تحلل المبيدات
التنبؤ

تشمل الاستراتيجيات المتاحة لتحديد تحويل مبيدات الآفات في الموقع قياس تركيزات المنتجات المتبقية أو التحويلية وتقدير إمكانات التحول النظري لبيئة معينة. القياسات قابلة للاستخدام فقط على المقياس الصغير أو المتوسط.
استشراب غازي-مطياف كتلة (GC-MS) أو استشراب سائل مع مطيافية الكتلة (LC-MS / MS) لا يميز التحول عن العمليات الأخرى مثل التخفيف أو الامتصاص ما لم يقترن بنمذجة توازن الكتلة الصارمة. تتيح مبيدات الآفات التي تحمل علامة الكربون 14 موازنة الكتلة، ولكن لا يمكن إجراء التحقيقات باستخدام الركائز ذات العلامات الإشعاعية في الحقل. قد يؤدي اكتشاف منتج التحول إلى معايرة التدهور. يكون التحليل المستهدف مباشرًا عندما يتم فهم المنتجات والمعايير، بينما يمكن محاولة التحليل المشتبه فيه / غير المستهدف بطريقة أخرى. سهّل مقياس الطيف الكتلي عالي الدقة تطوير طرق تحليلية متعددة المكونات لـ 150 منتجًا من منتجات تحويل مبيدات الآفات وللفحص بحثًا عن منتجات التحول المشتبه بها. بالاقتران مع نماذج هيكل المنتجات التحويلية، يسمح الفحص بإجراء تقييم أكثر شمولاً لمنتجات التحويل، بغض النظر عن دراسات التدهور الميداني.
قد يكمل التحليل النظيري قياسات المنتج لأنه يمكن أن يقيس التدهور في غياب المستقلبات ولديه القدرة على تغطية نطاقات زمنية طويلة بما يكفي لتقييم التحول في المياه الجوفية. نسب النظائر (على سبيل المثال، 13C/12C) يمكن الكشف عن التاريخ في حالة عدم وجود أي تسمية. لأن تأثيرات النظائر الحركية تفضل عادةً تحويل نظائر الضوء (على سبيل المثال، 12C)، يتم إثراء النظائر الثقيلة (13 درجة مئوية) في المخلفات. زيادة 13C / 12C وبالتالي، فإن النسبة النظيرية 12C في مركب رئيسي توفر دليلًا مباشرًا على التحلل. تحليلات متكررة لمبيدات الآفات، في المياه الجوفية بمرور الوقت، أو قياسات مباشرة بالاشتراك مع تأريخ المياه الجوفية التي تظهر زيادة 13C/12C توفر النسب النظيرية 12C في مبيد الآفات الأم، دليلاً مباشراً على التحلل، حتى لو تم إطلاق المبيد قبل فترة طويلة. تم الكشف عن مسارات تحول متعددة للأترازين عن طريق قياس التأثيرات النظيرية لعناصر متعددة. في مثل هذه الحالة، يمكن التعرف على آليات التحويل من قطع 12C مقابل 15N. بيانات المركب الأصل 14N، تعكس تأثيرات نظائر الكربون والنيتروجين الكامنة المختلفة. يتطلب هذا النهج كمية عالية نسبيًا من المادة للكروماتوغرافيا الغازية - مطياف الكتلة لنسبة النظائر (GC-IRMS) أو تحليل LC-IRMS (100 نانوغرام إلى 1 ميكروغرام)، والتي، على سبيل المثال، تتطلب استخراج 10 لترات من المياه الجوفية بتركيزات مبيدات الآفات 100 نانوغرام / لتر. بالنسبة للحالة الخاصة لمبيدات الآفات اللولبية، قد يحل تحليل التماثل البصري محل النظائر في مثل هذه التحليلات نتيجة للتفاعلات الانتقائية الفراغية. يمكن أن يؤدي الجمع بين قياس النظائر والشرولية إلى زيادة قوة التنبؤ.
يتم تطبيق التحليل الجيوكيميائي بما في ذلك الرقم الهيدروجيني وإمكانات الأكسدة والاختزال والأيونات الذائبة بشكل روتيني لتقييم إمكانية التحولات الحيوية واللاأحيائية المعقدة بسبب أي نقص في الدقة في الأهداف. يجب استخدام مركبات مسبار انتقائي لاكتشاف الأنواع التفاعلية الفردية عند وجود خليط من الأنواع التفاعلية. يؤدي الجمع بين مركبات المسبار والزبالات أو أجهزة التبريد إلى زيادة الدقة. على سبيل المثال إن- ثنائي ميثيلانيلين، المستخدم كمسبار لجذر الكربونات يتفاعل بسرعة كبيرة مع الحالات الثلاثية المثارة بالمادة العضوية الذائبة وتعرقل عملية الأكسدة الخاصة به بواسطة المادة العضوية الذائبة.
تم استخدام مبيدات الآفات الأم التي تحمل علامة 13سي في التحليل غير المستهدف للمحللات عن طريق فحص النظائر المستقرة (SIP) لإثبات إمكانية التحول الأحيائي في عينات التربة والرواسب. تتمثل التقنية التكميلية التي يحتمل أن تكون أكثر كمية في التعداد المباشر للجين (الجينات) المتحللة بيولوجيًا عبر تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي (QPCR) أو تسلسل الجينات أو المصفوفات الجينية الوظيفية الدقيقة. ومع ذلك، فإن الشرط الأساسي للمناهج الجينية هو أن الجينات المعنية يمكن ربطها بوضوح بتفاعل تحول معين. على سبيل المثال، يرتبط جين atzD الذي يشفر حمض السيانوريك هيدرولاز بالتحلل الحيوي للأترازين في طبقات سطح التربة الزراعية، بما يتوافق مع انقسام AtzD لحلقة التريازين أثناء استقلاب الأترازين البكتيري. كان AtzD قابلاً للتحديد بشكل لا لبس فيه وبالتالي قابل للقياس الكمي، كما هو الحال بشكل غير عادي، فهو ينتمي إلى عائلة بروتينية تتكون إلى حد كبير من إنزيمات التحلل البيولوجي. معظم البروتينات التي تمت دراستها حتى الآن هي أعضاء في عائلات بروتينية كبيرة جدًا، مع ما يصل إلى 600000 فرد، مع وظائف متنوعة. هناك عامل آخر يربك الأساليب القائمة على الجينات وهو أن وظيفة التحلل البيولوجي يمكن أن تنشأ بشكل مستقل في التطور، بحيث تحفز عدة جينات غير مرتبطة نفس التفاعل. على سبيل المثال، يمكن أن تعمل إسترات الفوسفات العضوي التي تختلف بشكل ملحوظ في طياتها وآليتها على نفس مبيد الفوسفات العضوي.