Microextracción de diversos contaminantes emergentes en muestras acuosas utilizando cáscara de maní como micro-fase natural de sorción

Abstract

Actualmente existe un creciente interés por los CEs, aún se desconocen las posibles consecuencias que puedan causar tanto en el medio ambiente como en la salud pública, por lo cual urge una método de análisis eficaz para determinar y monitorear estos contaminantes. Dentro de la preparación de muestras, la técnica de extracción por sorción con disco rotatorio (RDSE) es una excelente alternativa para la preconcentración de analitos y eliminación de la matriz, ya que es eficiente, simple, económica y además sigue los principios de la GAC. La fase sorbente tiene el papel principal en la microextracción, por esto en los últimos años se han realizado muchos estudios para introducir nuevos sorbentes con el fin de mejorar las propiedades de los métodos analíticos. El uso de fases sorbentes naturales a base de subproductos agrícolas ha ganado gran interés debido al carácter eco-eficiente de estos y sus excelentes características como materiales adsorbentes. En el presente trabajo, se utilizó la cáscara de maní para la preparación de diversas fases sorbentes que fueron utilizadas en RDSE para la determinación de 5 CEs (triclosán, bisfenol A, etilparabeno, diclofenaco y 17- α-etinilestradiol), principalmente uno de cada familia, en conjunto con cromatografía gaseosa acoplado a espectrometría de masas. Las cáscaras de maní presentan una alta porosidad y una gran área superficial, últimamente ha habido gran interés en su papel como sorbente debido a su fuerte capacidad de adsorción. Se compone principalmente por celulosa, hemicelulosa y lignina, las cuales aportan diversos grupos funcionales al biosorbente, por lo que pueden generar variadas interacciones con los contaminantes. Se prepararon las fases sorbentes cáscara de maní natural, biochar y carbón activado, y se investigaron los factores experimentales que influyen en la eficiencia de la extracción, obteniendo resultados que minimizan la cantidad de fase sorbente, volumen de muestra acuosa y tiempos de extracción. En condiciones óptimas, las metodologías RDSE propuestas se validaron utilizando muestras de aguas arriba del río Mapocho (sector Canoa), exhibiendo límites de detección y cuantificación (LD y LC) en el rango de los [μgL-1], además de recuperaciones relativas entre 91-104% y desviaciones estándar relativas (RSD) entre 3-10%. El carbón activado con ZnCl2 presentó las mejores recuperaciones para los CEs siendo comparable con fases sintéticas como Oasis HLB, St-DVB y C18. Esta última se utilizó para determinar CEs en aguas residuales, encontrándose TCS, EP y BPA en concentraciones de 0,69-0,58, 0,19-0,14 y 0,04- 0,03 [μgL-1] en afluente y efluente respectivamente.

There is currently a growing interest in ECs but the possible consequences they may have on both the environment and public health are still unknown, so there is an urgent need for an effective analytical method to determine and monitor these contaminants. Within sample preparation, the rotating disk sorption extraction technique (RDSE) is an excellent alternative for the preconcentration of analytes and elimination of the matrix, since it is efficient, simple, economical and also follows the principles of GAC. The sorbent phase plays the main role in microextraction, so in recent years many studies have been carried out to introduce new sorbents in order to improve the properties of analytical methods. The use of natural sorbent phases based on agricultural by-products has gained great interest due to their eco-efficient character and their excellent characteristics as sorbent materials. In the present work, peanut shells were used for the preparation of various sorbent phases that were used in RDSE for the determination of 5 CEs (triclosan, bisphenol A, ethylparaben, diclofenac and 17-α- ethinylestradiol), mainly one from each family, in conjunction with gas chromatography coupled to mass spectrometry. Peanut shells present high porosity and large surface area, lately there has been great interest in its role as a sorbent due to its strong adsorption capacity. It is mainly composed of cellulose, hemicellulose and lignin, which contribute diverse functional groups to the biosorbent, so they can generate varied interactions with contaminants. The sorbent phases natural peanut shell, biochar and activated carbon were prepared, and the experimental factors that influence extraction efficiency were investigated, obtaining results that minimize the amount of sorbent phase, aqueous sample volume and extraction times. Under optimal conditions, the proposed RDSE methodologies were validated using samples from upstream of the Mapocho River (Canoa sector), exhibiting limits of detection and quantification (LOD and LOQ) in the [μgL-1] range, in addition to relative recoveries between 91-104% and relative standard deviations (RSD) between 3-10%. Activated carbon with ZnCl2 presented the best recoveries for CEs being comparable with synthetic phases such as Oasis HLB, St-DVB and C18. The latter was used to determine CEs in wastewater, finding TCS, EP and BPA at concentrations of 0.69-0.58, 0.19-0.14 y 0.04- 0.03 [μgL-1] in influent and effluent, respectively.