Resumen de Aplicación de materiales mesoporosos a la preconcentración de contaminantes orgánicos en aguas, y su determinación mediante cromatografía líquida de alta resolución y espectrometría de masas
- español
La escasez de agua representa una amenaza creciente para la economía global y quizás para la supervivencia de la humanidad. El aumento y gravedad de la sequía potenciada por el Cambio Climático, el uso descontrolado del agua tanto a gran escala (industria y agricultura) como a pequeña escala (hogares) y la contaminación son las principales causas de la gran escasez de agua a nivel mundial que hacen que, cada vez, haya más restricciones en su uso y sea inasequible para un mayor número de personas.
En la actualidad, según datos publicados por el World Resources Institute (WRI) más de 1.000 millones de personas viven en zonas con escasez de agua y, si la situación no cambia, en 2025 el número de personas podría llegar hasta un total de 3.500 millones. Los países más afectados se encuentran en Oriente Medio, norte de África y sur de Europa como por ejemplo España.
En Europa más de un tercio del agua se utiliza en las prácticas agrícolas y, en los próximos años, se esperan pérdidas significativas en la recarga de las aguas subterráneas, lo que tendrá consecuencias perjudiciales para el ecosistema y los suministros de agua para riego. Las sequías serán cada vez más comunes en el Mediterráneo, provocando no solo escasez de agua sino disminución del potencial hidroeléctrico, lo que afectará a la economía de estos países, basada principalmente en la agricultura. En este sentido, la agricultura intensiva tiene un efecto tanto en la cantidad como en la calidad del agua, siendo una de las principales causas de escasez de agua potable al ser fuente de contaminación por pesticidas y abonos. No obstante, en los últimos años se ha evidenciado la presencia de otros contaminantes en las aguas, potencialmente perjudiciales para la salud, y que se han denominado contaminantes “emergentes”. Dentro de este grupo cabe destacar los fármacos y algunos componentes utilizados en los productos para el cuidado personal como parabenos y filtros UV.
Así, las principales causas de escasez de agua potable son:
1. Crecimiento de la población 2. Contaminación de las aguas superficiales y subterráneas, que se ha expandido a la par de la expansión industrial 3. Demanda de agua cada vez mayor Este proyecto de doctorado involucra el desarrollo y evaluación de materiales mesoporosos como adsorbentes para la extracción en fase sólida de contaminantes orgánicos en aguas medioambientaes de diferente naturaleza y análisis mediante instrumentos analíticos avanzados.
En general, en un método de análisis se pueden diferenciar las siguientes etapas:
1. Extracción 2. Separación analítica y detección (identificación y cuantificación) 3. Validación del método a niveles de concentración según los requerimientos de la Legislación en la Política de aguas El objetivo de la primera etapa fue evaluar el empleo de materiales mesoporosos, sintetizados en nuestro laboratorio, como adsorbentes para la extracción de contaminantes orgánicos (prioritarios y emergentes) en aguas medioambientales.
En la segunda etapa, los contaminantes fueron separados, detectados y cuantificados mediante cromatografía líquida acoplada a un detector triple cuadrupolo (LC-QqQ-MS/MS).
Finalmente, los métodos fueron validados siguiendo las Guías Internacionales de Validación y se aplicaron al análisis de parabenos, flitros UV y plaguicidas en aguas superficiales y subterráneas, lo que proporcionó resultados sobresalientes, comparables con los obtenidos con adsorbentes convencionales.
- English
Water scarcity represents a growing threat to the global economy and perhaps humanity's survival. The increase and severity of the drought, enhanced by Climate Change, the uncontrolled use of water both on a large scale (industry and agriculture) and on a small scale (households), and pollution are the leading causes of the great scarcity of water worldwide, making its use more and more restricted and unaffordable for a more significant number of people.
Currently, according to data published by the World Resources Institute (WRI), more than 1 billion people live in areas with water shortages. If the situation does not change, by 2025, the number of people could reach a total of 3.5 billion. The most affected countries are in the Middle East, North Africa and Southern Europe, such as Spain.
In Europe, more than a third of the water is used in agricultural practices. In the coming years, significant losses in groundwater recharge are expected, which will have detrimental consequences for the ecosystem and irrigation water supplies. Droughts will become increasingly common in the Mediterranean, causing water shortages and a decrease in hydroelectric potential, which will affect the economy of these countries, based mainly on agriculture. In this regard, intensive agriculture affects both water quantity and quality, being one of the leading causes of drinking water scarcity because it is a source of contamination by pesticides and fertilisers. However, in recent years the presence of other pollutants in water, potentially harmful to health, has become evident, called "emerging" pollutants. This group includes pharmaceuticals and some components used in personal care products, such as parabens and UV filters.
Thus, the leading causes of drinking water scarcity are:
1. Population growth.
2. Contamination of surface and groundwater, which has expanded at the same time as industrial expansion.
3. Increasing demand for water.
This PhD project involves developing and evaluating mesoporous materials as sorbents for the solid phase extraction of organic contaminants from environmental waters of different nature and analysis by advanced analytical instruments.
In general, the following stages can be distinguished in an analytical method:
1. Extraction.
2. Analytical separation and detection (identification and quantification).
3. Validation of the method at concentration levels according to the requirements of the Water Policy Legislation.
The objective of the first stage was to evaluate the use of mesoporous materials, synthesized in the laboratory, as sorbents for the extraction of organic pollutants (priority and emerging) in environmental waters.
In the second stage, the contaminants were separated, detected and quantified by liquid chromatography coupled to a triple quadrupole detector (LC-QqQ-MS/MS).
Finally, the methods were validated following the International Validation Guidelines and applied to the analysis of parabens, UV filters and pesticides in surface and groundwater, which yielded outstanding results comparable to those obtained with conventional sorbents.
