Nuevas estrategias de tratamiento de muestra para la determinación de contaminantes orgánicos en matrices medioambientales

Abstract

[EN] The overall purpose of this report is to propose and develop new treatment strategies for determining sample of organic pollutants in environmental matrices.

In many cases, when working with different matrices, such as water or soil, it is necessary to use sample pretreatment techniques prior to instrumental analysis, whose main objective is to isolate the analytes of interest from other components present in the original matrix . Normally, this stage is the most complex analytical process where you make a greater number of errors. Consequently, the smaller the sample handling in it, the better the quality of the results. Within this trend will encompass the methodologies proposed in this paper.

As for the samples studied, we have considered various environmental matrices: water and soil.

Regarding the specific analytes, their selection was carried out based on their demonstrated toxicity to the environment (chlorophenols, chlorobenzenes and halogenated volatile compounds), or the lack of information of its effect on the environment (emerging contaminants, compounds or belonging to pharmaceutical care products staff).

The methodological objective of this work focuses on the study of the analytical possibilities: - The coupling of a headspace generator with an injector temperature. - The use of derivatization reactions in aqueous media for the increased volatility of the analytes under study in the HS-GC coupling. - The combined use of fast gas chromatography sample introduction through the injection mode with solvent removal, allowed by the injector set temperature. - The combined use of adsorption extraction stir bar (Twister) with in situ derivatization reactions in water samples and soils. - The application of sample pretreatment technique QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Simple), based on solvent extraction assisted by salt (salt liquid-liquid extraction assisted, SALLE) for the extraction of compounds chlorinated organics in soil samples.

In order to study the analytical possibilities of the proposed methodologies, have perfected several methods for solving specific environmental problems: - Determination of chlorophenols in aqueous samples using a simultaneous in situ derivatization reaction and a nozzle temperature in the coupling headspace-gas chromatography (HS-GC). - Determination of ibuprofen in aqueous samples by coupling HS-GC with a programmed temperature injector and a derivatization reaction in situ. - Optimization of a derivatization reaction with the use of carbodiimides for the determination of ibuprofen in aqueous samples using headspace generation. - Determination of parabens, triclosan and methyl triclosan in aqueous samples and soil through the combined use of adsorption extraction stir bar (SBSE) and in situ derivatization reactions and subsequent analysis by gas chromatography and mass spectrometry. - Development of a simplified method for extracting QuEChERS chlorinated compounds in soil samples. - Determination of volatile halogenated compounds and chlorobenzenes in soil samples using a modified version of QuEChERS-gas chromatography and detection by electron capture.

[ES] El objeto general de esta memoria consiste en proponer y desarrollar nuevas estrategias de tratamiento de muestra para la determinación de contaminantes orgánicos en matrices medioambientales.

En muchos casos, cuando se trabaja con diferentes matrices, tales como aguas o suelos, es necesaria la utilización de técnicas de pretratamiento de muestra previas al análisis instrumental, cuyo objetivo principal es aislar los analitos de interés del resto de componentes presentes en la matriz original. Normalmente, esta etapa es la más compleja del proceso analítico y donde se comete un mayor número de errores. Consecuentemente, cuanto menor sea la manipulación de la muestra en la misma, mayor será la calidad de los resultados obtenidos. Dentro de esta tendencia se engloban las metodologías propuestas en este trabajo.

En cuanto a las muestras estudiadas, se han considerado diferentes matrices ambientales: aguas y suelos.

Respecto a los analitos determinados, su selección se ha llevado a cabo en base a su demostrada toxicidad para el medio ambiente (clorofenoles, compuestos volátiles halogenados o clorobencenos), o a la falta de información de su efecto en el medio ambiente (contaminantes emergentes, compuestos farmacéuticos o pertenecientes a productos de cuidado personal).

Los objetivos metodológicos de este trabajo se centran en el estudio de las posibilidades analíticas de: - El acoplamiento de un generador de espacio de cabeza con un inyector de temperatura programada. - La utilización de reacciones de derivatización en medio acuoso para el aumento de la volatilidad de los analitos en estudio en el acoplamiento HS-GC. - El uso combinado de cromatografía de gases rápida con la introducción de muestra mediante el modo de inyección con eliminación del disolvente, permitido por el inyector de temperatura programada. - La utilización combinada de la extracción por adsorción en barra agitadora (Twister) con reacciones de derivatización in situ en muestras de agua y de suelos. - La aplicación de la técnica de pretratamiento de muestra QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Simple), basada en la extracción con disolventes asistida por sales (salt assisted liquid-liquid extraction, SALLE) para la extracción de compuestos orgánicos clorados en muestras de suelos.

Con el fin de estudiar las posibilidades analíticas de las metodologías propuestas, se han puesto a punto varios métodos destinados a la resolución de problemas ambientales concretos: - Determinación de clorofenoles en muestras acuosas mediante el uso simultáneo de una reacción de derivatización in situ y un inyector de temperatura programada en el acoplamiento espacio de cabeza-cromatografía de gases (HS-GC). - Determinación de ibuprofeno en muestras acuosas mediante el acoplamiento HS-GC con un inyector de temperatura programada y una reacción de derivatización in situ. - Optimización de una reacción de derivatización con la utilización de carbodiimidas para la determinación de ibuprofeno en muestras acuosas, utilizando generación en espacio de cabeza. - Determinación de parabenos, triclosán y metil triclosán en muestras acuosas y suelos, mediante la utilización combinada de la extracción por adsorción en barra agitadora (SBSE) y reacciones de derivatización in situ, y posterior análisis por cromatografía de gases y espectrometría de masas. - Desarrollo de una simplificación del método QuEChERS para la extracción de compuestos clorados en muestras de suelos. - Determinación de compuestos halogenados volátiles y clorobencenos en muestras de suelos mediante una versión modificada de QuEChERS-cromatografía de gases y detección mediante captura electrónica.