universitat de valÈncia - repositorio digital senescyt: página de...
TRANSCRIPT
UNIVERSITAT DE VALÈNCIA
MÁSTER INTERUNIVERSITARIO EN
INGENIERÍA AMBIENTAL
TRABAJO FIN DE MÁSTER
DIRECTORA: PILAR CAMPÍNS FALCÓ
KATERINE ELIZABETH PONCE OCHOA
VALENCIA – ESPAÑA
2012
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
2
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 3
1.1. CONTAMINACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE .................................................... 3
1.2. FTALATOS ................................................................................................................. 4
1.2.1. Características Generales ................................................................................... 4
1.2.2. Producción y Usos ............................................................................................... 6
1.2.3. Comportamiento en el medio ambiente ............................................................. 8
1.2.4. Métodos cromatográficos.................................................................................. 13
1.3. LEGISLACIÓN ......................................................................................................... 16
2. OBJETIVO ........................................................................................................................ 20
3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ........................................................................ 21
3.1. REACTIVOS Y DISOLUCIÓN ESTÁNDAR........................................................ 21
3.2. EQUIPAMIENTO Y CONDICIONES CROMATOGRÁFICAS ........................ 21
3.3. MICROEXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA EN TUBO (IT – SPME) ................ 22
3.4. MUESTRAS REALES DE AGUA .......................................................................... 23
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................................... 24
4.1. OPTIMIZACIÓN DE CONDICIONES CROMATOGRÁFICAS ....................... 24
4.2. PARÁMETROS ANALITICOS .............................................................................. 28
4.3. APLICACIÓN A MUESTRAS REALES ............................................................... 31
5. CONCLUSIONES ............................................................................................................. 34
6. REFERENCIAS ................................................................................................................ 35
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
3
1. INTRODUCCIÓN
1.1. CONTAMINACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE
La problemática socio – ambiental se deriva del actual modelo de desarrollo, cuando
hablamos de contaminación ambiental se hace referencia a la presencia en el
ambiente de cualquier agente, o combinación de agentes (físicos, químicos o
biológicos), en concentraciones que pueden resultar nocivos para la salud, el
bienestar de la población o perjudiciales para la vida vegetal o animal. En función del
medio afectado, la concentración puede tener diferente denominación;
contaminación hídrica (agua), contaminación atmosférica (aire) y contaminación del
suelo y sedimentos.
El agua es uno de los recursos más importantes con el que contamos, no está exenta
de problemas y su calidad puede verse fácilmente alterada. En España la
contaminación de las aguas subterráneas se debe principalmente a los vertidos
urbanos, de la industria o de la infiltración de fertilizantes depositados en el suelo,
procedentes de la agricultura intensiva y por las deyecciones del ganado. En la
actualidad la situación de los ríos españoles por contaminación orgánica es muy
diversa.
Una de las características del desarrollo económico de los países es la generación de
residuos, por tanto el volumen de éstos crece de manera exponencial con respecto al
grado de industrialización. Actualmente se tiene registro de unos cinco millones de
sustancias químicas, y se estima que cada año unas 1000 sustancias nuevas se
integran al registro.
A medida que las sociedades desarrolladas evolucionaban, tuvieron que enfrentarse
a problemas ambientales, sobre todo en función del uso del agua. Por tanto, en los
países desarrollados se han establecido estrategias y soluciones para revolver la
contaminación por altos niveles de metales pesados, uso intensivo de nutrientes
(principalmente nitratos y fosfatos) y contaminantes orgánicos, éstos últimos hasta
niveles de ultra-traza (< ng/L). Algunas de las herramientas utilizadas son el
tratamiento de efluentes industriales y municipales, desinfección de aguas,
limitación y sustitución de nitratos y fosfatos en productos de uso masivo, los
desarrollos en ingeniería para el tratamiento de agua, química analítica,
ecotoxicología, y una transferencia tecnológica cada vez más rápida de los centros de
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
4
investigación a la industria. Todas estas herramientas, sin embargo, no están
disponibles muy a menudo en los países en vías de desarrollo.
Se denominan contaminantes emergentes a contaminantes que vienen siendo
detectados en las aguas desde hace poco tiempo (fundamentalmente porque no
existían técnicas analíticas que los detectaran, o simplemente porque no se les había
prestado atención antes) y que a menudo no cuentan con una regulación específica.
Sin embargo, suelen ser candidatos a ser incluidos en normativas específicas,
dependiendo sobretodo de los resultados que la investigación aporte sobre sus
efectos nocivos sobre el medio ambiente (incluida la salud humana) y del monitoreo
de datos concerniente a su incidencia. Esto último es de especial importancia ya que
su presencia continuada en campañas de análisis medioambiental es indicadora de la
necesidad de regular su vertido y/o su utilización. Los compuestos que han surgido
recientemente, con una particular relevancia son los detergentes, productos
farmacéuticos, productos de higiene personal y aditivos de gasolinas. Estos grupos de
contaminantes tienen además la característica de que no necesitan ser muy
persistentes en el medio ambiente para causar un efecto negativo, ya que su alto
grado de transformación/eliminación es compensado por su constante ingreso en el
medio ambiente debido a su utilización masiva.
En este proyecto se va a incidir en los contaminantes denominados ftalatos y
particularmente en un producto de degradación del más abundante en el medio
ambiente el DEHP.
En el siguiente apartado se describe las características de los ftalatos y sus productos
y usos; comportamiento en el medio ambiente.
1.2. FTALATOS
1.2.1. Características Generales
Ftalato es el término genérico con el que se denomina a los esteres o diesteres
del ácido ftálico (acido 1,2 – bencenodicarboxilico). En la figura 1 se muestra la
estructura química del ácido ftálico, así como la estructura general de un ftalato.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
5
Figura 1. Estructura del ácido ftálico
Su síntesis industrial consiste en la esterificación del ácido ftálico con el
correspondiente oxo alcohol en presencia de un ácido como catalizador. Se
trata de un grupo muy amplio de compuestos ya que hay una gran variedad de
alcoholes que pueden reaccionar con el ácido ftálico, para dar diferentes
ftalatos en los que solo variara la cadena carbonada (R). Sin embargo solo
alrededor de 60 tienen aplicaciones industriales, dentro de estos solo unos
pocos se producen a gran escala como el di (2 – etilhexil) ftalato (DEHP) es el de
mayor volumen de producción a nivel mundial.
En general los ftalatos son compuestos estables, en estado líquido a
temperatura ambiente, y con un ligero aroma. Presentan un rango muy amplio
de propiedades físico químicas en función de su peso molecular. En la tabla 1 se
indica algunos grupos característicos de los ftalatos.
NOMBRE ACRÓNIMO R1 Y R2
Ftalato de dimetilo DMP CH3
Ftalato de dietilo DEP CH2CH3
Ftalato de disobutilo DIBP CH2CH(CH3)2
Ftalato de dibutilo DBP (CH2)3CH3
Ftalato de bis(etoxietilo) DEEP (CH2)2OCH2CH3
Ftalato de di(2 – etilhexilo) DEHP CH2CH(CH2CH3)((CH2)3CH3)
Tabla 1. Grupos característicos de algunos ftalatos con aplicaciones industriales. (1)
En la tabla 2, se muestra la estructura y principales propiedades físico –
químicas de los cuatro ftalatos objeto de estudio en el presente trabajo y que
están incluidos en la lista de contaminantes prioritarios publicada por la EPA.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
6
Compuesto Nombre Estructura Ejemplo de usos
DEP Dietilftalato
Principalmente en PVC como plastificante; sigue presente en gomas de borrar, tintas, adhesivos y selladores, pinturas y fijadores.
DBP Dibutilftalato
Plásticos como el PVC, adhesivos, tintas de impresión, selladores, lechadas para la construcción, aditivos para perfumes, desodorantes, fijadores de pelo, esmalte de uñas e insecticidas.
DEHP Di(2-
etilhexil)ftalato
Perfumes, productos flexibles de PVC (cortinas de baño, mangueras de jardín, pañales, películas plásticas para envolver alimentos, bolsas para sangre, catéteres, guantes y otros utensilios médicos como tubos para fluidos, etc.).
MEHP monoetilhexilftalato
Perfumes, fijadores de pelo, adhesivos y colas, productos automotores, recubrimiento de vinilo para suelos.
Tabla 2. Estructura y propiedades físico químicas de los ftalatos objeto de estudio en el
presente trabajo. (2-4)
1.2.2. Producción y Usos
Los ftalatos de mayor peso molecular se pueden considerar poco solubles,
mientras que los de menor peso molecular son moderadamente solubles. (3). En
la tabla 3 se puede observar algunas características de los ftalatos.
Los ftalatos menos pesados, es decir, los de cadena carbonada más corta,
presentan presiones de vapor altas, por lo que, en estado puro son
relativamente volátiles. Sin embargo, sus valores de la constante de Henry son
bajos, lo que significa que el proceso de vaporización en disolución acuosa es
lento. Basándose en los valores para los compuestos de mayor peso molecular,
su vaporización desde el agua podría producirse de manera más rápida, pero
estos compuestos van a tener tendencia a fijarse en la materia sólida en
suspensión debido a su hidrofobicidad, por lo que su difusión de las aguas
naturales a la atmósfera es poco probable. (4)
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
7
Tabla 3. Caracteristicas de ftalatos según su peso molecular.
Los ftalatos son compuestos con diversos usos industriales, sintetizados a gran
escala. De hecho, se estima que la producción de ftalatos a nivel mundial en la
década de los 90 alcanzó los 4 millones de toneladas por año. (5) En cuanto a la
producción a nivel europeo, ésta se centra en los países del Este y puede llegar a
alcanzar el millón de toneladas al año.
La UE, según la Regulación del Consejo 793/93, (6) divide los productos químicos
en dos categorías, compuestos con alto volumen de producción (HVPC), los
cuales son producidos o importados en cantidades superiores a las 1000
toneladas por año, y compuestos con bajo volumen de producción (LVPC), que
se producen o importan en cantidades comprendidas entre 10 y 1000 toneladas
al año. La lista de HVPC incluye 22 ftalatos y 11 más se encuentran en la lista de
LVPC.
El ftalato más usado es el DEHP (representa alrededor del 50% del consumo
total europeo. En la figura 2 se indica los datos de consumo de los principales
ftalatos en la Unión Europea.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
8
Figura 2. Consumo de principales ftalatos en la UE.
Los ftalatos de alto peso molecular, gracias a sus propiedades (alta solubilidad
en materiales poliméricos, estabilidad, fluidez y baja volatilidad), se emplean
como plastificantes no reactivos en la fabricación de distintos materiales,
aportándoles mayor flexibilidad y maleabilidad.
Su aplicación principal es en la producción del policloruro de vinilo (PVC),
aunque también se emplean en otros materiales como resinas epoxi, poliéster,
gomas sintéticas, naturales y cloradas, polisulfito, nitrocelulosa, etilcelulosa y
poliuretano. En estas aplicaciones la cantidad de ftalatos, puede llegar a
representar entre 5 y 60% del peso total del plástico o resina. El destino final de
estos materiales cubre un amplio espectro de productos, incluyendo juguetes,
ropa de lluvia, cortinas de ducha, envoltorios plásticos en productos
alimenticios. Alfombras, recubrimientos de paredes y suelos, zapatos, cableado,
material médico (bolsas de transfusión) automóviles y tapicerías.
Además de estas aplicaciones, los ftalatos también se usan en la producción de
lubricantes y cosméticos (fragancias, lacas, esmalte para uñas, desodorantes),
como aditivos en industrias textiles, como componentes de fluidos dieléctricos o
en la formulación de pesticidas. (7-8)
1.2.3. Comportamiento en el medio ambiente
La liberación de los ftalatos al medio natural puede ocurrir durante su
producción o durante la manufacturación de los materiales plásticos. (9-10)
Como no están químicamente unidos a la matriz polimérica de estos materiales,
también pueden llegar al medio ambiente por migración o volatilización desde
los productos finales durante su uso, o por lixiviación e incineración una vez que
estos productos son desechados. (9-10)
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
9
Debido a esta movilidad desde los productos comerciales, su gran volumen de
consumo y el amplio espectro de aplicaciones, los ftalatos se encuentran
distribuidos en los diferentes medios de la biosfera y se consideran
contaminantes ubicuos. (11-12)
Los ftalatos están presentes en el aire, tanto en fase vapor, como asociados a las
partículas atmosféricas, a un nivel de concentración bajo (ng/m3), aunque la
concentración en ambientes interiores puede llegar a ser hasta varios órdenes
de magnitud mayor (7). Muchos materiales de construcción contienen
cantidades importantes de ftalatos y la inhalación de estos compuestos puede
constituir una de las principales fuentes de exposición en humanos.
Por otra parte, la difusión a través del aire es el principal medio de distribución
de los ftalatos en el medioambiente, a pesar de sus bajas presiones de vapor. Su
detección en la superficie de nieve y en la capa de hielo, confirma que pueden
ser transportados a través de distintas largas sin sufrir degradación (13). Se
supone que la principal ruta de degradación en la atmosfera es la
fotodegradacion, y el tiempo de vida medio para la mayoría de los ftalatos es
inferior a un día.
La presencia de ftalatos en el medio acuático se debe a puntos de entrada, como
los efluentes de las plantas de tratamiento de agua residual, las industrias que
utilizan estos compuestos o los vertederos de desechos plásticos, todas fuentes
de origen antropogénico.
En la tabla 4 se recogen los niveles encontrados en aguas superficiales y
residuales para los cuatro ftalatos incluidos en este trabajo, publicados en
estudios recientes. (14-15)
Muestra DEP DBP DEHP MEHP AÑO Referencia
Agua de mar 0,03 – 398 1,0 – 1028 0,06 – 2307 2002 14
Agua de mar 1,4 – 1,8 1,3 – 1, 9 2,1 – 3,2 0,8 – 1,5 2001 16
Agua de rio 0,03 – 19,4 0,03 – 75,6 4,6 – 90,5 2002 14
Agua de rio 0,6 0,4 1,1 2001 16
Agua de manantial
0,04 0,02 2,88 nd 2002 17
Agua de escorrentías
2 - 33 1 - 23 3 - 460 nd 2003 18
Agua residual nd 2,2 3,8 3,4 2003 19
Agua residual 1,38 2002 20
Tabla 4. Concentraciones en (ng/mL) de los seis ftalatos estudiados encontrados en
distintas muestras de agua.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
10
Las concentraciones encontradas son bastantes altas, en concreto, para DEHP y
para DBP.
Esto nos da una idea de la importancia de controlar los niveles de contaminantes
en las EDAR, ya que pueden convertirse en importantes fuentes de
contaminación de las aguas superficiales, así como, estudiar los fenómenos que
se producen durante la depuración.
Los ftalatos tienden a acumularse en los lodos de las plantas de tratamiento de
aguas residuales, por lo que estas son importantes para la degradación de estos
compuestos e impedir que lleguen al medio acuático. Las concentraciones
encontradas están entre 10 – 100 mg/kg peso seco, siendo el DEHP el ftalato
presente en mayor concentración.
El uso de los lodos de depuradora como fertilizantes agrícolas podría conducir a
la contaminación de los suelos y a una exposición directa o a través de la cadena
alimenticia de los seres humanos (21). En este sentido, la UE ha establecido
límites de concentración para algunos contaminantes orgánicos, incluyendo al
DEHP, para la mejora de la calidad de los lodos usados con fines agrícolas. (22)
La vida media por degradación aerobia, tanto en suelos como en aguas naturales
tiende a aumentar a medida que aumenta la longitud de la cadena carbonada
del compuesto. (13). Estimaron que en aguas naturales se encontraba entre
menos de 1 día y 2 semanas, y en sedimentos del orden de varios meses.
Existen varias publicaciones que confirman la presencia de ftalatos en biota,
incluyendo plantas, peces, ratas y vacas, que confirman la asimilación de los
compuestos disponibles en el medio por los organismos vivos; así como en
muestras biológicas humanas. Sin embargo los ftalatos se metabolizan
rápidamente a sus correspondientes alcoholes Mono ésteres y posteriormente,
mediante oxidación y conjugación, a otros metabolitos que se excretan a través
de la orina. (7-13)
En algunos estudios eco – toxicológicos, se ha demostrado que los mono ésteres
pueden ser tóxicos en mamíferos y su presencia, junto con otros productos de
degradación, como el ácido ftálico, se ha confirmado en distintas muestras de
agua, incluyendo agua de río y de escorrentía, por tanto, también deben ser
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
11
considerados a la hora de evaluar los riesgos ambientales de los ftalatos. En la
siguiente tabla se indica algunos ftalatos que se degradan a sus respectivos
mono esteres:
NOMBRE ABREVIATURA METABOLITO
PRINCIPAL UTILIDADES
Dietil ftalato DEP Mono-etilftalato Perfumes, colonias, champú,
lociones dermatológicas...
Dibutil ftalato DBP Mono-butilftalato Cosméticos, tintes,
insecticidas, plásticos adhesivos...
Benzilbutil ftalato
BzBP Mono-bencilftalato Cinturones, productos
adhesivos, productos del automóvil...
Diciclohexil ftalato
DCHP Monociclohexilftalato En laboratorios de
investigación
Di-2-etilhexil ftalato
DEHP Mono-2-etilhexilftalato
MEHP
Juguetes de niños, envoltura de alimentos, productos de uso médico (bolsas, tubos..)
Dioctil ftalato DOP Mono-n-octilftalato Suelos de plástico, cubierta de
libros...
Di-isononil ftalato
DINP Mono-isononilftalato Mangueras de agua, suelas de zapato, juguetes, materiales
de construcción
Tabla 5. Degradación de ftalatos a sus respectivos monoesteres. (19)
En organismos superiores, este proceso de metabolización se produce con
mayor rapidez, por lo que no se va a producir biomagnificación a través de la
cadena alimenticia. (23)
El DEHP suministrado vía tracto gastrointestinal es convertido a su monoéster
MEHP, por las lipasas intestinales antes de ser absorbidos por el sistema
circulatorio. En los primates adultos, incluyendo humanos, una proporción
pequeña de DEHP es hidrolizada y absorbida como monoéster (mayor que en
ratas), aparentemente por una actividad menor de la lipasa en el intestino de los
primates. el grado de biotransformación de DEHP al MEHP es importante ya que
el MEHP es considerado generalmente toxico testicular. (23). En la figura 3 se
muestra la degradación de DEHP a su monoéster MEHP.
Figura 3. Degradación DEHP
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
12
Cuando el DEHP es administrado intravenosamente, la conversión del DEHP a
MEHP es menor que si la exposición es vía tracto intestinal. En estudios a
pacientes incluyendo a niños, sometidos a hemodiálisis o transfusiones
sanguíneas se han registrado niveles significativos de MEHP en sangre después
de esta exposición paranteral. En estudio realizado sobre 11 pacientes
sometidos a tratamiento de hemodiálisis por fallo renal se detectaron mayores
concentraciones (entre 1/3 y 6 veces mayor) del metabolito MEHP que de
DEHP. (23)
Estos datos demuestran que una cantidad significativa de DEHP es convertida en
MEHP, aun después de la exposición intravenosa al DEHP. (23)
La toxicidad más importante del DEHP es mediada a través del MEHP aunque no
sea el único metabolito derivado de su transformación. El DEHP puede
contribuir al desarrollo de la enfermedad llamada membrana hiliana (es
conocida como síndrome de dificultad respiratoria o insuficiencia respiratoria
progresiva) en niños que precisan ventilación mecánica.
Uno de los problemas más importantes en el análisis de ftalatos en muestras de
agua, es la detección de estos compuestos en las muestras usadas como blancos
(2, 24, 17, 18, 24, 25, 26). Los ftalatos se han detectado en todos los tipos de
agua purificada que normalmente se utilizan en el laboratorio, como el agua
destilada y aguas comerciales especiales para la determinación de compuestos
orgánicos volátiles (VOCs) (24). En la Tabla 6 se recogen las concentraciones
encontradas en este tipo de aguas en algunos estudios.
Tipo de aguas
Ref. Método CONCENTRACIONES (µg/L)
DMP DEP DBP BBP DEHP
Desionizada 17 SPME-GC-
ECD nd 0.04 0.15 0.005 0.49
Destilada 27 HPLC-GC-
MS 0.005 0.002
Purificada 18 LLE-GC-MS <0.01 0.29 1.58 0.02 1.06
Redestilada 24 LLE-GC-FID nd 0.14 3.28 0.93
Comercial para VOCs
24 LLE-GC-FID nd nd 10.58 nd
Tabla 6. Concentraciones (en µg/L) de los ftalatos detectados en muestras de agua de uso común en
el laboratorio.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
13
Los procedimientos de extracción y preconcentración de ftalatos más usados
con muestras de agua, son la extracción líquido-líquido (LLE) y la extracción en
fase sólida (SPE), de hecho ambas técnicas han sido propuestas en métodos
oficiales (ver Tabla 7). Además, en los últimos años, otra técnica relativamente
nueva, la microextracción en fase sólida (SPME), está adquiriendo importancia
en el análisis de estos compuestos. (28-29)
Tabla 7. Métodos propuestos por la EPA para el análisis de ftalatos en diferentes muestras de agua
1.2.4. Métodos cromatográficos
Las técnicas cromatográficas son, sin duda, las más utilizadas para determinar
con fines cualitativos y/o cuantitativos determinados contaminantes. Tal como se
deriva de las observaciones de la tabla procedente. El gran potencial de éstos
métodos radica en su capacidad para llevar a cabo determinaciones multianalito,
en su especificidad, precisión, exactitud, reproducibilidad así como en su
excelente sensibilidad, que depende del detector utilizado. Estas características
han facilitado la implantación de los métodos cromatográficos como métodos de
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
14
validación de los demás métodos analíticos utilizados en la detección de ftalatos
en muestras biológicas, medioambientales, etc. (30)
La técnica cromatográfica mas utilizada para el análisis de ftalatos es la
cromatografía de gases, si bien se observa en la bibliografía una tendencia clara
a favor de la cromatografía liquida (28-30), dado los problemas de blanco que se
observa o que presenta la cromatografía de gases para estos compuestos. La
cromatografía liquida (CL) está ganando popularidad debido a que muchos de los
contaminantes ambientales son polares, presentan baja volatilidad y son lábiles.
Además, la cromatografía liquida facilita el procesado directo de las muestras en
línea. Un ejemplo de ello, es la utilización de la micro extracción en fase sólida
en tubo (IT-SPME) acoplada a la cromatografía liquida capilar. (31-32)
En HPLC la separación de estas sustancias se realiza generalmente mediante
columnas de fase inversa, con diferentes tipos de soportes (octadecil-, octil-,
fenil-, soportes poliméricos, etc.). A lo largo de los años se han publicado trabajos
evaluando el efecto de distintas variables cromatográficas sobre la separación
de los ftalatos, tales como: el tipo de columna, temperatura, concentración, la
naturaleza y contenido de modificador orgánico en la fase móvil, etc.
Una tendencia en esta técnica es la miniaturización, una condición para mejorar
el rendimiento analítico es la reducción del tamaño de diámetro de la
columna (micro-, capillary- nano-LC). (28-30). El presente trabajo aborda la
cromatografía liquida capilar.
Los sistemas de detección acoplados al HPLC son, habitualmente, la
espectrofotometría UV, el detector de fila de diodos integrados (DAD, del inglés
“diode array detector”), la fluorescencia y, más recientemente, la
espectrometría de masas (MS).
La absorción UV proporciona en general una sensibilidad adecuada para la
mayoría de los análisis de ftalatos, permite obtener información estructural y
está sujeta a múltiples interferencias, lo que hace necesario una etapa previa de
limpieza de muestra o bien, una derivatización de los compuestos (33). No
obstante, el uso del detector DAD ha permitido mejorar la selectividad del
método ya que permite la medida a distintas longitudes de onda, lo cual facilita
la minimización del efecto matriz mediante un sistema de compensación de los
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
15
efectos de la misma. Utilizando este tipo de métodos es posible la determinación
fiable de ciertos tipos de ftalatos en una gran variedad de matrices biológicas y
medioambientales.
La detección fluorimétrica no se ha utilizado tan extensamente como la de
absorción UV, ya que la mayoría de estos ftalatos no presenta fluorescencia
intrínseca. Sin embargo, este sistema de detección se ha aplicado ampliamente
al análisis de diferentes ftalatos (DEP, DBP,DEHP, MEHP)
La importancia y el potencial de los ensayos de cribado (Test de screening) se
ponen de manifiesto en el considerable incremento de trabajos científicos
relacionados con estas metodologías analíticas en los últimos veinte años.
El interés de estos métodos analíticos es doble: en primer lugar, por la necesidad
de abaratar los costes de los programas de vigilancia y control; en segundo lugar,
por la necesidad de conocer el origen, vías de distribución y destino de los
contaminantes que pueden ser perjudiciales para la salud y el medio ambiente.
Un ensayo de cribado o test de screening se define como “aquel método
analítico que es capaz de llevar a cabo la selección de aquellas muestras cuyo
contenido es similar o mayor que uno previamente establecido como umbral”
(34). Por lo tanto, la aplicación de estos métodos permite identificar las muestras
que probablemente están contaminadas las cuales serán sometidas a un análisis
más exhaustivo permitiendo determinar la presencia cualitativa y cuantitativa
fiable del residuo mediante un método analítico validado que, en la mayoría de
los casos, es cromatrográfico. En la figura 4 se muestra el esquema de
funcionamiento de los ensayos de barrido (34).
Figura 4. Esquema de aplicación de los ensayos de cribado
ENSAYO DE CRIBADO
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
16
Entre las ventajas de los ensayos de cribado cabe destacar su rapidez, simplicidad
y minimización de errores debido a la ausencia o aplicación de procedimientos
sencillos de tratamiento de muestra. Otros factores son el ahorro de tiempo y
dinero, ya que solo las muestras que proporcionan una respuesta positiva al
ensayo necesitaran ser confirmadas con otra técnica más sofisticada.
Las características fundamentales que diferencian los análisis convencionales de
los ensayos de cribado se resumen en los siguientes puntos (34):
La respuesta que proporciona el ensayo permite tomar una decisión
inmediata.
Los resultados obtenidos mediante estos métodos a menudo necesitan
ser confirmados mediante técnicas convencionales.
Suelen proporcionar respuestas, fundamentalmente, cualitativas
aunque, en menor medida, también pueden suministrar medidas
cuantitativas.
Requieren un escaso o nulo pretratamiento de muestra.
Son ensayos rápidos.
1.3. LEGISLACIÓN
Se indican a continuación las referencias legales vigentes con respecto a los ftalatos.
La Decisión nº 2455/2001/CE del parlamento europeo, de 20 de noviembre de 2001,
por la que se aprueba la lista de sustancias prioritarias en el ámbito de la política de
aguas y se modifica la Directiva 2000/60/CE, incluye al Di(2etilhexil)ftalato (DEHP) en
el listado de sustancias prioritarias añadido como Anexo X a la Directiva marco de
aguas.
La directiva 2006/11/CE, de 15 de febrero de 2006, relativa a la contaminación
causada por determinadas sustancias peligrosas vertidas en el medio acuático de la
Comunidad recoge un listado de categorías y grupos de sustancias, en el que no se
encuentran los ftalatos.
Mediante la directiva 2008/105/CE, de 16 de diciembre de 2008, relativa a las normas
de calidad ambiental en el ámbito de la política de aguas, por la que se modifican y
derogan ulteriormente las Directivas 82/176/CEE, 83/513/CEE, 84/156/CEE,
84/491/CEE y 86/280/CEE y por la que se modifica la Directiva 2000/60/CE, el anexo X
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
17
de la directiva 200/60/CE se sustituye por otro en el que se incorporan cinco
sustancias a la lista de sustancias prioritarias en el ámbito de la política de aguas. Se
establecen también normas de calidad ambiental para sustancias prioritarias y para
otros contaminantes en las que se marcan los valores medios anuales que no deben
ser superados y las concentraciones máximas admisibles en aguas superficiales. Para
el Di(2-etilhexil)ftalato (DEHP) las normas de calidad ambiental (NCA) establecen un
valor máximo para la media anual de 1,3 µg/L para aguas superficiales, tanto
continentales como de otro tipo. Dejando sin marcar valores de concentración
máxima admisible. Las NCA pueden aplicarse a los sedimentos o a la biota, la directiva
deja la opción en manos de los estados. (35)
La orden MAM/85/2008 de 16 de enero, por la que se establecen los criterios
técnicos para la valoración de los daños al dominio público hidráulico y las normas
sobre toma de muestras y análisis de vertidos de aguas residuales, marca un valor de
referencia de 0,0013 mg/L para el Di(2-etilhexil)ftalato. El objetivo es la valoración del
daño a la calidad del agua y al dominio público hidráulico a efectos de determinar la
cuantía de las sanciones e indemnizaciones derivadas de las infracciones relacionadas
con los vertidos.
La ley 42/2007, de 13 de diciembre, del Patrimonio Natural y de la Biodiversidad en la
disposición final quinta de modificación de la ley 22/1988 de Costas, añade dos
anexos: el primero sobre sustancias peligrosas y objetivos de calidad y el segundo
relacionado con los métodos de medida de referencia para dichas sustancias. Sin
embargo no incluye ftalatos.
Relacionado con la sustancia objeto de estudio pero en ámbito distinto al de aguas
existe una directiva que limita la comercialización y el uso del DEHP y otros ftalatos en
juguetes y artículos de puericultura (Directiva 2005/84/CE), estableciendo valores
límite de 0,1% en masa para di(2-etilhexil)ftalato (DEHP), dibutilftalato (DBP),
butilbencilftalato (BBP), diisononilftalato (DINP), diisodecilftalato (DIDP) y din-
octilftalato (DNOP).
El Real Decreto 866/2008, de 23 de mayo, recoge un listado de sustancias permitidas
para la fabricación de materiales y objetos plásticos destinados a entrar en contacto
con los alimentos (36). En el anexo III: lista de aditivos que pueden utilizarse en la
fabricación de materiales y objetos plásticos, sección A: lista de aditivos totalmente
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
18
armonizados a nivel comunitario figuran restricciones para el ftalato de bis(2-
etilhexilo) y para el ftalato de dibutilo. El primero se utilizará únicamente: a) como
plastificante en materiales y objetos de uso repetido que estén en contacto con
alimentos no grasos; b) como agente de apoyo técnico en concentraciones de hasta el
0,1% en el producto final. Límite de migración específica (LME) = 1,5 mg/kg de
simulante alimenticio. El dibutilftalato se utilizará únicamente: a) como plastificante
en materiales y objetos de uso repetido que estén en contacto con alimentos no
grasos; b) como agente de apoyo técnico en poliolefinas en concentraciones de hasta
el 0,05% en el producto final. LME = 0,3 mg/kg de simulante alimenticio. El límite de
migración específica indica la cantidad máxima de componente que el material u
objeto plástico puede ceder a los productos alimenticios en relación a los kilogramos
de producto alimenticio o simulante alimenticio.
El Real Decreto 508/2007, de 20 de abril, por el que se regula el suministro de
información sobre emisiones del Reglamento E-PRTR y de las autorizaciones
ambientales integradas (37), establece valores umbrales para las emisiones a la
atmósfera, al agua y al suelo y para transferencias de ftalato de bis (2-etilhexilo) a
partir de los cuales es necesario comunicar anualmente a la autoridad competente las
cantidades, indicando si la información se basa en mediciones, cálculos o
estimaciones. El valor umbral de información pública de emisiones a la atmósfera es
de 10 kg/año, el dato para emisiones al agua y para emisiones al suelo es de 1 kg/año.
En el reglamento (UE) Nº 143/2011 de la comisión de 17 de Febrero de 2011 se
modifica el anexo XIV del reglamento (CE) nº 1907/2006 del Parlamento Europeo y
del Consejo, relativo al registro, la evaluación, la autorización y la restricción de las
sustancias y preparados químicos ( REACH) considerando que él ftalato de bis(2-
etilhexilo) (DEHP) cumple los criterios de clasificación como tóxico para la
reproducción (categoría 1B) de conformidad con el Reglamento (CE) nº 1272/2008 y,
por tanto, cumple los criterios para su inclusión en el anexo XIV del Reglamento (CE)
Nº 1907/2006 establecidos en el artículo 57, letra c), de dicho Reglamento. Se ha
determinado su inclusión en la lista de sustancias candidatas de conformidad con el
artículo 59 del mencionado Reglamento.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
19
En la siguiente tabla se muestra un resumen de la normativa de ftalatos.
Decisión 2455/2001/CE Lista de sustancias prioritarias,aguas
Modifica Directiva 2000/60/CE
Incluye DEHP en lista Anexo X
Directiva 2006/11/CE Listado de sustancias No se encuentran los
ftalatos
Directiva 2008//CE Normas calidad ambiental
Modifica Dir.Marco Valor Máximo medio anual
DEHP 1.3μg/L aguas superficiales
Orden MAM/85/2008 Daños al DPH
Valoración daño a calidad agua y DPH,
determinar sanciones
DEHP 0,0013 mg/L
Ley 42/2007 Patrimonio natural y biodiversidad
Añade 2 anexos a Ley 22/1988 Costas
Sustancias peligrosas y Obj. calidad. No incluye ftalatos
Directiva 2005/84/CE
Juguetes
Valor límite para 6 ftalatos
0,1% masa
R.D. 866/2008 Plásticos en contacto con
alimentos
Restricciones para DEHP y DBP
R.D. 508/2007 Información emisiones del reglamento E-PRTR y AAI
Valores umbrales información pública
para emisiones atmósfera, suelo y
agua
Transferencias de DEHP Emisiones a agua y suelo: 1
kg/ año Emisiones atm: 10 kg/año
Tabla 8. Resumen normativa ftalatos (35)
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
20
2. OBJETIVO
El objetivo del presente trabajo ha sido la optimización de un procedimiento
cromatográfico de cribado de muestras de aguas que contienen MEHP en presencia de
los ftalatos (DEHP, DEP, DBP) con mayor presencia en el medio ambiente.
Este problema se ha abordado considerando la miniaturización como tendencia de
análisis químico. Se ha desarrollado un analizador de cromatografía liquida capilar que
incorpora la micro extracción en fase sólida en tubo y detección de fila de diodos. Para
ello se han abordado los siguientes estudios:
Optimización del sistema cromatográfico
Establecimiento de parámetros analíticos
Aplicación del método a muestras reales.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
21
3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
3.1. REACTIVOS Y DISOLUCIÓN ESTÁNDAR
En esta investigación se utilizaron reactivos de calidad analítica como Acetonitrilo y
metanol, los mismos que fueron adquiridos por Scharlau (Barcelona, Spain). Se utilizó
agua ultra pura obtenida con un sistema Nanopure II (Sybron, Barnstead) preparar los
patrones.
Los reactivos utilizados fueron: di (2butilhexil ftalato) (DEHP), Dibutilftalato (DBP),
Dietilftalato (DEP), Monoetilhexilftalato (MEHP), que fueron adquiridos por Scharlau
(Barcelona, Spain).
Las soluciones madre de las patrones individuales (10.0 µg/L) fueron preparados con
acetonitrilo o agua en función de la solubilidad del compuesto. Las disoluciones de
trabajo se prepararon mediante dilución de las disoluciones madre con agua. En la
figura 5 se indica el material utilizado
Figura 5. Material utilizado para las disoluciones
3.2. EQUIPAMIENTO Y CONDICIONES CROMATOGRÁFICAS
El sistema de cromatografía líquida capilar utilizado consta de una bomba capilar
binaria (Agilent) y un detector UV-Vis de fila de diodos (Agilent, 1200 series) equipado
con una celda de flujo de 80nL. Las señales analíticas fueron registradas entre 190 –
400nm. Se utilizó una librería de espectros de los componentes puros con fines de
identificación. En la Figura 6 se muestra el equipo de medida y el procesador de
datos.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
22
Para la separación de los analitos, la columna utilizada fue una columna Onyx
monolítica C18 (Phenomenex, Torrance, CA, USA) (150mm * 0.2mm i.d.)
Figura 6. Equipo de medida de cromatografía líquida capilar y procesador de datos. En la
imagen ampliada se muestra la columna monolítica
Se utilizaron como fases móviles acetonitrilo + agua en modo gradiente. El flujo de la
fase móvil 5μL/min. No se ensayaron flujos superiores para evitar sobrepresiones que
afectarían negativamente al dispositivo IT-SPME.
Todos los disolventes fueron filtrados a vacío a través de membranas de nylon de 0,45
micras (Teknokroma, Barcelona, España) antes de su uso, para eliminar todos los
sólidos en suspensión. Se desgasificaron en baño de ultrasonidos Sonitech (TerraTech,
España.
3.3. MICROEXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA EN TUBO (IT – SPME)
Para la microextracción en fase sólida en tubo (IT-SPME) se utilizó una columna
capilar de cromatografía de gases TRB-5 de 40cm de longitud, 0,32mm de diámetro
interno y 3μm de espesor. Esta columna capilar se conectó a la válvula de inyección
como loop de muestra. Se utilizaron como conexiones camisas (SLEEVE) de 2,5cm
PEEK de 1/16 de pulgada, férrulas y tubería de 1/16 pulgadas.
Se procesaron manualmente en el sistema en posición LOAD de la válvula de
inyección, por medio de una jeringa de precisión 1,0 mL, alícuotas de 4,0 mL de los
blancos, patrones y muestras a analizar. Se incluyó una etapa de lavado de 50μL de
agua nanopure. A continuación, la válvula fue girada manualmente a la posición de
INJECT y los analitos fueron extraídos del capilar con la fase móvil en modo dinámico
y transferidos a la columna analítica para su separación y detección. Todos los
experimentos fueron llevados a cabo por duplicado a temperatura ambiente.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
23
La Figura 7 muestra el esquema del acoplamiento de la microextracción en fase sólida
en tubo con la cromatografía capilar.
Figura 7. SPME en tubo acoplada a CL capilar utilizado en el screening de DEHP, DEP, DBP, MEHP; (a) modo carga y (b) modo inyección.
3.4. MUESTRAS REALES DE AGUA
Las muestras de aguas han sido recogidas en diferentes playas y zonas de transición
de la Comunidad Valenciana (España) en frascos de vidrio topacio y conservados a
4ºC. Tras la llegada al laboratorio, las muestras se almacenaron en la oscuridad a 4ºC
hasta su análisis. Fueron analizadas directamente, sin filtración previa. Cada una de
las muestras se analizó por duplicado a temperatura ambiente.
B
A
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
24
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. OPTIMIZACIÓN DE CONDICIONES CROMATOGRÁFICAS
Se han analizado los patrones por microextracción en fase sólida acoplada a
cromatografía liquida capilar para determinar el orden de elución y el tiempo de
retención de cada uno de ellos
Para la optimización de la fase móvil se han procesado disoluciones patrón de DEHP,
DEP, DBP, MEHP, se trabajó con un flujo de velocidad (5 µl/min) de forma que se
reduzcan los tiempos de análisis sin que se produzcan solapamientos de picos ni
sobrepresiones, que podrían hacer saltar alguna conexión o romper el capilar. Un
flujo excesivamente lento provocará un aumento en el tiempo de análisis y el
ensanchamiento de los picos, se ensayaron algunos gradientes que se indican en la
tabla 9, con la finalidad de obtener la fase móvil óptima.
La fase móvil optima resulta ser la numero 4 ya que permite una buena separación de
los diferentes analitos estudiados.
Fases móviles
%Acetonitrilo %Agua Tiempo (min)
1 95 5
(Sin gradiente)
2
80 90
100 100 80
20 20 20 20 20
0 10 15 35 39
3
70 70 95 95 70
30 30 5 5
30
0 5
10 15 17
4
70 70 95 95 70
30 30 5 5
30
0 8
11 18 20
Tabla 9. Determinación del tiempo de retención y gradiente de elución
A continuación se muestran los cromatográmas de cada uno de los analitos
analizados:
En la figura 8 se muestra el espectro del DEP y los cromatográmas obtenidos para
diferentes concentraciones procesadas así como, respectivo blanco (color azul), en el
color rojo tenemos una concentración de 10ug/L y en el color verde 25ug/L (ppb)
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
25
Figura 8. Espectro del DEP
En la figura 9 se muestra el espectro del DEHP y los cromatográmas correspondientes
a diferentes concentraciones procesadas, así como, el respectivo blanco (color azul),
en el color rojo tenemos una concentración de 0,5ug/L, en el color verde 0,25ug/L en
el color rosa una concentración de 1ug/L y 5 ug/L en color amarillo
Figura 9. Espectro del DEHP
DEH
P
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
26
En la figura 10 observamos al DBP y los cromatográmas a diferentes concentraciones
procesadas, así como, el respectivo blanco en color azul, en color rojo tenemos una
concentración de 5 ug/L y en color verde una concentración de 10 ug/L.
Figura 10. Espectro del DBP
En la figura 11 observamos al MEHP y los cromatográmas a diferentes
concentraciones procesadas, así como, el respectivo blanco en color azul, en color
verde tenemos una concentración de 10 ug/L y en color rojo una concentración de 25
ug/L.
DBP
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
27
Figura 11. Espectro del MEHP
En la figura 12, se muestran los cromatográmas correspondientes a: un blanco (color
azul) y a una mezcla de DEHP (2 μg/L), DEP (2 μg/L), DBP(2 μg/L), MEHP (2 μg/L),
(color rojo).
Los resultados obtenidos y el tiempo de análisis fueron satisfactorios. Los primeros
7,5 minutos corresponden a la etapa de preconcentración y limpieza mediante
microextracción en fase sólida en tubo (IT – SPME) y a partir de ese tiempo se
desarrolló el cromatograma.
MEHP
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
28
Figura 12. Cromatograma de comparación de un blanco con una mezcla de patrones.
4.2. PARÁMETROS ANALITICOS
En la siguiente tabla (Tabla 10) se detallan los principales parámetros analíticos
obtenidos en el análisis de screening de DEHP, DEP, DBP, MEHP. Entre los parámetros
analíticos se encuentran el límite de detección, datos de la linealidad como intervalo
de concentración, ordenada y pendiente de la recta de los calibrados con sus
respectivas desviaciones, el coeficiente de correlación lineal y el error típico de la
estimación. También se muestran valores acerca de la reproducibilidad, tanto de
intradía como de interdía, y valores de recuperación. Las longitudes de onda óptimas
de cada uno de los compuestos están indicadas junto con los otros parámetros.
Observando la Tabla 6 se puede comprobar que con el método utilizado, además de
presentar linealidad, se obtienen unos límites de detección (LD) muy bajos, valores
entre 0,10 – 50 ug/L. La sensibilidad depende principalmente del volumen de muestra
inyectada, espesor y dimensiones del capilar, con la microextracción en fase sólida en
tubo se disminuyen todas estas características, y por tanto la sensibilidad aumenta
permitiendo detectar concentraciones que con otras técnicas no es posible. Se
demuestra que la columna Onyx monolítica es muy eficaz para el análisis de
contaminantes orgánicos prioritarios. Igualmente, examinando los valores, se verifica
que el método analítico es reproducible, ya que los coeficientes de variación son
bastante bajos con respecto a las concentraciones de analitos utilizadas. Por lo que se
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
29
refiere al efecto matriz, se constata que no existe debido a que los valores de
recuperación están muy próximos al 100 %.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
30
Tabla 10. Resultados de los análisis de las muestras reales de aguas.
Compuesto LD (ng/L)
Lineabilidad, y= a=b x Reproducibilidad a (n=3)
Recuperación
(%) (n=3) Longitud de
onda (nm)
Intervalos de
trabajo (µg/L) a+Sb b+Sb Sy/x R
2 Intradía
CV (%)
Interdía
CV (%)
DEHP 100 230 0,30 – 50 12 + 12 10,9+0,7 15 0,9713 20 4 96 + 9
DEP 100 230 0,30 - 25 10+40 11,42+1 5 0,972 12 6 100+5
DBP 100 230 0,30 – 50 -135+228 286+10 4 0,997 2 4 103 + 7
MEHP 250 230 0,75 – 50 90+50 27+3 5 0,974 12 9 95 + 4
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
31
4.3. APLICACIÓN A MUESTRAS REALES
Para identificar los picos obtenidos en el análisis de las muestras, además del tiempo
de retención, se deben comparar los espectros de los picos obtenidos en la muestra
con los de la biblioteca (espectros guardados anteriormente con patrones conocidos).
A continuación se muestran los cromatográmas de cada uno de los analitos
analizados:
Se ha realizado el análisis de muestras reales de dos tipos (de playa y de zona de
transición) recogidas en diferentes zonas de la costa del mediterráneo para el estudio
de la presencia de ftalatos.
En la Figura 13 y 14 se muestran los cromatogramas de distintas muestras de agua
(color rojo, verde y morado) junto con un blanco (color azul).
Figura 13. Cromatogramas de diferentes muestras de agua.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
32
Figura 14. Cromatogramas de diferentes muestras de agua.
Los perfiles cromatograficos observados para las muestras reales son comparables
con los de las disoluciones estándar. No se encontraron diferencias entre las muestras
reales y las disoluciones estándar de los compuestos de interés. Se observó una
buena reproducibilidad entre las tres réplicas de las muestras y una buena estabilidad
del sistema cromatografico durante el estudio, en el que se procesaron más de un
centenar de muestras
Las muestras reales de agua, después de ser analizadas, fueron fortificadas para
realizar el cálculo de las recuperaciones y comprobar si existe efecto matriz en este
análisis. En la figura 13 se muestran la comparación de un cromatograma de una
muestra de agua con el cromatograma de esta misma muestra fortificada con DEHP,
DEP, DBP, MEHP todos ellos con concentración de 2ppb. (ug/l)
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
33
Figura 13. Comparación de cromatogramas entre muestra (azul) y muestra fortificada con
DEHP, DEP, DBP Y MEHP (rojo)
Al comparar los dos cromatogramas, se comprueba la aparición de los analitos DEHP,
DEP, DBP y MEHP con respecto a la muestra sin fortificar. Al realizar los cálculos
correspondientes, se comprueba que se han obtenido unas buenas recuperaciones.
Los valores de las recuperaciones obtenidas aparecen en la tabla correspondiente a
los resultados (Tabla 6).
Las muestras analizadas presentan una muestra de MEHP por debajo del límite de
detección. En todas ellas se detectan el DEHP.
DB
P
DEP
MEH
P
DEH
P
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
34
5. CONCLUSIONES
El presente trabajo describe un método en línea para realizar el screening de muestras
que contienen MEHP en presencia de DEHP, DEP, DBP, en agua usando SPME en tubo
acoplada a cromatografía liquida capilar. Se ha demostrado que la columna Onyx
monolítica es eficaz y resuelve de manera satisfactoria mezclas de compuestos con
polaridades muy diferentes. Actualmente, hay una tendencia bien reconocida hacia la
inclusión de tantos contaminantes como sean posibles en los programas de control de la
calidad del agua [12-17]
El montaje de SPME en tubo usado, permite el enriquecimiento en línea de los analitos
con las ventajas de requerir una mínima manipulación de la muestra, bajo coste, un
reducido tiempo de análisis y una excelente selectividad y sensibilidad, lo que hace
posible la caracterización de muestras de agua sin tratamiento en menos de 30 minutos y
con LD de 0,3 – 50ug/L. Por otra parte, con las condiciones propuestas no se observaron
efectos de la matriz ni interferencias debidas a otros contaminantes potencialmente
presentes en agua, como nonilfenol, pesticidas organoclorados o PBDEs.
El procedimiento planteado es muy simple y permite la identificación y la cuantificación
de los analitos en concentraciones del orden de las ppb. Por tanto, es adecuado para
controlar la calidad del agua por lo que se refiere a la presencia de ftalatos de acuerdo
con los niveles máximos de concentración establecido y regulados por la UE.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
35
6. REFERENCIAS
(1) J. Berset, R. Etter-Holzer, J. of AOAC International 84 (2) (2001) 383
(2) K. Luks-Betlej, P. Popp, B. Janoszka, H. Paschke, J. Chromatogr. A 938 (2001) 93.
(3) I.T. Cousin, D. Mackay, Chemosphere 41(2000) 1389.
(4) I.T. Cousin, D. Mackay, T.F. Parkerton. Physical-chemical properties and evaluative
fate modelling of phthalate esters. In: CA Staples, ed. The handbook of environmental
chemistry. Vol 3, Part Q. Phthalate Esters, pp 57-84, Berlin: Springer-Verlag, 2003.
(5) Z.P. Lin, M.G. Ikonomou, H. Jing, C. Mackintosh, F.A.P.C. Gobas, Environ Sci Technol 37
(2003) 2100.
(6) The Council of the European Communities. Council Regulation (EEC) 793/93 of 23
March 1993 on the Evaluation and Control of the Risks of Existing Substances. Official
Journal L 084, 05-04-1993, pp 0001-0075.
(7) Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). Toxicological Profile for di-
(2-ethylhexyl) phthalate. US Department of Health and Human Services, Public Health
Service. Atlanta, 2002.
(8) Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). Toxicological Profile for di-
noctyl phthalate. US Department of Health and Human Services, Public Health Service.
Atlanta, 1997.
(9) M. Castillo, D. Barceló. Trends Anal. Chem., 16 (1997) 574.
(10) K. Holadová, J. Hajslová. Int. J. Environ. Anal. Chem. 59 (1995) 43.
(11) M. Castillo, A. Oubiña, D. Barceló. Environ. Sci. Technol. 32 (1998) 2180.
(12) H.R. Rogers. Sci. Total Environ. 185 (1996) 3.
(13) C.A. Staples, D.R. Peterson, T.F. Parkerton, W.J. Adams, Chemosphere 35 (1997) 667
(14) O.S. Fatoki, A. Noma, Water, Air and Soil Pollut 140 (2002) 85.
(15) Y. Saito, M. Nojiri, M. Imaizumi, Y. Nakao, J. Chromatogr. A 975 (2002) 105.
(16) A. Peñalver, E. Pocurull, F. Borrull, R.M. Marcé, J. Chromatogr. A 922 (2001) 377.
(17) G. Prokupková, K. Holadová, J. Poustka, J. Hajslová, Ana.l Chim. Acta 457 (2002) 211.
(18) S. Jonsson, J. Ejlersson, A. Ledin, I. Mersiowsky, B.H. Svensson, Water Res, 37 (2003)
609.
(19) R.A. Gimeno, R.M. Marcé, F. Borrull, Chromatographia 58 (2003) 37.
(20) Y. Saito, M. Nojiri, M. Imaizumi, Y. Nakao, J. Chromatogr. A 975 (2002) 105.
(21) J. Vikelsoe, M. Thomsen, L. Carlsen, Sci. Total Environ. 296 (2002) 105.
(22) A.M. Feuille. Association Francaise de Normalization, Sewage Sludge Management,
Revision of Directive 86/278/CE, 1-14, 1999.
ANÁLISIS DE SCREENING DE FTALATOS Y SUS PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN EN AGUAS
36
(23) I. Cousins, D. Mackay. Review of EUSES modelling for di-2 ethylhexyl phthalate
(DEHP). Final Report. CEMC Report No. 200101. European Chemical Industry Council
(CEFIC). 2001.
(24) K. Hashizume, J. Nanya, C. Toda, T. Yasui, H. Nagano, N. Kojima, Biol. Pharm. Bull. 25
(2002) 209.
(25) E. Cortazar, O. Zuloaga, J. Sanz, J.C. Raposo, N. Etxebarria, L.A. Fernández, J.
Chromatogr. A 978 (2002) 165
(26) L. Brossa, R.M. Marcé, F. Borrull, E. Pocurull, J. Chromatogr. A 963 (2002) 287.
(27) T. Hyötyläinen, K. Grob, M. Biedermann, M.L. Riekkola, J. High Resol. Chromatogr. 20
(1997) 410.
(28) P. Campíns-Falcó, J.Verdú-Andrés, A.Sevillano-Cabeza, R. Herráez-Hernández, C.
Molins-Legua, Y. Moliner-Martinez, J. Chromatogr. A 1217 (2010) 2695-2702.
(29) C. Cháfer – Pericás, P. Campíns-Falcó y M.C. Prieto-Blanco, Automatic in-tube SPME
and fast liquid chromatography. A 610, 268-272 (2008) Holanda.
(30) Y. Moliner-Martinez, C. Molins-Legua, J. Verdú-Andres, R. Herráez-Hernandez, P.
Campíns-Falcó. Advantages of monolithic over particulate columns for multiresidue
analysis of organic pollutants by in-tube solid-phase microextraction coupled to
capillary liquid chromatography. A 1218, 6256-6262 (2011) Holanda.
(31) [4] H. Kataoka, Anal. Bional. Chem. 373 (2002) 31-45.
(32) [5] G. Ouyang, J. Pawliszyn, Anal. Bioanal. Chem 386 (2006) 1059-1073.
(33) J.O. Boison, L.J.Y. Keng, J. AOAC Int. 1998, 81, 1267
(34) M. Valcárcel, S. Cárdenas, M. Gallego, TrAC 1999, 18, 685.
(35) Directiva 2008/105/EC acerca de las normas de calidad ambiental en el ámbito de la
política del agua, que modifica y deroga las directivas del Consejo: 82/176/EEC,
83/513/EEC, 84/156/EEC, 86/280/EEC y modifica la directiva 2000/60/EC del
Parlamento Europeo y del Consejo, L-348/84, Bruselas, 2008)
(36) http://www.aesa.msc.es/aesa/web/AesaPageServer?idpage=7&idcontent=1029m
Agencia Española de Seguridad Alimentaria
(37) http://www.prtr-es.es
Ministerio de ambiente y medio rural y marino
Registro Estatal de Emisiones y Fuentes Contaminantes
(38) http://www.boe.es/doue/2000/327/L00001-00073.pdf
(39) http://www.cma.gva.es