Monitoreo ambiental del agua

El monitoreo ambiental es el estudio de contaminantes, productos químicos o cualquier otro parámetro en el aire, el agua o el suelo.

Se monitorean principalmente varias familias de contaminantes, pero las investigaciones también se enfocan en nuevos contaminantes emergentes.

• Residuos de medicamentos
• Pesticidas
• PAHs (Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos) compuestos por varios anillos aromáticos
• PCB (bifenilos policlorados), furanos y dioxinas que son contaminantes orgánicos persistentes (COP)
• Disruptores endocrinos (Bisfenoles, estrógenos sintéticos)
• Compuestos perfluorados
• Las biotoxinas son toxinas de microalgas disueltas en el agua de mar, como pectenotoxina (PTX), yesotoxina (YTX), ácido okadaico (OA)/ dinofisistoxina (DTX) y azaspiracidas (AZA).

El muestreo pasivo permite el seguimiento de contaminantes (microcontaminantes o biotoxinas) en aguas (aguas superficiales, aguas subterráneas, aguas costeras…) durante un periodo de tiempo desde corto (al menos 7 días) hasta largo (con un uso medio en campo de un mes) durante los cuales no se requiere energía, mantenimiento y supervisión. En el laboratorio se mide un promedio de la concentración de los contaminantes recolectados.

Ofrecemos una amplia gama de muestreadores pasivos para recolectar familias muy grandes de moléculas naturales o sintéticas en aguas superficiales o subterráneas. Algunos muestreadores pasivos, como los muestreadores de discos pasivos y POCIS, pueden absorber compuestos similares según la elección del sorbente o la membrana. Para cada muestreador pasivo, también tenemos un formato para el análisis de aguas subterráneas.

 

Muestreadores pasivos

 

• Los muestreadores pasivos basados ​​en discos SPE están diseñados para proporcionar la concentración TWA de compuestos orgánicos polares o no polares, así como metales durante el período de muestreo. Este muestreador pasivo es muy simple de usar para extraer los contaminantes. Estas herramientas también están disponibles para el monitoreo de aguas subterráneas.
• El Polar Organic Chemical Integrative Sampler (POCIS) está diseñado para proporcionar la concentración promedio ponderada en el tiempo (TWA) de productos químicos orgánicos hidrofílicos (pesticidas, residuos de medicamentos, glifosato y AMPA, EDC…) durante el período de muestreo. POCIS se puede suministrar con o sin compuesto de referencia de rendimiento (PRC). Históricamente desarrollado para compuestos polares, se han desarrollado algunas aplicaciones para compuestos no polares como los compuestos perfluorados (PFAS) gracias a la combinación correcta de sorbente/membranas. Estas herramientas también están disponibles para el monitoreo de aguas subterráneas.
• Los silicon rubber son las herramientas convenientes para la absorción de contaminantes no polares como PAH o PCB.
• El rastreo de toxinas por adsorción en fase sólida (SPATT) es una nueva herramienta de monitoreo que simula la contaminación por biotoxinas de los bivalvos que se alimentan por filtración.

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El Ministerio francés de Transición Ecológica ha publicado una orden que permite el uso de muestreadores integrativos pasivos (PIS) para el seguimiento de sustancias prioritarias y relevantes en la matriz del agua.

> Consultar el texto legislativo para el control del agua – Anexos II y III (en francés)

• Puede generar una concentración media ponderada en el tiempo (TWA) de los contaminantes en el agua
• Se puede desplegar en condiciones adversas
• Sin preparación ni supervisión a priori
• Detección de contaminaciones puntuales
• Mayor enriquecimiento de los contaminantes
• Formatos para el control de las aguas superficiales y de las aguas subterráneas

AFFINISEP ofrece una gama completa de sorbentes para la retención de moléculas específicas o de una familia de contaminantes para productos farmacéuticos, plaguicidas, herbicidas, disruptores endocrinos, glifosato y AMPA, compuestos perfluorados… así como todos los accesorios necesarios como soporte, bote, colector, ….

Davide Staedler y sus colegas de la Universidad de Lausana han llevado a cabo un estudio sobre las variaciones de los pesticidas y los metales (DGT) según las diferentes estaciones y meses en las aguas salobres de la Camarga, un entorno difícil influenciado por las precipitaciones, los periodos de evaporación, las prácticas agrícolas y las variaciones del nivel de salinidad.
Se expusieron durante 21 días en ocho emplazamientos muestreadores pasivos AttractSPE®POCIS HLB con PRC (para contaminantes orgánicos) y DGT (para metales), que se utilizaron para evaluar la eficacia de las prácticas de saneamiento durante un periodo de 11 meses.
De los 483 compuestos orgánicos analizados, se midieron 100 contaminantes (41 % herbicidas, 30 % fungicidas, 13 % insecticidas y 16 % productos de degradación) por encima del LoQ y se supervisaron durante este periodo.

Boisard, E. et al. (2025) ‘Passive sampling in brackish waters: Monitoring metals and organic pollutants in the Camargue and its application to phytoremediation’, Environmental Advances, 21, p. 100656. Open access

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Se analizó la degradación de plaguicidas en aguas superficiales procedentes de la escorrentía de cuencas agrícolas utilizando una combinación única de muestreadores pasivos (AttractSPE®POCIS HLB) con análisis de isótopos específicos de compuestos (CSIA). Los POCIS se colocaron durante 28 días en un estanque y un río para evaluar las diferencias en la contaminación de estos entornos.
Sin embargo, la coelución con la matriz de agua superficial puede limitar considerablemente las mediciones isotópicas y debe comprobarse sistemáticamente antes de aplicar el enfoque POCIS-CSIA.

Gilevska, T. et al. (2022) ‘Do pesticides degrade in surface water receiving runoff from agricultural catchments? Combining passive samplers (POCIS) and compound-specific isotope analysis’, Science of The Total Environment, 842, p. 156735.

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P. Le Coustumer et al. han estudiado la eficacia de un tratamiento de aguas residuales domésticas para minimizar el vertido de microorganismos y antibióticos en Senegal.
Utilizaron discos sin membrana AttractSPE® HLB como muestreador pasivo para controlar el nivel de moléculas farmacéuticas residuales (doxiciclina, ciprofloxacino, enoxacino, enrofloxacino, norfloxacino, ofloxacino, amoxicilina, ampicilina) en tres puntos diferentes de las aguas residuales: fosas sépticas, en el filtro de grava y en el pozo de infiltración.
Se realizaron dos campañas de inmersión y los discos se expusieron de forma continua durante 7 días.
Estos discos demostraron la eficacia del tratamiento utilizado.

Nini Sané et al. (2024) ‘Effect of Moringa oleifera seeds on the removal of pathogens and pharmaceutical residues in a domestic wastewater treatment plant by an interdisciplinary approach’, Environmental Science and Pollution Research Open access

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Los discos AttractSPE®Disks RPS se utilizaron con una membrana PES como muestreadores pasivos de disco para la integración de 44 micropolutivos hidrófilos en aguas superficiales. Se utilizaron duplicados de los muestreadores pasivos y se demostró la robustez de este dispositivo. Se realizó una comparación con un muestreador automático (muestreo cada 2h) y el 76 % de las concentraciones medidas no mostraron diferencias importantes entre ambos métodos. Los compuestos más hidrófobos se detectaron mejor con un muestreador automático, ya que estos compuestos quedan más retenidos en la membrana PES con el muestreador pasivo. El límite de cuantificación es menor con un muestreador pasivo ya que los analitos se preconcentran en el sorbente en lugar de un muestreador activo donde los analitos se inyectan directamente en LC-MS/MS. También pone de relieve el hecho de que los discos de silicona enriquecidos con PRC podrían evitarse cuando la velocidad del agua es alta y que Rsmax podría utilizarse en su lugar para calcular la TWA. Por el contrario, los RS de la literatura pueden utilizarse cuando las condiciones hidrodinámicas son similares a las de la literatura.

Reymond, N. et al. (2023) ‘An improved Chemcatcher-based method for the integrative passive sampling of 44 hydrophilic micropollutants in surface water – Part B: Field implementation and comparison with automated active sampling’, Science of The Total Environment, 871, p. 161937 Open access

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Varias organizaciones llevaron a cabo un control de la calidad del agua durante 3 meses (JDS4) en el Danubio, el mayor río de Europa, en 9 lugares diferentes, analizando 747 microcontaminantes. Los AttractSPE®Disks HLB se utilizaron como muestreadores pasivos (sin membranas de difusión) y analizaron 671 compuestos de productos farmacéuticos y de cuidado personal (PCP), pesticidas y componentes industriales. Además, se realizaron ensayos con caucho de silicona y pruebas biológicas. Se trata del primer estudio que proporciona las muestras más representativas de una temporada completa de contaminación a lo largo del Danubio utilizando muestreadores pasivos en lugar del muestreo puntual convencional. Se detectaron muchos más contaminantes que en otros estudios (como el JDS3).

Šauer, P., Vrana, B., Escher, B. I., Grabic, R., Toušová, Z., Krauss, M., Von der Ohe, P. C., König, M., Grabicová, K., Mikušová, P., Prokeš, R., Sobotka, J., Fialová, P., Novák, J., Brack, W., & Hilscherová, K. (2023) ‘Bioanalytical and chemical characterization of organic micropollutant mixtures in long-term exposed passive samplers from the Joint Danube Survey 4: Setting a baseline for water quality monitoring’, Environment International, 178, 107957, 2023. Open access

Productos utilizados en este artículo :

• SPE-Disks-HLB-47.T1.20/pk
• Discos – muestreadores pasivos DBPS.HLB.90.40.kit.10/pk

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En 2021, el Joint Danube Survey 4 recopiló datos exhaustivos sobre el control del Danubio en términos de biología, microbiología, hidromorfología y contaminación química. En el capítulo 32 del informe, se utilizaron muestreadores pasivos con AttractSPE®Disks HLB (sin membrana de difusión) para controlar 154 compuestos, incluidos productos farmacéuticos, plaguicidas, benzotriazoles, drogas ilícitas y sus metabolitos. El periodo de muestreo tuvo lugar durante el verano (100 días) en 9 emplazamientos a lo largo del Danubio.

Vrana B., Smedes F., Hilscherová K., Prokeš R., Sobotka J., Fialová P., Alygizakis N., Slobodník J.,Tarábek P., Makovinská J., Thomaidis N., Nika M., Krauss M., Muz M., Schulze T., Grabic R., Grabicová R. (2021) ‘Scientific Report: A Shared Analysis of the Danube River Published by: ICPDR – International Commission for the Protection of the Danube’, p349 (chapter 32) River,  www.danubesurvey.org.Open access

Productos utilizados en este artículo :

• SPE-Disks-HLB-47.T1.20/pk
• Discos – muestreadores pasivos DBPS.HLB.90.40.kit.10/pk

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Se determinaron las concentraciones de glifosato y AMPA en plasma de manatíes de Florida. Paralelamente, el seguimiento de estas moléculas en las masas de agua de Florida antes, durante y después de la cosecha de caña de azúcar se llevó a cabo con muestras de agarre, así como con AFFINIMIP®POCIS GLYPHOSATE.

De María, M., Silva-Sanchez, C., Kroll, K.J., Walsh, M.T., Nouri, M.-Z., Hunter, M.E., Ross, M., Clauss, T.M. and Denslow, N.D. (2021) ‘Chronic exposure to glyphosate in Florida manatee’, Environment International, 152, 106493 Open access

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Se evaluó el comportamiento de AFFINIMIP®POCIS con concentraciones traza de glifosato administradas como pulso de 1 día seguido de lavado (imitación de aplicaciones silvícolas) en comparación con la administración continua (imitación de aplicaciones agrícolas o urbanas). Se probaron varias concentraciones de Rodeo (equivalentes a 0,0 a 1,84 µg de glifosato /L.

Coble, A.A., Silva-Sanchez, C., Arthurs, W.J. and Flinders, C.A. (2022) ‘Detection and accumulation of environmentally-relevant glyphosate concentrations delivered via pulse- or continuous-delivery on passive samplers’, Science of the Total Environment, 838, 156131.Open access

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Se evaluó un muestreador pasivo basado en AttractSPE®Disks HLB para el análisis de aguas subterráneas y tuberías presurizadas en estaciones de bombeo. En ambos casos, se detectaron varios miles de características con el muestreador pasivo en comparación con los cientos que se detectaron con las muestras tomadas.

Béen, F., Beernink, S. and Amato, E. (2021) Combining passive sampling with suspect and non-target screening (NTS) to monitor groundwater quality. BTO 2021.001. KWR Water Research Institute Open access

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Este artículo proporciona métodos estándar y directrices para la preparación en laboratorio de los muestreadores pasivos Chemcatcher para la medición de compuestos orgánicos polares, en particular con AttractSPE®HLB. Incluye información sobre la preparación del equipo de despliegue, la extracción de los analitos secuestrados en el disco de fase receptora hasta el punto de análisis instrumental. Este protocolo se ha utilizado con éxito para controlar una amplia gama de contaminantes polares (como productos fitosanitarios, productos farmacéuticos y productos de cuidado personal) en ríos y arroyos de todo el mundo.

Robinson, R.F.A., Mills, G.A. and Fones, G.R. (2023) ‘Monitoring of polar organic compounds in fresh waters using the Chemcatcher passive sampler’, MethodsX, 10, 102054. Open Access

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Se presenta la miniaturización de un flujo de trabajo completo para la identificación y monitorización de contaminantes de interés emergente (CECs) con el uso de AttractSPE®HLB como fase receptora del muestreador pasivo. Se identificó casi el doble de CECs en extractos 3D-PSD en todos los sitios en comparación con las muestras de agua (80 frente a 42 CECs, respectivamente).

Richardson, A.K. et al. (2022) ‘A miniaturized passive sampling-based workflow for monitoring chemicals of emerging concern in water’, Science of The Total Environment, 839, p. 156260 Open Access

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Los discos AttractSPE® HLB se utilizaron como muestreadores pasivos con una membrana de difusión para controlar 164 contaminantes de interés emergente (CCA) en dos emplazamientos del río Támesis, cerca de Londres (Reino Unido). Mientras que el análisis del agua de captación pudo detectar un total de 33 CCA, los muestreadores pasivos permitieron la detección de 65 compuestos únicos (productos farmacéuticos, drogas ilícitas, metabolitos de drogas, productos de cuidado personal y pesticidas).

Richardson, A.K. et al. (2021) ‘Rapid direct analysis of river water and machine learning assisted suspect screening of emerging contaminants in passive sampler extracts’, Analytical Methods, 13(5), pp. 595–606. Open Access

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Los muestreadores pasivos basados en discos SPE y silicona se desplegaron en Sierra Nevada para concentrar pesticidas durante días o semanas. Este informe muestra que el uso de membranas limitadoras de la difusión (DLM) evita la acumulación de compuestos más hidrófobos en la fase receptora. Los discos AttractSPE® HLB y RPS eran adecuados para ser utilizados sin DLM y acumular una amplia gama de pesticidas para la determinación de su presencia/ausencia.

De Parsia, M.D., Orlando, J.L. and Hladik, M.L. (2023) Assessing the presence of current-use pesticides in mid-elevation Sierra Nevada streams using passive samplers, California, 2018–19. U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report 2022–5129. Open Access

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BRGM (Instituto francés de estudios geológicos) ha evaluado el muestreo pasivo de 42 pesticidas para AGUA SUBTERRÁNEA. Se estudiaron dos tipos de muestreadores pasivos, un POCIS para pesticidas polares y un muestreador POCIS-MIP equivalente a AFFINIMIP® POCIS Glyphosate en condiciones de flujo bajo como las que existen en las aguas subterráneas. Las calibraciones se realizaron en un piloto experimental lleno de agua subterránea y con pocos metros de agua por día. AMPA y glifosato tuvieron tasas de muestreo similares para ambos valores de flujo de agua probados (1 m y 4 m por día), pero fueron más bajos que los obtenidos en condiciones de agitación por un factor de 3 para glifosato y un factor de 7 para AMPA.

Berho, C., Robert, S., Coureau, C., Coisy, E., Berrehouc, A., Amalric, L. and Bruchet, A. (2020) ‘Estimating 42 pesticide sampling rates by POCIS and POCIS-MIP samplers for groundwater monitoring: a pilot-scale calibration’, Environmental Science and Pollution Research, 27, pp. 40174–40185.

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A partir de AFFINIMIP®SPE Glyphosate-AMPA se ha desarrollado un muestreador integrador de productos químicos orgánicos polares (POCIS) dedicado al glifosato y su principal producto de degradación, el ácido aminometilfosfónico (AMPA). La calibración de laboratorio en un sistema de exposición de flujo continuo de agua muestra tasas de muestreo de 111 y 122 ml día-1 para glifosato y AMPA respectivamente. Este producto se comercializa como AFFINIMIP® POCIS GLIFOSATO.

Berho, C., Claude, B., Coisy, E., Togola, A., Bayoudh, S., Morin, P. and Amalric, L. (2017) ‘Laboratory calibration of a POCIS-like sampler based on molecularly imprinted polymers for glyphosate and AMPA sampling in water’, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 409(8), pp. 2029–2038.

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Se desarrolló un sorbente de SPE basado en polímeros impresos molecularmente (MIP) para que el glifosato y el AMPA se probaran como una fase de recepción del muestreador pasivo integrador (POCIS-LIKE).

New molecularly imprinted polymers (MIP) used as SPE clean up method and as a passive sampler receiving phase for the catchment of glyphosate and AMPA in water, C. Berho, B. Claude, L. Amalric, A. Togola, E. Grellet, S. Bayoudh, K. Puzio, P. Morin with a financial support of the French National Research Agency (ANR):  ECOTECH ORIGAMI PROJECT, Poster presented at SETAC 2015.