Desarrollo y optimización de estrategias analíticas basadas en el uso de la espectrometría de masas con triple cuadrupolo acoplado a cromatografía gaseosa y líquida para la multi-determinación de contaminantes orgánicos en matrices ambientales

Abstract

En este trabajo se desarrolló una metodología analítica empleando la cromatografía gaseosa acoplada a un detector masa-masa (GC-MS/MS) la cual permite la determinación simultánea de 68 contaminantes orgánicos para las familias de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs), difenil éter polibromados (PBDEs) y pesticidas (GC-MS/MS) en matrices acuosas y de sedimento. Además se desarrolló una metodología utilizando la cromatografía líquida acoplada detector de masa-masa que permite la determinación, en las mismas matrices, de 8 pesticidas y 5 alquifenoles junto a sus derivados etoxilados (LC-MS/MS). El tiempo de análisis cromatográfico para ambas

técnicas es menor a 26 minutos aproximadamente.

Además se desarrollaron técnicas de extracción de estos contaminantes orgánicos en las matrices ambientales. Para muestras acuosas se empleó la extracción líquido-líquido utilizando diclorometano como extractante a pH neutro (para analitos determinados por GC-MS/MS) obteniéndose recuperaciones entre 70-130% y límites de detección entre 0,75-19,8 ng L-1. Por otra parte para analitos determinados por LC-MS/MS se utilizó acetato de etilo a pH 2, obteniéndose recuperaciones entre 74-120% y límites de detección entre 1-63 ng L-1. Para muestras de sedimento se optimizaron las condiciones de extracción asistida por energía de ultrasonido. Para los compuestos determinados por GC, las condiciones óptimas fueron empleando tres ciclos de extracción, a un tiempo de 14 minutos cada uno, utilizando 17 g de muestra y un volumen de solvente de 40 mL de acetona-hexano 1:1 v/v, obteniéndose recuperaciones entre 72-116% y límites de detección entre 0,02-0,19 ng g-1. Para los compuestos determinados por LC-MS/MS, las condiciones óptimas fueron de tres ciclos de extracción de 10 minutos cada uno, utilizando 4 g de muestra y un volumen de solvente de 40 mL de acetonitrilo-agua 95:5 v/v a pH 3, obteniéndose recuperaciones entre 77-109% y límites de detección de 0,25-6,25 ng g-1.

Por otra parte, estas metodologías fueron aplicadas en la determinación de los contaminantes orgánicos en la cuenca del río Maipo. Se estableció un conjunto de 29 sitios de muestreo en el río Maipo como en sus afluentes más importantes, que permitió evaluar su comportamiento en distintas épocas del año.

La presencia de los diferentes pesticidas cuantificados en los 3 muestreos realizados, se atribuye a la actividad agrícola existente en las zonas y la aplicación de éstos en los cultivos adyacentes. Para la matriz acuosa se cuantificó su presencia entre 10-240 ng L-1 y en sedimento se cuantificó su presencia entre 0,82-2,65 ng g-1.

Respecto de los PAHs en muestras acuosas, sólo en el monitoreo de otoño se encontraron valores (entre 180-245 ng L-1) por sobre lo establecido en normas europeas y estadounidenses. La presencia de estos analitos, sin embargo, es difícil de atribuirla a una fuente específica. Para el caso de sedimentos, las concentraciones encontradas de PAHs entre 0,65-6,71 ng g-1 fueron similares a las obtenidas en trabajos efectuados en distintos países, y se atribuye su presencia presumiblemente a la acción de incendios en zonas cercanas a los puntos positivos.

La presencia de nonilfenol y sus derivados dietoxilados se atribuye a los desechos de tipo doméstico, debido al uso de lavalozas. No se detectó nonilfenol en la matriz acuosa y los valores obtenidos de los etoxilatos son comparables a los informados en la literatura, destacando el valor encontrado (1-7 μg L-1) en el punto Mapocho, los cuales si se expresan en función de nonilfenol (0,7-4,7 μg L-1) se estaría sobrepasando la normativa europea de calidad de agua para este analito, cuyo valor máximo es de 0,3 μg L-1, lo cual deja en claro la necesidad de normar las concentraciones de este disruptor endocrino. Para la muestra de sedimento se cuantificaron valores para nonilfenol entre 4,2-56,1 ng g-1 y para nonilfenol dietoxilado entre 4,2-10,3 ng g-1.

Es importante destacar el hecho que no se detectó la presencia de PCBs ni de PBDEs en las muestras de agua y sedimento del río Maipo.