Advanced Nanosensors for Pesticide Detection in Water: Ensuring Environmental Safety and Public Health
Emerging Nanotechnologies for Agroecosystem Management
22 January 2026
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-95-0187-8_8
Autores:
Diego Maroso da Silva, Clarice Steffens & Juliana Steffens
Resumo:
A detecção e o monitoramento de pesticidas em água são fundamentais para a gestão ambiental e a proteção da saúde pública, uma vez que pesticidas utilizados na agricultura podem contaminar corpos hídricos por escoamento superficial, lixiviação e aplicação direta, representando riscos aos ecossistemas aquáticos e à saúde humana. Diversas tecnologias de sensores, incluindo sensores eletroquímicos, ópticos e baseados em bioreconhecimento, têm sido desenvolvidas para a detecção eficiente de pesticidas, oferecendo vantagens como custo reduzido, portabilidade e tempos de resposta rápidos.
Entre essas tecnologias, diferentes biossensores — enzimáticos, de células inteiras, imunossensores e baseados em DNA — apresentam alta sensibilidade e especificidade na detecção de pesticidas. Avanços recentes em nanotecnologia têm aprimorado ainda mais esses dispositivos. Nanomateriais são utilizados para amplificar sinais, aumentando a sensibilidade e permitindo detecção mais precisa em concentrações mais baixas. Além disso, materiais em escala nanométrica melhoram o desempenho dos sensores ao aumentar a área superficial e favorecer as taxas de transferência eletrônica, o que eleva a sensibilidade e reduz o tempo de resposta.
A integração desses nanomateriais avançados com tecnologias tradicionais de sensores possibilita o monitoramento em tempo real da contaminação da água com maior precisão, contribuindo para intervenções oportunas na mitigação de riscos. A incorporação da nanotecnologia no desenvolvimento de sensores não apenas melhora os limites de detecção, como também favorece a criação de soluções portáteis e economicamente viáveis para análises in loco. A combinação desses sensores com programas abrangentes de monitoramento e práticas sustentáveis de manejo de pesticidas é essencial para a preservação da qualidade da água e a proteção dos ecossistemas.
A continuidade das pesquisas em nanotecnologia e no desenvolvimento de sensores é crucial para ampliar nossa capacidade de detectar e gerenciar a poluição por pesticidas, contribuindo, em última instância, para a proteção da saúde humana e ambiental.
Abstract:
The detection and monitoring of pesticides in water are critical for environmental management and public health protection, as pesticides used in agriculture can contaminate water bodies through runoff, leaching, and direct application, posing risks to aquatic ecosystems and human health. Various sensor technologies, including electrochemical, optical, and biorecognition sensors, have been developed for efficient pesticide detection, offering advantages like cost-effectiveness, portability, and rapid response times. Among these, various biosensors (enzymatic, whole cell, immunosensors, DNA) show high sensitivity and specificity for detecting pesticides. Recent advancements in nanotechnology have further enhanced these sensors. Nanomaterials are used to amplify signals, increasing sensitivity and allowing for more accurate detection at lower concentrations. Additionally, nanoscale materials improve the performance by increasing their surface area and enhancing electron transfer rates, which boosts their sensitivity and response time. Integrating these advanced nanomaterials with traditional sensor technologies enables real-time monitoring of water contamination with greater accuracy, aiding timely interventions to mitigate risks. Incorporating nanotechnology into sensor development not only improves detection limits but also supports the development of portable and cost-effective solutions for on-site analysis. Combining these sensors with comprehensive monitoring programs and sustainable pesticide management practices is essential for preserving water quality and protecting ecosystems. Continued research in nanotechnology and sensor development is crucial for enhancing our ability to detect and manage pesticide pollution, ultimately safeguarding human and environmental health.
