Determinación de contaminantes orgánicos en microplásticos

Abstract

La búsqueda de nuevos materiales ha permitido al ser humano lograr grandes avances a nivel tecnológico e industrial, alcanzando importantes hitos en otros muchos ámbitos. Es en este sentido, donde surgen los plásticos, materiales altamente versátiles que poseen numerosas ventajas entre las que destacan su durabilidad y resistencia, lo que ha llevado a un incremento de la producción anual de estos materiales hasta alcanzar los 367 millones de toneladas en 2020. No obstante, son precisamente estas características sumadas a una mala gestión en su reciclaje y a un incremento, muchas veces abusivo, de su uso, lo que ha provocado que estos se conviertan en un serio problema ambiental, estando presentes no solo en todos los compartimentos ambientales, sino también en la biota marina y terrestre e incluso en propio ser humano. Estos plásticos cuando llegan al medio ambiente quedan expuestos a numerosos procesos fisicoquímicos y biológicos que provocan su degradación y fragmentación, dando lugar a una considerable disminución de su tamaño, llegando incluso a medir unas pocas micras. Estas partículas se conocen como microplásticos y constituyen actualmente uno de los problemas medioambientales más importantes. Además de tratarse de partículas de pequeño tamaño, es importante añadir que la gran mayoría de estos presenta una naturaleza hidrofóbica, lo que hace que tengan capacidad de retener, mediante fenómenos principalmente de adsorción, numerosos compuestos químicos, tanto de naturaleza orgánica como inorgánica, convirtiéndose así en vectores de transporte para numerosos contaminantes. En este Trabajo Fin de Máster se ha seleccionado un total de 51 analitos (16 hidrocarburos aromáticos policíclicos, 18 plaguicidas organoclorados, 10 filtros UV, 5 ésteres organofosforados y 2 antibacterianos) todos ellos considerados como compuestos orgánicos persistentes, y se ha optimizado un procedimiento de extracción de los mismos de tres tipos de pellets vírgenes de plástico de diferente composición (polipropileno, polietileno de baja densidad y polietileno de alta densidad). Para ello, se han estudiado las recuperaciones obtenidas empleando varios tipos de disolventes y diferentes tiempos de extracción, así como con diferentes tamaños de partícula. La determinación de estos compuestos se llevó a cabo mediante cromatografía de gases con detección por espectrometría de masas, condiciones que también fueron previamente optimizadas.

The search for new materials has allowed human beings to achieve great advances at a technological and industrial level, reaching important milestones in many other areas. It is in this context where plastics arise, being highly versatile materials that have numerous advantages among which their durability and resistance stand out. This fact has led to an increase in the annual production of these materials up to 367 million tons in 2020. However, it is precisely these characteristics added to their poor management and recyclability as well as their often abusive use, that has made them a serious environmental problem, being present not only in all environmental compartments, but also in marine and terrestrial biota and even in the human organism. When such plastics reach the environment, they are exposed to numerous physicochemical and biological processes that cause their degradation and fragmentation, leading to a considerable decrease in their size, even measuring a few microns. These particles are known as microplastics and are currently one of the most important environmental problems. In addition to being small particles, it is important to add that most of them have a hydrophobic nature, which enable them to retain, mainly through adsorption mechanisms, numerous chemical compounds, both organic and inorganic in nature, thus becoming transport vectors for numerous pollutants. In this Master's Degree Thesis, a total of 51 analytes (16 polycyclic aromatic hydrocarbons, 18 organochlorine pesticides, 10 UV filters, 5 organophosphate esters and 2 antibacterial esters), considered nowadays as persistent environmental pollutants, have been selected. A procedure for their extraction from different three types of pellets (polypropylene, low-density polyethylene and high-density polyethylene) have been optimized. For this purpose, the recoveries obtained using various types of solvents and different extraction times, as well as with different sizes, have been studied. The determination of these compounds was carried out by gas chromatography with mass spectrometry detection, conditions that were also previously optimized.