Aplicación de técnicas cromatográficas acopladas a espectrometría de masas para la determinación de residuos y contaminantes orgánicos en aguas residuales y suelos
- Autores: María de las Nieves Barco Bonilla
- Directores de la Tesis: José Luis Martínez Vidal (dir. tes.), Roberto Romero González (codir. tes.), Antonia Garrido Frenich (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Almería ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Luis Gómez Ariza (presid.), Francisco Javier Arrebola Liebanas (secret.), Inmaculada Ferrer Felis (voc.)
- Materias:
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- Resumen
En el presente trabajo, se ha evaluado el potencial analítico tanto de la cromatografía de gases (GC) como de la cromatografía de líquidos (LC) acopladas a espectrometría de masas (MS) para la determinación de residuos y contaminantes orgánicos en muestras medioambientales. Por tanto, GC acoplada a espectrometría de masas en tándem con un analizador de triple cuadrupolo (GC-QqQ-MS/MS) se utilizó para el análisis de plaguicidas apolares, hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), compuestos fenólicos y compuestos orgánicos volátiles (VOCs), mientras que la LC de ultra alta eficacia acoplada a espectrometría de masas en tándem con un analizador de triple cuadrupolo (UHPLC-QqQ-MS/MS) y la LC de alta eficacia acoplada a espectrometría de masas con un analizador de cuadrupolo simple (HPLC-Q-MS) se usaron para la determinación de plaguicidas polares y DEHP, respectivamente. Por otro lado, para la determinación de difeniléteres polibromados (PBDEs) se utilizó GC acoplada a espectrometría de masas de alta resolución (HRMS) con un analizador de tipo sector magnético. Estos estudios se llevaron a cabo en suelos, aguas superficiales y efluentes de aguas residuales destinados a la reutilización.
Adicionalmente, se evaluaron y optimizaron varios procedimientos de tratamiento de muestra y de extracción con el fin de desarrollar métodos simples y rápidos que permitan aumentar el rendimiento de la muestra y facilitar su uso en análisis de rutina.
Esta Tesis Doctoral está organizada en cuatro partes diferenciadas en función de la matriz evaluada, el propósito analítico (desarrollo o aplicación) y el tipo de analizador de masas utilizado (espectrómetro de masas de baja resolución (LRMS) ó HRMS).
La primera parte se centra en el desarrollo y validación de varias metodologías analíticas para el análisis de contaminantes orgánicos en suelos y aguas superficiales. En primer lugar se desarrolló un método para la determinación de 24 PAHs, en el que se optimizó y comparó un método de extracción basado en extracción con líquidos presurizados (PLE) con uno basado en ultrasonidos (USE). Tras la etapa de extracción se llevó a cabo el análisis mediante GC¿QqQ-MS/MS. En segundo lugar, y siguiendo el mismo procedimiento de trabajo, se desarrolló una metodología para la determinación de DEHP. Este compuesto se extrajo de las muestras acuosas mediante extracción en fase sólida (SPE), mientras que para los suelos se aplicó un procedimiento basado en PLE. Los análisis finales se llevaron a cabo mediante HPLC-Q-MS, que proporcionó la base de la determinación selectiva de DEHP en las muestras analizadas.
En la segunda parte, se desarrollaron y validaron varias metodologías para el análisis de 139 plaguicidas apolares, 39 plaguicidas polares, 24 PAHs, 13 compuestos fenólicos y 19 VOCs en efluentes de aguas residuales con diferentes propiedades físico-químicas procedentes de distintas tecnologías. También se realizó un estudio de distribución de estos compuestos entre la fase acuosa y la materia particulada en suspensión para establecer la necesidad de analizar ambas fases, o únicamente una de ellas, descartando la otra y aumentando así el rendimiento de la muestra.
En esta parte hay que resaltar la necesidad de optimizar métodos de extracción específicos para cada efluente de aguas residuales basándose en sus características físico-químicas, así como la necesidad de llevar a cabo una evaluación exhaustiva del efecto matriz, probando los diferentes métodos de calibrado que se pueden aplicar para minimizarlo.
La tercera parte está focalizada en la aplicación de las metodologías desarrolladas y validadas para monitorizar 226 compuestos, incluyendo plaguicidas, PAHs, compuestos fenólicos y VOCs, en efluentes de estaciones de tratamiento de aguas residuales (ETARs) de Andalucía (sur de España). Los estudios realizados en esta parte incluyen: ¿ La evaluación de la presencia de 226 contaminantes orgánicos en efluentes de aguas residuales procedentes de tratamientos secundarios de 12 ETARs localizadas a través de un área semi-árida caracterizada por una elevada actividad turística y agrícola, como la provincia de Almería (sureste de España), en tres campañas de muestreo llevadas a cabo durante 2011.
¿ Un estudio exhaustivo de la presencia de 226 compuestos orgánicos en muestras de efluentes de 21 ETARs urbanas procedentes tanto de tratamientos secundarios como terciarios en las cuencas Mediterránea y Atlántica andaluzas.
En la cuarta parte se desarrolló y validó una metodología analítica basada en SPE para el análisis de los 6 PBDEs especificados por la Directiva 2008/105/EC de aguas de la Unión Europea (BDE-28, BDE-47, BDE-99, BDE-100, BDE-153 and BDE-154). Los análisis finales se realizaron mediante una técnica basada en GC-HRMS utilizando un analizador de tipo sector magnético, que fue también optimizada para detectar los compuestos objeto de estudio en muestras de aguas a concentraciones inferiores a las normas de calidad ambiental establecidas por la legislación europea (por debajo de ng/L).
