lahvičkách. Spektrální data byla uložena do uživatelské knihovny a triclopyr byl spolehlivě identifikován před aplikací. Celníci následně pomocí SORS potvrdili pravost zásilek herbicidu diflufenican a insekticidu diflubenzuron skrz pytle a plastové kanistry s 97% shodou.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé ověření identity pesticidů do dvou minut bez přípravy vzorku a spotřebního materiálu.
• Možnost měřit skrz neprůhledné bariéry a potvrdit složení v originálním obalu.
• Menší logistické náklady a bezodkladné rozhodování v terénu či na hraničních kontrolách.
• Podpora boje proti nelegálnímu obchodu a zajištění souladu s legislativou.

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace umělé inteligence pro automatizované vyhodnocení spekter, rozšíření spektrálních databází pro nové agrochemikálie, nasazení v zemědělské výrobě pro optimalizaci aplikací, rozvoj cloudového propojení pro vzdálenou správu flotily přístrojů a sdílení dat v reálném čase.

Závěr

Agilent Resolve handheld Raman analyzer se SORS prokázal jako efektivní nástroj pro rychlou a spolehlivou identifikaci pesticidů přímo na místě. Vytvoření vlastních spektrálních knihoven a schopnost měření skrz bariéry zajišťují široké uplatnění v zemědělství i celní kontrole.

Reference

1. Tostado L. Pesticides and Agriculture: Dangerous Substances, Heinrich-Böll-Stiftung, 2022.
2. Crop Protection Chemicals Market Size & Share Analysis (2023–2028), Mordor Intelligence, 2023.
3. Lopes-Ferreira M. a kol. Impact of Pesticides on Human Health in the Last Six Years in Brazil. Int. J. Environ. Res. 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. News.mongabay.com. Borders Between Mercosur Countries Have Become a Hub for Trafficking Agrochemicals, 2023.