Effet des pesticides MCPA et imidaclopride sur la régulation des voies de signalisation du récepteur à la dioxine (AhR) et au récepteur aux androgènes (AR)

Avec l’ère industrielle sont venus les polluants environnementaux. Ils sont de plus en plus pointés du doigt pour une variété d’effets indésirables en particulier pour leur potentiel à affecter la santé humaine. Les pesticides font partie de ces polluants et leurs usages ne font que croître depuis une vingtaine d’années. Ces produits qui servent à améliorer la production agricole en éliminant les pestes qui ravagent les récoltes sont souvent peu étudiés à long terme avant d’être homologués. L’effet perturbateur au niveau cellulaire et les effets à long terme de ces pesticides sont peu connus. Pour ce projet de maîtrise, nous avons observé l’effet de deux pesticides, l’imidaclopride et l’acide 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic (MCPA), sur les voies de signalisation du récepteur à la dioxine (AhR) et du récepteur aux androgènes (AR). L’imidaclopride est un insecticide de la famille des néonicotinoïdes, une classe de plus en plus utilisée. Ce pesticide est surtout connu pour être en lien avec le déclin des colonies d’abeilles depuis une décennie. Le MCPA est un des herbicides les plus utilisés au Québec, il est persistant et souvent retrouvé dans les eaux de la province. Nous avons traité des cellules du cancer du sein et des cellules du cancer de la prostate avec ces pesticides et nous avons vérifié si leur présence perturbait les deux voies de signalisation cellulaire à l’étude. Le récepteur AhR est un facteur de transcription activé par un ligand. Le TCDD, une dioxine, est le meilleur ligand exogène connu à ce jour de ce récepteur. Par contre, ses ligands naturels, des dérivés du tryptophane ou des facteurs de virulence de bactéries, l’activent de façon beaucoup moins forte. Lors de l’activation de la voie AhR, les gènes CYP1A1 et CYP1B1 sont transcrits et codent pour des enzymes du cytochrome P450 qui transforment les ligands en produits plus facilement éliminables. Dans un contexte où de l’œstradiol (E2) est présent dans les cellules, il y a une interaction croisée entre le récepteur à l’œstrogène (ER) et le récepteur AhR, qui fait en sorte que l’expression de CYP1A1 est réprimée. Cela se traduit en un ratio d’enzyme CYP1A1 à CYP1B1 différent qui pourrait augmenter la possibilité d’une accumulation de métabolites génotoxiques. En effet, CYP1B1 hydroxyle le ligand d’AhR mais aussi l’œstradiol en 4-hydroxyœstradiol (4-OHE), dont l’accumulation peut amener des mutations dans l’ADN alors que l’enzyme CYP1A1 l’hydroxyle en 2-hydroxyœstradiol (2-OHE), qui n’as aucun effet néfaste répertorié sur la cellule. Dans les cellules du cancer du sein, le MCPA appliqué en champs induisait fortement l’expression de CYP1B1 comparable à l’échantillon traité au témoin positif (TCDD), alors que CYP1A1 l’était que très légèrement par rapport au témoin non-traité. Au niveau protéique, CYP1A1 n’était qu’exprimée dans le témoin positif (TCDD) et ce, en quantité moindre lorsqu’il y avait présence d’œstradiol. CYP1B1 était fortement exprimée dans l’échantillon de TCDD, ce qui était attendu, mais aussi dans tous les échantillons traités au MCPA de NuFarm. Ces effets ne sont pas notés avec l’ingrédient actif du MCPA. La présence d’un ou plusieurs autres produits ajoutés dans le MCPA de la compagnie NuFarm en combinaison avec l’ingrédient actif pourrait activer la voie de signalisation d’AhR et causer ce débalancement dans l’expression des gènes CYP1A1 et CYP1B1. Nos résultats indiquent que plusieurs concentrations de l’ingrédient actif de l’imidaclopride ne perturbe pas les voies cellulaires d’AhR ni AR, alors que, le MCPA perturbe ces deux voies cellulaires. Par contre, c’est seulement celui produit par la compagnie NuFarm qui est utilisé en champs. Cette formulation appliquée en terrain agricole inclut l’ingrédient actif ainsi que les antigels, les surfactants et les adjuvants qui permettent au produit d’être plus efficace. L’ingrédient actif du MCPA seul n’affectait pas les deux voies. Le récepteur aux androgènes (AR) est aussi un facteur de transcription qui se lie à l’ADN afin de réguler l’expression des gènes et il est particulièrement important pour le développement et le maintien du phénotype masculin. Depuis une vingtaine d’années, des problèmes de baisse de libido et de fertilité s’accentuent dans notre société et semblent être reliés à la baisse de testostérone des hommes (Travison et al. 2007). Cette molécule est d’ailleurs un des deux ligands du récepteur AR, le deuxième étant la 5-dihydrotestostérone (DHT). Le facteur environnemental plutôt que le mode de vie semble être un facteur déterminant dans l’étude qui portait sur ce déclin. Les pesticides ont déjà été soupçonnés pour avoir un potentiel anti-androgénique, mais aucune étude ne fait un lien de causalité direct. Dans le projet de maitrise présenté dans ce document, l’expression des gènes marqueurs PSA (antigène spécifique de la prostate) et PCA3 (antigène du cancer de la prostate) a été quantifiée pour savoir si les pesticides ont un effet perturbateur sur la voie du récepteur AR. Dans les cellules du cancer de la prostate, l’expression de PSA et PCA3 était semblable au non-traité dans l’échantillon traité au MCPA (NuFarm), et ce, même après l’ajout de DHT, qui active l’expression de ces deux gènes. Cette fois-ci, l’ingrédient actif seul faisait en sorte que les deux gènes marqueurs étaient moins exprimés lors de l’ajout de la DHT, par rapport au témoin. Il semblerait que l’ingrédient actif est à la base de ce changement d’expression de nos gènes marqueurs. Donc, le MCPA pourrait avoir un effet anti-androgénique dans les cellules du cancer de la prostate. Donc, le MCPA est un pesticide qui affecte les voies de signalisation cellulaires AhR et AR. Il est particulier de noter que le pesticide appliqué en champ perturbe nettement plus les voies cellulaires. Il sera important de continuer à étudier les effets des pesticides sur l’homme au niveau cellulaire et de comprendre comment ils pourraient contribuer au développement du cancer.

Activated Carbons Produced from Mixtures of Synthetic Polymers by Physical and Chemical Activation: Application on MCPA Removal

The production of AC was achieved using the most common industrial and consumer solid waste, namely PET, alone or blended with other synthetic polymer such PAN. The PET-PAN mixture (1:1 W/W %) was subjected to carbonization, with a pyrolysis yield off 31.9%, between that obtained with PET (16.9%) or PAN (42.6%) separately. By mixing PET, as a raw material, with PAN (different ratio), an improvement in the final yield of the AC production, for the same activation time, with CO2, was found.

Activated Carbons Produced from Mixtures of Synthetic Polymers by Physical and Chemical Activation: Application on MCPA Removal

The production of AC was achieved using the most common industrial and consumer solid waste, namely PET, alone or blended with other synthetic polymer such PAN. The PET-PAN mixture (1:1 W/W %) was subjected to carbonization, with a pyrolysis yield off 31.9%, between that obtained with PET (16.9%) or PAN (42.6%) separately. By mixing PET, as a raw material, with PAN (different ratio), an improvement in the final yield of the AC production, for the same activation time, with CO2, was found.

Two-dimensional hydrogen-bonded polymers in the crystal structures of the ammonium salts of phenoxyacetic acid, (4-fluorophenoxy)acetic acid and (4-chloro-2-methylphenoxy)acetic acid

The structures of the ammonium salts of phenoxyacetic acid, NH4+ C8H6O3- (I), (4-fluorophenoxy)acetic acid NH4+ C8H5FO3- (II) and the herbicidally active (4-chloro-2-methylphenoxy)acetic acid (MCPA), NH4+ C9H8ClO3-. 0.5(H2O) (III) have been determined. All have two-dimensional layered structures based on inter-species ammonium N-H...O hydrogen-bonding associations which give core substructures consisting primarily of conjoined cyclic motifs. Crystals of (I) and (II) are isomorphous with the core comprising R2/1(5), R2/1(4) and centrosymmetric R2/4(8) ring motifs, giving two-dimensional layers lying parallel to (100). In (III), the water molecule of solvation lies on a crystallographic twofold rotation axis and bridges two carboxyl O-atoms in an R4/4(12) hydrogen-bonded motif, creating two R3/4(10) rings which together with a conjoined centrosymmetric R2/4(8) ring incorporating both ammonium cations, generate two-dimensional layers lying parallel to (100). No pi-pi ring associations are present in any of the structures.

Improved chemical control of Conyza bonariensis in wheat limits problems in the following fallow

Conyza bonariensis is a major weed infesting zero-tilled cropping systems in subtropical Australia, particularly in wheat and winter fallows. Uncontrolled C.bonariensis survives to become a problem weed in the following crops or fallows. As no herbicide has been registered for C.bonariensis in wheat, the effectiveness of 11 herbicides, currently registered for other broad-leaved weeds in wheat, was evaluated in two pot and two field experiments. As previous research showed that the age of C.bonariensis, and to a lesser extent, the soil moisture at spraying affected herbicide efficacy, these factors also were investigated. The efficacy of the majority of herbicide treatments was reduced when large rosettes (5-15cm diameter) were treated, compared with small rosettes (<5cm diameter). However, for the majority of herbicide treatments, the soil moisture did not affect the herbicide efficacy in the pot experiments. In the field, a delay in herbicide treatment of 2 weeks reduced the herbicide efficacy consistently across herbicide treatments, which was related to weed age but not to soil moisture differences. Across all the experiments, four herbicides controlled C.bonariensis in wheat consistently (83-100%): 2,4-D; aminopyralid + fluroxypyr; picloram + MCPA + metsulfuron; and picloram + high rates of 2,4-D. Thus, this problem weed can be effectively and consistently controlled in wheat, particularly when small rosettes are treated, and therefore C.bonariensis will have a less adverse impact on the following fallow or crop.

Influencia de labranza y control de malezas sobre la cenosis, crecimiento, desarrollo y rendimiento del sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) var. D-44

De Abril a Julio de 1989 se realizó un ensayo bifactorial en Hacienda Las Mercedes con el objetivo de determinar la influencia de diferentes métodos de labranza y tres métodos de control de malezas sobre el comportamiento de la cenosis, crecimiento, desarrollo y rendimiento del sorgo, encontrándose que en labraba mínima el número de individuaos por m2 fue mayor en relación a la labranza convencional: esta diferencia no solo se manifiesta en abundancia sino también en la dominancia de las maleas. El tratamiento Atraznia en Pre- emergencia ejerció un buen control durante todo el ciclo de las malezas, sin embargo no controló Ciperus rotundius y R. Cochichinensis. Con MCPA se logró un control temporal de las malezas. En cuanto a las variables de rendimiento , la labranza convencional, presento un mayor número de semillas por panoja, mientras que en labranza mínima se logró un mayor peso de 1000 semillas: El rendimiento oscilo entre 1.86 y 3.45 t/ha, demostrando el negativo efecto del enmaleza miento: el mayor rendimiento se presentó en labranza convencional y en el tratamiento MCPA.

Influencia de dos herbicidas en el control de malezas en sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench) Vr. D-55 y su residualidad en soya (Glycine max (L) Merr) Vr. tropical

En los meses de Abril a Noviembre de 1989 se realizó una rotación de cultivos sorgo “Sorgo bicolor”, L Moench, S L, Variedades hibrido D-55 con soya (Glycine max) (L) Merr) variedad Tropical en la Hacienda “ as Mercedes, Managua; estudiándose seis diferentes tratamientos de control de malezas en sorgo con los objetivos de determinar la influencia de los diferentes métodos de control sobre el comportamiento de la cenosis; el crecimiento, desarrollo y rendimiento de la soya; los mejores resultados en control de malezas y favoreciendo el crecimiento y desarrollo del sorgo se presentaron en los tratamientos escarda manual y 0.75 1 Atrazina/ha en pre-emergencia más 1.0 1 MCPA/ha en post emergencia. En el cultivo de la soya encontrándose que no se presentó residual dad en ninguno de los tratamientos, sin embargo el mejor control de malezas se mostró en le tratamiento escarda manual. Las malezas más predominantes fueron Cyperus rotundus el cual fue mejor controlado por 1.2. MCPA/ha en post-emergencia y Rottboellia cochichinensis que fue mejor post-emergencia y Rottboellia cochichinensis que fue mejor controlada por el tratamiento escarda manual. La mayor altura de planta en sorgo se obtuvo en el tratamiento escarda manual. Respecto a los componentes del rendimiento se encontró diferencia significativa en número de ramillas por `panoja, número de semillas por panoja, peso de paja (Kg/ha) y rendimiento de grano (Kg/ha). No se determinó diferencia significativa en el número de individuos por M2, panojas por m2, longitud de panoja (cm) y diámetro de tallo (mm) . Los diferentes tratamientos en el sorgo como cultivo antecesor no influyeron en el crecimiento y rendimiento de la soya.

Influencia de rotación de cultivos y métodos de control a la cenosis de malezas y crecimiento, desarrollo y rendimiento del sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench.)

se realizó un estudio a partir del 20 de Agosto de 1988 con rotación de todos de control de malezas en el cultivo del sorgo, en la hacienda las Mercedes: se utilizó un diseño de parcelas dividas, siendo el factor A: el cultivo antecesor; sorgo, Maíz y pepinillo y el factor B: los métodos de control de malezas: Atrazina (pre emergente ) 1.5 1/ha, limpia mecánica en el periodo crítico (5tº 6tº hoja) MCPA (post emergente) 1.6 1/ha. Los resultados nos demuestran que tanto los cultivos antecesores al sorgo como los diferentes métodos de control de malezas presentan sobre el comportamiento de las malezas diferencias no significativas: Sin embargo en ambos casos (cultivo y métodos) , la maleza de mayor abundancia fue Rottboellia cochichinesnsis, observándose más individuas cuando le antecediera sorgo y cuando se aplicó attraznina (pre-emergente) permitiendo una mayor acumulación de biomasa seca de malezas al momento de la cosecha: en cuanto a la altura en este mismo momento se observó que los cultivos antecesores y métodos de control de malezas presentan diferencias significativas. Por parte de los cultivos antecesores y métodos de control de malezas se encontró diferencias significativas en cuanto al rendimiento, presentando los mejores resultados cuando le antecedida matiz y cuando se hizo una limpia mecanice en periodo critico.

Influencia de rotación de cultivos y control de malezas sobre la cenosis de malezas, y el crecimiento desarrollo y rendimiento del cultivo del sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench S.L.)

1. Al utilizar sorgo, maíz y pepinillo como cultivo antecesor al sorgo, el comportamiento de las malezas se manifestó casi similar en cuanto la abundancia, siendo la maleza más abundante cenchrus browhii, existiendo mayor abundancia cuando antecede pepinillo, reflejando una mayor biomasa seca. 2. Los métodos de control evaluados presentaron un comportamiento similar sobre la abundancia de malezas, resultando la especie de mayor abundancia cenchrus browhii, existiendo mayor número de esta especies cuando se aplicó MCPAA, lo que permitió acumular el mayor peso seco de malezas al momento de la cosecha. 3. Los cultivo de antecedentes al sorgo no presentaron diferencias significativas al cuanto a la altura de la planta al momento de la cosecha, pero se pudo determinar que cuando antecedía sorgo existió un retraso en la fenología del cultivo. 4. Los diferente métodos de control estudiado no presentaron diferencias significativas en cuantos a la altura de la planta al momento de la cosecha, pero se pudo observar que al aplicar MCPA en post-emergencia, se presentó un efecto Fito toxico en la planta, recuperándose posteriormente, provocando un desarrollo fenológica más lento en la etapa reproductiva. 5. Cuando antecedía sorgo maíz y pepinillo al cultivo del sorgo, no se determinó diferencias significativas en cuanto al número de planta y panojas cosechadas por m2 sin embargo existió el mayor porcentaje de panojas cuando no antecedía pepinillo presentándose también el mayor diámetro del tallo, mayor número de semillas por panoja, mayor rendimiento del grano por m2 y mayor peso seco , tanto en eupiga como de paja por m2. 6. En los diferente métodos de control se pudo determinar que con la aplicación de MCPA existieron diferencias significativas en cuanto al número de panojas cosechadas por m2, número de ramillas por panojas, presentando un rendimiento del grano inferior al de la limpia en periodo critico.

Micro-organic compounds in the Humber rivers

The concentrations of a range of micro-organic compounds in the Humber rivers have been measured at weekly intervals over a period of 1 year. The compounds include the triazine herbicides (simazine, atrazine, propazine, desmetryn and prometryn), selected organophosphorus insecticides (fenitrothion, malathion and parathion), phenylurea (chlorotoluron, diuron, isoproturon and linuron) and phenoxyacid herbicides (2,4-D, MCPA, MCPB and mecoprop), phenol derivatives (phenol, 2-ethylphenol, 2-chlorophenol, 4-nitrophenol, 2-methylphenol, 4-ethylphenol and 2,4-dichlorophenol), organochlorine insecticides (HEOD, DDT, TDE, DDE, HCB, alpha-BHC and lindane), PCB's and some synthetic pyrethroid insecticides (cis/trans-permethrin, fenvalerate and cypermethrin). The results indicate the high frequency of occurrence of many compounds in the southern Humber rivers Aire, Calder, Trent and Don compared with the more occasional concentrations found in the upland rivers with catchments dominated by low intensity agriculture. The more water soluble herbicides, atrazine, simazine, isoproturon and diuron are detected frequently in the southern rivers with the highest concentrations and abundance in the rivers Aire, Calder and Trent. The most abundant phenolic compound is 2,4-dichlorophenol usually occurring at concentrations <1 mu g/l. The organochlorine insecticides and PCB's are generally at concentrations <0.01 mu g/l, cis/trans-permethrin are the only synthetic pyrethroids detected and these are found in the rivers Aire and Calder at about equal concentrations of between 0.01 and 0.11 mu g/l. The results of the occurrence of simazine and atrazine in the rivers Trent, Don and Aire illustrate peaks in concentration in the spring and then later in the year during the early autumn coinciding with the first major storm after the summer. In the rivers Trent and Don, the annual exports (March 1994-95) of atrazine are lower than for simazine whereas in the R. Calder the yield of atrazine is higher than for simazine suggesting differences in use in these catchments. The maximum triazine concentration observed, i.e. 8 mu g/l of atrazine in the R. Calder, could have inhibiting effects on the phytoplankton and algal growth, although because of the transient nature of the peaks, recovery is expected to be rapid. The only other compounds measured at concentrations likely to produce detrimental ecotoxicological effects are cis/trans permethrin in the rivers Aire and Calder. (C) 1997 Elsevier Science B.V.

Obesidade e cancro da próstata: Avaliação do efeito dos adipócitos nas células RM1 de carcinoma da próstata

O cancro da próstata é o segundo cancro mais frequente e a sexta causa de morte mundial por cancro no sexo masculino. A obesidade tem sido associada ao aumento da incidência e mortalidade por cancro, com alguma controvérsia. As alterações nas expressões de adipocinas associadas à obesidade têm sido um dos diversos mecanismos propostos para explicar a associação entre a obesidade e o cancro da próstata, nomeadamente na promoção do desenvolvimento e progressão celular do tumor. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito dos fatores produzidos pelos pré-adipócitos e os adipócitos na proliferação, migração e invasão das células de carcinoma da próstata independentes dos androgénios. As células RM1 foram cultivadas na presença de diferentes concentrações de insulina e leptina, bem como em meio condicionado (MC) de pré-adipócitos e adipócitos e co-cultivadas em sistema de transwells, com as mesmas células. A proliferação celular das RM1 foi avaliada recorrendo a contagem celular em camara de Neubauer e em citometro de fluxo, e aos ensaios metabólicos alamar blue e XTT. Efetuou-se um ensaio de migração por dano nas células RM1 na presença dos meios condicionados. A invasão das células foi avaliada recorrendo a um sistema de transwells, com membrana de matrigel, quando cultivadas com pré-adipócitos e adipócitos. A insulina aumentou significativamente a proliferação celular, ao contrário da leptina que não teve efeito. O meio condicionado dos pré-adipócitos aumentou ligeiramente a proliferação, enquanto meio condicionado dos adipócitos de 1 e 2 dias aumentou significativamente a proliferação das células RM1 (p<0.01), quando avaliada por XTT. Na câmara de Neubauer não se verificaram diferenças significativas na proliferação celular. Relativamente à migração celular, observou-se um aumento significativo da migração das células RM1 cultivadas com meio condicionado de adipócitos (MCA) e pré-adipócitos (MCPA) em comparação com o controlo (p<0.01). Observou-se um aumento significativo da invasão de células RM1 cultivadas com adipócitos e pré-adipócitos (p <0.05). Os adipócitos aumentaram significativamente a proliferação das células RM1 em co-cultura (p<0.01). Em conclusão, as células RM1 parecem ser influenciadas por fatores secretados pelos adipócitos, capazes de aumentar a sua capacidade de proliferar, invadir e migrar.

Desenvolupament de metodologia analítica per al seguiment d'herbicides fenoxiacètics i cafeïna en el medi ambient

El control d'herbicides i altres anàlits orgànics presents en el medi ambient constitueix una pràctica habitual en els laboratoris des de l'establiment de legislacions que limiten la seva concentració. Per aquesta raó, cal el desenvolupament de noves metodologies analítiques per al seguiment de compostos orgànics en el medi. Molt sovint aquests anàlits es troben a nivells traça en aigües i sòls, conjuntament amb un alt contingut de substàncies húmiques i fúlviques. Així, un dels reptes existents és el tractament de la mostra (extracció, concentració i "clean-up" d'aquests anàlits per a una bona quantificació). Aquests processos han de venir complementats per tècniques cromatogràfiques que permetin la mesura final dels anàlits. La investigació que es presenta en aquesta tesi es centra en el desenvolupament d'un mètode per a la determinació de 2,4-D i MCPA i els seus metabòlits fenòlics i d'un altre per a la determinació de cafeïna. El primer dels procediments desenvolupats s'ha aplicat al seguiment dels herbicides i els metabòlits fenòlics en sòls d'un camp de golf, mentre que el segon s'ha emprat per a la determinació de cafeïna en aigües naturals i, posteriorment, en aigües residuals.

The use of hyphenated spectrometric techniques for the environmental forensic assessment of non-traditional pollutants and degradates in the greater Florida Everglades

A comprehensive investigation of sensitive ecosystems in South Florida with the main goal of determining the identity, spatial distribution, and sources of both organic biocides and trace elements in different environmental compartments is reported. This study presents the development and validation of a fractionation and isolation method of twelve polar acidic herbicides commonly applied in the vicinity of the study areas, including e.g. 2,4-D, MCPA, dichlorprop, mecroprop, picloram in surface water. Solid phase extraction (SPE) was used to isolate the analytes from abiotic matrices containing large amounts of dissolved organic material. Atmospheric-pressure ionization (API) with electrospray ionization in negative mode (ESP-) in a Quadrupole Ion Trap mass spectrometer was used to perform the characterization of the herbicides of interest. ^ The application of Laser Ablation-ICP-MS methodology in the analysis of soils and sediments is reported in this study. The analytical performance of the method was evaluated on certified standards and real soil and sediment samples. Residential soils were analyzed to evaluate feasibility of using the powerful technique as a routine and rapid method to monitor potential contaminated sites. Forty eight sediments were also collected from semi pristine areas in South Florida to conduct screening of baseline levels of bioavailable elements in support of risk evaluation. The LA-ICP-MS data were used to perform a statistical evaluation of the elemental composition as a tool for environmental forensics. ^ A LA-ICP-MS protocol was also developed and optimized for the elemental analysis of a wide range of elements in polymeric filters containing atmospheric dust. A quantitative strategy based on internal and external standards allowed for a rapid determination of airborne trace elements in filters containing both contemporary African dust and local dust emissions. These distributions were used to qualitative and quantitative assess differences of composition and to establish provenance and fluxes to protected regional ecosystems such as coral reefs and national parks. ^

Environmental analysis of polar herbicides in complex organic-rich matrices by high performance liquid chromatography atmospheric pressure ionization mass spectrometry (HPLC-API-MS)

A comprehensive forensic investigation of sensitive ecosystems in the Everglades Area is presented. Assessing the background levels of contamination in these ecosystems represents a vital resource to build up forensic evidence required to enforce future environmental crimes within the studied areas. This investigation presents the development and validation of a fractionation and isolation method for two families of herbicides commonly applied in the vicinity of the study area, including phenoxy acids like 2,4-D, MCPA, and silvex; as well as the most common triazine-based herbicides like atrazine, prometyne, simazine and related metabolites like DIA and DEA. Accelerated solvent extraction (ASE) and solid phase extraction (SPE) were used to isolate the analytes from abiotic matrices containing large amounts of organic material. Atmospheric-pressure ionization (API) with electrospray ionization in negative mode (ESP-), and Chemical Ionization in the positive mode (APCI+) were used to perform the characterization of the herbicides of interest.

The Use of Hyphenated Spectrometric Techniques for the Environmental Forensic Assessment of Non-Traditional Pollutants and Degradates in the Greater Florida Everglades

A comprehensive investigation of sensitive ecosystems in South Florida with the main goal of determining the identity, spatial distribution, and sources of both organic biocides and trace elements in different environmental compartments is reported. This study presents the development and validation of a fractionation and isolation method of twelve polar acidic herbicides commonly applied in the vicinity of the study areas, including e.g. 2,4-D, MCPA, dichlorprop, mecroprop, picloram in surface water. Solid phase extraction (SPE) was used to isolate the analytes from abiotic matrices containing large amounts of dissolved organic material. Atmospheric-pressure ionization (API) with electrospray ionization in negative mode (ESP-) in a Quadrupole Ion Trap mass spectrometer was used to perform the characterization of the herbicides of interest. The application of Laser Ablation-ICP-MS methodology in the analysis of soils and sediments is reported in this study. The analytical performance of the method was evaluated on certified standards and real soil and sediment samples. Residential soils were analyzed to evaluate feasibility of using the powerful technique as a routine and rapid method to monitor potential contaminated sites. Forty eight sediments were also collected from semi pristine areas in South Florida to conduct screening of baseline levels of bioavailable elements in support of risk evaluation. The LA-ICP-MS data were used to perform a statistical evaluation of the elemental composition as a tool for environmental forensics. A LA-ICP-MS protocol was also developed and optimized for the elemental analysis of a wide range of elements in polymeric filters containing atmospheric dust. A quantitative strategy based on internal and external standards allowed for a rapid determination of airborne trace elements in filters containing both contemporary African dust and local dust emissions. These distributions were used to qualitative and quantitative assess differences of composition and to establish provenance and fluxes to protected regional ecosystems such as coral reefs and national parks.