Extracción y preconcentración micelar. Aplicación a la determinación de hidrocarburos aromáticos policíclicos en muestras de interés medioambiental

Abstract

La determinación de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), agentes cancerígenos potenciales y de indudable relevancia en la contaminación del medio marino, es sin duda una etapa clave en los controles de contaminación medioambiental. Dicha determinación, empleando técnicas convencionales, conlleva errores dadas las bajas concentraciones a que suelen encontrarse estos contaminantes en el medio acuoso. Además, esas técnicas son de larga duración en cuanto al tiempo de análisis, e implican la utilización de disolventes orgánicos, en general clorados, que poseen reconocidas características tóxicas. Esta Tesis plantea la sustitución de dichos disolventes orgánicos por medios micelares,que son reactivos compatibles con el medio ambiente, en la determinación de HAPs. Para ello, la Tesis se desglosa en tres apartado. En primer lugar se establecen las metodologías para la extracción de HAPs contenidos en sedimentos marinos utilizando las técnicas de extracción asistida por microondas (EAM) y por ultrasonidos (EAU), haciendo uso de polioxietilen-10-lauril éter (POLE) como medio micelar. La determinación analítica de estos contaminantes se realizó por cromatografia líquida de alta resolución. La optimización del proceso se realizó por medio del diseño experimental. El diseño experimental es una herramienta quimiométrica de gran utilidad a la hora de encontrar el óptimo del sistema. Una vez optimizadas las extracción de los hidrocarburos, con reproducibilidades obvias, se validaron las metodologías desarrolladas con un material de referencia certificado, evidenciándose la viabilidad de tales extracciones, comparables a las que se obtienen con técnicas convencionales y empleando menores tiempos y reactivos menos tóxicos. En segundo lugar se hizo uso de una característica muy importante de los medios micelares: la preconcentración por punto nube. El aprovechamiento de este fenómeno supone cuantiosas ventajas en lo que respecta a los incrementos de sensibilidad del método. Para ello, se realiza un estudio de caracterización del POLE en la extracción por punto nube. Tras la optimización, se aplicó la metodología a extractos de HAPs de sedimentos tras EAM o EAU, obteniéndose altas recuperaciones e incrementos significativos en los límites de detección. Asimismo, se ensayó el proceso para determinar hidrocarburos en agua de mar(donde las concentraciones de estos compuestos son muy bajas, lo que acarrea problemas para su determinación si se utilizan técnicas convencionales). Tras caracterizar todo el proceso con POLE en matrices de agua de mar artificial, se aplicó el proceso a HAPs presentes en agua de mar natural, obteniéndose elevadas eficacias y límites de detección del orden de las partes por trillón (ppt). La ausencia de un material de referencia de agua de mar contaminado con hidrocarburos, obligó a validar la metodología por comparación de los resultados con los obtenidos con técnicas convencionales, con resultados igualmente satisfactorios. Asimismo, quedó demostrada la eficacia del POLE para evitar la retención de HAPs en las paredes a los recipientes donde se conservan, lo que suele provocar pérdidas de los mismos. Por último, se procedió a utilizar una técnica de extracción francamente novedosa, la microextracción en fase sólida (SPME), para determinar HAPs. Por primera vez se describe la determinación de los mismos en un material de referencia certificado haciendo uso de SPME y POLE como extractante, con resultados correctos. Esta situación permite, además, el poder combinar los medios micelares con la cromatografía de gases, algo totalmente novedoso. Es de interés resaltar que la combinación de la SPME con los medios micelares se ha aplicado a la determinación de constantes de interacción hidrocarburo-micela de un modo diferente al habitual, y con resultados más que aceptables.