Desarrollo de metodologías analíticas para la determinación de contaminantes orgánicos halogenados en muestras de interés medioambiental mediante Espectrometría de Masas (MS)

Abstract

Los compuestos orgánicos halogenados son un amplio grupo de sustancias que la industria química ha sintetizado durante años para su empleo en todo tipo de aplicaciones. Como consecuencia, estas sustancias se han ido incorporando al medioambiente. La exposición continuada a este tipo de contaminantes puede provocar importantes efectos adversos sobre la salud humana, que dependerán del tipo de sustancia y del grado y duración de la exposición a la misma. La gran preocupación surgida en relación con los efectos adversos que pueden provocar estas sustancias sobre los seres vivos y su entorno ha obligado a las instituciones encargadas de la protección de la salud pública y ambiental a tomar medidas para evaluar los niveles máximos de estas sustancias que no supongan un riesgo inaceptable para los seres vivos y para controlar los niveles máximos permitidos. Todo esto hace necesario el desarrollo de nuevas metodologías analíticas sencillas, rápidas y fiables para la determinación de estas sustancias en distintos tipos de muestras de origen biológico y medioambiental. Estas metodologías han de combinar sistemas de extracción, limpieza y preconcentración seguidos de separaciones cromatográficas con sistemas de detección suficientemente sensibles y selectivos entre los que destaca la Espectrometría de Masas (MS) en sus diversas variantes. En este contexto, la presente Tesis Doctoral se centró en el desarrollo de nuevas metodologías analíticas para el control de ciertos contaminantes orgánicos halogenados empleando distintas técnicas de MS. En primer lugar se desarrolló y validó una metodología para la determinación de trihalometanos (THMs) en aguas de consumo humano. Los THMs son un tipo de compuestos orgánicos volátiles halogenados (HVOCs) que se generan como subproductos de desinfección durante el proceso de cloración del agua y que según muchos estudios toxicológicos resultan tóxicos y potencialmente carcinogénicos, de modo que, al tratarse de sustancias a las que estamos expuestos de forma habitual, resulta esencial su control analítico en las aguas de consumo humano. Para ello fue necesario optimizar las condiciones de trabajo del sistema GC-(ICP)MS y comprobar que la respuesta proporcionada por este sistema sea independiente de la estructura molecular del analito. Finalmente se puso a punto una metodología para la determinación de THMs en aguas de consumo mediante calibrado independiente del compuesto (CIC) con patrón interno GC-(ICP)MS. Por otro lado, se desarrollaron y validaron distintas metodologías para la determinación de difenil éteres polibromados (PBDEs) en muestras de interés medioambiental. Los PBDEs son un tipo de contaminantes orgánicos persistentes (POPs) que se emplean como retardantes de llama en muchos materiales poliméricos que forman parte de gran variedad de productos de uso cotidiano. Estas sustancias se pueden liberarse con facilidad de su matriz dispersándose en su entorno, por lo que los niveles de concentración encontrados en muestras biológicas y medioambientales son cada vez más elevados. Los importantes efectos adversos relacionados con la exposición a PBDEs hacen necesario el control de estas sustancias en todo tipo de muestras de interés medioambiental. Las metodologías desarrolladas para la determinación de PBDEs se basaron en la técnica de análisis por dilución isotópica (IDA), caracterizada por la calidad de sus resultados analíticos en términos de exactitud y precisión. Para aprovechar todas las ventajas que ofrece IDA se trabajó en el modo específico, por lo que fue necesario sintetizar los compuestos marcados isotópicamente en 81Br y purificarlos con el fin de obtener un trazador adecuado para esta aplicación. Dicho trazador fue caracterizado en abundancias isotópicas y en concentraciones y se evaluó su aplicabilidad a la determinación de PBDEs mediante IDA en términos de estabilidad y contaminación con sus análogos naturales. Finalmente se utilizó como trazador para la determinación de PBDEs en una muestra de pescado mediante GC-(EI)MS y en muestras de agua de río mediante GC-(NCI)MS.