Gaz ve sıvı kromatografisi, topraktaki pestisit kalıntılarının tayini için en yaygın kullanılan analitik tekniklerdir. Termal kararlılık ve uçuculuk, gaz kromatografik analize uygun olması için bir pestisitin sahip olması gereken temel özelliklerdir. Başlangıçta, GC, sabit bir fazla doldurulmuş kısa cam veya çelik kolonlarla gerçekleştirildi; bununla birlikte, günümüzde erimiş silika kapiler kolonlar neredeyse sadece kullanılmaktadır.
Kullanılan durağan fazlar genellikle polariteyi arttırmak için farklı fonksiyonel gruplara sahip polisiloksanlardır. Elektron yakalama tespiti (ECD), halojenli bileşikler veya oksijen veya kükürt gibi elektronegatif atomlar içerenler, piretroidler ve OC pestisitler tipik örnekler için yeterlidir. Öte yandan, triazinler ve OP pestisitler gibi azot veya fosfor atomları içeren pestisitlerin tayini azot-fosfor tespiti (NPD) veya alev fotometrik tespiti (FPD) ile gerçekleştirilmiştir. Topraktaki pestisit kalıntılarının belirlenmesinde atomik emisyon ve alev iyonizasyon dedektörleri de kullanılmıştır. Bu seçici dedektörler kalıntıların eser düzeylerde ölçülmesine izin verse de, kimliğin teyidi, GC’ye bağlanan kütle spektrometrisi (MS) ile sağlanır. GC-MS analizinde en yaygın olarak kullanılan iyonizasyon tekniği, spektral kütüphanelerde toplanan bileşiklerin karakteristik iyon parçalarını üreten elektron etkisidir (EI). Tam tarama ve seçili iyon izleme (SIM), EI-MS için iki çalışma modudur.
SIM modu, tam taramadan daha hassas ve seçicidir. Son birkaç yılda geliştirilen çoklu kalıntı yöntemlerinin çoğu, tek bir enjeksiyonda farklı kimyasal sınıflardan çok sayıda pestisitin aynı anda belirlenmesi ve kimlik doğrulaması imkânı sunduğu için algılama sistemi olarak MS kullanır. Kimyasal iyonizasyon (CI), moleküler iyonlarınpozitif (PCI) ve negatif (NCI) olmak üzere iki farklı polarite ile çalışabilen EI kütle spektrumlarında gözlenmez. Uçuş süresi kütle spektrometrisi (TOF-MS), her bir pestisit için tam kütle aralığı spektrumu ve kesin kütle tayini olmadan elde edilebildiğinden, pestisitlerin belirlenmesinde uygulanmaya başlanan analitik enstrümantasyonun geçirdiği önemli ilerlemelerin bir sonucudur. GC’ye bağlı tandem kütle spektrometrisi (MS=MS), topraktaki pestisitleri iyi seçicilik ve yüksek hassasiyetle belirlemek için de kullanılmıştır.
HPLC, termal olarak kararlı olmayan veya uçucu olmayan pestisitlerin belirlenmesi için yeterli bir analitik araçtır. Ters fazlı HPLC, pestisitlerin analizinde yaygın olarak kullanılmaktadır, çünkü bu bileşiklerin çoğu düşük polariteye sahiptir. Pestisitlerin topraktaki belirlenmesi için geliştirilmiş HPLC metotları özetlenmiştir. FL tespitinin dezavantajı, floresan bir bileşik elde etmek için floresan veya türevlendirme yapan bileşiklerle sınırlı olmasıdır. Sonraki gaz kromatografik analizi için termal olarak kararlı türevlerin hazırlanması, kütle spektrometrisi (LC-MS) ile birleştirilmiş sıvı kromatografisi ile elde edilen yüksek hassasiyet ve seçicilik nedeniyle günümüzde nadiren uygulanan bir alternatiftir. Elektrosprey iyonizasyon (ESI) ve atmosferik basınçlı kimyasal iyonizasyon (APCI) gibi sağlam iyonizasyon arayüzlerinin uygulanması, ana enstrümantal gelişmelerden biri olarak kabul edilir. İyonizasyon arayüzünün seçimi, analiz edilen pestisitin doğasına bağlıdır; APCI (şimdiki değeri) triazinler ve fenilüreler gibi orta derecede polar olmayan pestisitler için yeterliyken, ESI polar ve iyonik pestisitler için uygundur. Tandem kütle spektrometrisi, yavru iyonların seçimi sayesinde daha iyi bir seçicilik elde etme avantajı ile topraktaki pestisitleri belirlemek için de kullanılır. Pestisitlerin analizi de kromatografik olmayan yöntemlerle gerçekleştirilmiştir. Kapiler elektroforez (CE), toprak numunelerindeki kalıntıların belirlenmesinde uygulanan alternatif bir analitik araçtır. CE, farklı çalışma modları ve misel elektrokinetik kromatografi (MECK), kapiler bölge elektroforezi (CZE) ve kapiler elektrokromatografi (CEC) sunar. Çevresel numunelerde pestisitlerin belirlenmesinde sensörlerin ve biyosensörlerin kullanımı da hızla artmaktadır. Bu taşınabilir analitik cihazlar, yerinde analiz olanağı sunar. Enzim bağlantılı immünoabsorban tahlil (ELISA) gibi immünolojik testler de pestisitleri belirlemek için kullanılmıştır. Bu teknik, biyosensörlerin yanı sıra, genellikle kalıntı seviyelerini ölçmek yerine tarama testleri olarak uygulanır ve kromatografik yöntemler bu amaç için daha uygun bir alternatiftir.