综述:草甘膦和氨甲基膦酸残留分析趋势的环境影响:绿色度和白度的比较评估

《Sustainable Chemistry and Pharmacy》:Environmental impact of trends in glyphosate and aminomethylphosphonic acid residue analysis: A comparative evaluation of greenness and whiteness

【字体: 时间:2025年10月19日 来源:Sustainable Chemistry and Pharmacy 5.8

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  本综述系统评估了草甘膦及其代谢物AMPA检测方法的绿色化进展,创新性地同步应用AGREE绿色度计算器和RGB 12白度算法进行多维分析。研究发现非衍生化方法展现更优环境友好性(0.4-0.6分),而白度评估(69.8%-93.2%)揭示分析性能与可持续性的协同关系,为高极性农药(HPP)的绿色分析化学(GAC)发展提供重要参考。

  
Principles of green sample preparation, greenness metric tools, and white analytical chemistry
绿色分析化学(GAC)领域已涌现多种评估工具,用于系统衡量分析方法的可持续性。这些工具包括国家环境方法指数(NEMI)、分析化学生态尺度(Eco-Scale)、绿色分析程序指数(GAPI)、生命周期评估(LCA)、分析绿色度计算器(AGREE)、蓝色分析绿色度指数(BAGI)、氯仿导向毒性评估尺度(ChlorTox)、富集评估偏好排序组织方法(PROMETHEE)以及复合绿色分析程序指数(Complex GAPI)等。每种工具各有侧重,共同构成了评估分析方法环境影响的工具箱。
Assessing greenness metrics of methodologies for determining glyphosate and AMPA
本节展示了使用AGREE计算器对11种旨在检测草甘膦和氨甲基膦酸(AMPA)的分析方法进行的绿色度评估。方法筛选基于三项标准:a) 自称为直接、快速、灵敏、自动化或绿色的水样中目标农药检测方法;b) 发表于近十年内(2016–2025年);c) 能够提供符合所用绿色度和白度指标评估标准的完整信息。
评估结果显示,所选方法的AGREE得分介于0.14至0.50之间。那些避免使用衍生化步骤、采用微型化样品前处理技术(如分散吸头固相萃取)以及使用更绿色溶剂的方法,获得了相对较高的分数。这表明在减少环境影响方面取得了切实进展。方法的优势主要体现在试剂用量少、半自动化、避免衍生化以及减少大量分析废物的产生。
Assessing whiteness metrics of methodologies for determining glyphosate and AMPA
AGREE指标的一个争议点在于,它未能结合分析性能(如检测限LOD、定量限LOQ、精密度和准确度)以及方法开发的成本效益进行综合评估。这一疏忽直接影响了“原则9:应尽量减少能源使用”,该原则将紫外-可见(UV-Vis)光谱和超高效液相色谱(UPLC)归类为绿色技术。然而,由于草甘膦和AMPA缺乏发色团,如果不引入衍生化步骤以实现检测,就无法使用UV-Vis检测器。这反而增加了方法的复杂性和潜在的环境负担。
为了解决绿色度评估中可能忽略分析质量的问题,白色分析化学(WAC)的概念被引入。本研究采用RGB 12算法作为白度度量工具。该算法通过一个整合了分析方法的绿色度、实用性(结合了分析性能特征,如灵敏度、选择性等)和经济效益的模型来进行评估。对相同方法论组的白度评估结果显示,其值在69.8%到93.2%之间。得分较高的方法通常展现出良好的分析性能(例如低检测限)、高样品通量以及合理的成本效益比。这表明白度评估能够更全面地反映其在实践中的可行性和整体价值。
Conclusions
AGREE软件和RGB 12算法被成功用于评估草甘膦和AMPA测定方法的环境友好性(绿色度)和综合性能(白度)。经过AGREE评估,不涉及衍生化的方法得分在0.4至0.6之间,被认为具有中等绿色度。其优势主要体现在减少试剂使用、半自动化、避免衍生化以及最小化大量分析废物的产生。
在白度评估方面,分析方法显示出从69.8%到93.2%不等的值。分析性能、成本效益与绿色原则的结合是获得高白度评分的关键。尽管存在挑战,但将绿色化学原则与稳健的分析性能相结合是可行的。
总体而言,过去十年中实施的分析程序在所选分析物的绿色检测方面取得了进展。然而,用于确定草甘膦和AMPA的绿色和白色评估方法的研究仍然有限。深入研究这种使用度量标准来证明相对于传统分析方法的改进的研究,可以显著提高对可持续化学研究的认识,并指导未来开发更环保、更高效的分析方法。
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