Desarrollo de metodologías analíticas para la determinación de compuestos orgánicos halogenados contaminantes mediante dilución isotópica y espectrometría de masas

Abstract

El principal objetivo de la Tesis que se presenta es el desarrollo de metodologías analíticas para la determinación de compuestos orgánicos como bifenilos policlorados (PCBs) y α-, β- y γ-hexabromociclododecano (HBCD) con el uso de la dilución isotópica y la espectrometría de masas (IDMS). El control analítico de este tipo de contaminantes es necesario, ya que se encuentran incluidos en el Convenio de Estocolmo. El desarrollo de metodologías analítica sencillas, rápidas y fiables para la determinación de contaminantes orgánicos halogenados es necesario en muestras sólidas de naturaleza medioambiental y biológica. La dilución isotópica se basa en la modificación de la composición isotópica del elemento o compuesto a determinar en la muestra, por la adición del elemento o compuesto enriquecido isotópicamente. De esta manera, los compuestos enriquecidos isotópicamente son necesarios para desarrollar las metodologías IDMS. IDMS proporciona resultados de una mayor calidad metrológica, en comparación con estrategias clásicas de calibración como pueden ser la calibración externa o las adiciones estándar. Por este motivo, el primer paso en la determinación de los PCBs es la síntesis y caracterización de los doce PCBs enriquecidos en 37Cl. El paso de la extracción con el uso de la técnica de microondas focalizadas permite disminuir el tiempo necesario en el proceso global de la determinación, en combinación con el uso de IDMS. Además, utilizando los PCBs enriquecidos en 37Cl es posible emplear diferentes fuentes de ionización y analizadores de masas para la determinación de los PCBs mediante IDMS. Por lo tanto, otro de los objetivos de la presente Tesis es el uso de los compuestos enriquecidos isotópicamente para comparar diferentes instrumentos de espectrometría de masas. No solo los PCBs han sido determinados en este trabajo, también otro tipo de contaminantes orgánicos fueron estudiados, como son α-, β- y γ-hexabromociclododecano (HBCD). Estos contaminantes han sido incluidos también en el Convenio de Estocolmo, y se encuentran regulados desde 2013 por una legislación Europea para muestras de aguas superficiales continentales. La estrategia de cuantificación basada en metodologías IDMS, también utiliza análogos enriquecidos isotópicamente. En este caso, los diastereoisómeros del HBCD enriquecidos en 81Br fueron utilizados para su determinación en muestras de agua por IDMS. El desarrollo de metodologías IDMS permite determinaciones exactas y precisas de los diastereoisómeros del HBCD a niveles por debajo de los requeridos por la Directiva Europea en muestras de agua reales. Los compuestos halogenados (PCBs) y también los bifenil éteres bromados (PBDEs) han sido utilizados para desarrollar un método capaz de evaluar la exactitud espectral de los espectrómetros de masas, en instrumentos de cuadrupolo sencillo e instrumentos de triple cuadrupolo.