Monitoreo de contaminantes orgánicos en mieles y suelos del sur de Chile

Abstract

La miel es un alimento con un alto valor agregado, cuya composición depende de su origen botánico y características fisicoquímicas del suelo cercano a las colmenas. Los suelos pueden contener contaminantes orgánicos e inorgánicos dependiendo de las actividades antropogénicas en ellos. Se ha descrito que los contaminantes se pueden transportar a las colmenas a través de la interacción de las abejas con el agua y las plantas en contacto con el suelo, o mediante el transporte de partículas del suelo a las colmenas. La identificación del origen geográfico de la miel es información que puede ayudar a consumidores y productores a evitar que las abejas estén expuestas a los contaminantes que pueden estar presentes en áreas de alimentación o a seleccionar la miel de áreas con menos riesgo de contaminación. El objetivo de este estudio fue determinar contaminantes orgánicos presentes en miel y suelos cercanos a colmenas ubicadas en el sur de Chile. Para este estudio, se realizó un muestreo de suelos y mieles de Temuco y Valdivia, un área caracterizada por una productividad de miel alta y variada. Las muestras se caracterizaron por métodos estandarizados (pH, contenido de carbono orgánico, contenido de metal, etc.). Para la extracción de contaminantes orgánicos del suelo se evaluó una metodología de ultrasonido. Para el análisis de las muestras se utilizaron dos técnicas: Cromatografía de gases con detector de microcaptura electrónica (GC-μECD) y análisis de muestra directa - tiempo de vuelo - espectrometría de masas (DSA-TOF-MS). Para el análisis DSA-TOF-MS, se obtuvieron extractos acuosos de suelo y miel. Los resultados de la caracterización del suelo mostraron un pH que fluctuó entre 4,56 y 6,57, con alto contenido de carbono orgánico. Los espectros m/z obtenidos mediante la técnica DSA-TOF-MS de extractos acuosos informaron la presencia de contaminantes orgánicos del tipo organofosforado en al menos tres sectores de muestreo. Se determinaron los límites de detección y cuantificación para clorpirifos, que fueron 25,4 μg/L y 26,3 μg/L, respectivamente. A partir de los resultados obtenidos, es posible concluir que la técnica DSA-TOF-MS permite mostrar la presencia de contaminantes en la miel de los sectores muestreados, y que el método de extracción con ultrasonido es una técnica simple y de bajo costo, la cual permite la cuantificación de contaminantes orgánicos por GC-μECD. Se pudo constatar que existe una transferencia de los contaminantes orgánicos entre suelo, abeja, colmena y miel, como es el caso del pesticida organofosforado clorpirifos, de vida media mayor a 60 días, el cual se encontró tanto en los extractos de suelo como miel y además fue detectado en los extractos de suelo por GC-μECD. Otro de los contaminantes identificados por DSA-TOF- MS es el fungicida fenhexamida, de vida media de 1 día en condiciones aerobias el cual sólo fue encontrado en los extractos de miel

Honey is a food with a high added value, whose composition depends on its botanical origin and physicochemical characteristics of the soil near the hives. Soils can contain organic and inorganic pollutants depending on the anthropogenic activities in them. It has been described that pollutants can be transported to hives through the interaction of bees with water and plants in contact with the soil, or by transporting soil particles to hives. Identifying the geographic origin of honey is information that can help consumers and producers avoid exposing bees to contaminants that may be present in feeding areas or selecting honey from areas with less risk of contamination. The objective of this study was to determine organic pollutants present in honey and soils near beehives located in southern Chile. For this study, a soil and honey sampling from Temuco and Valdivia was carried out, an area characterized by high and varied honey productivity. The samples were characterized by standardized methods (pH, organic carbon content, metal content, etc.). For the extraction of organic pollutants from the soil, an ultrasound methodology was evaluated. For the analysis of the samples, two techniques were used: gas chromatography with electron microcapture detector (GC-μECD) and direct sample analysis - time of flight - mass spectrometry (DSA-TOF-MS). For the DSA-TOF-MS analysis, aqueous extracts of soil and honey were obtained. The results of the characterization of the soil showed a pH that fluctuated between 4.56 and 6.57, with a high content of organic carbon. The m/z spectra obtained by means of the DSA-TOF-MS technique of aqueous extracts reported the presence of organic pollutants of the organophosphate type in at least three sampling sectors. The detection and quantification limits for chlorpyrifos were determined, which were 25.4 μg/L and 26.3 μg/L, respectively. From the results obtained, it is possible to conclude that the DSA-TOF-MS technique allows to show the presence of contaminants in the honey of the sampled sectors, and that the ultrasound extraction method is a simple and low-cost technique, the which allows the quantification of organic contaminants by GC-μECD. It was found that there is a transfer of organic pollutants between soil, bee, hive and honey, as is the case of the organophosphate pesticide chlorpyrifos, with a half-life greater than 60 days, which was found in both soil extracts such as honey and it was also detected in the soil extracts by GC-μECD. Another of the contaminants identified by DSA-TOF-MS is the fungicide fenhexamide, with a half-life of 1 day under aerobic conditions, which was only found in honey extracts