METODOS INSTRUMENTALES DE ANALISIS
Anlisis Ambiental
Origen (Caracterizacin de fuentes) Transporte y distribucin Procesos de degradacin bitica o/y abitica (nuevos contaminantes txicos?)
Destino final (bioacumulacin, etc) Efectos Lmites legales
Identificacin y Anlisis de compuestos
qumicos en el medio ambiente
Lmites exigidos por la normativa No Ttulo Compuestos orgnicos Lmites (ug/L)
75/440/EEC Aguas superficiales Cyfluthrin 0.001
Hidrocarburos 50-1000
Permerthrin 0.01
Plaguicidas 1-5.0
Fenoles 1-100
Hidrocarburos aromticos policclicos (PAHs) 0.2-1.0
80/778/EEC Agua para consumo humano Plaguicidas individuales 0.1
Plaguicidas totales 0.5
Benzo-3,4-pireno 0.01
Tetracloruro de carbono 3.0
Tricloroetano 30.0
Tetracloroetano 10.0
Trihalometanos 100.0
Fenoles 0.5
PAHs 0.2
76/659/EEC Aguas con peces Cyfluthrin 0.001
Flucofuron 1.0
PCSDs i PAD 0.05
Permethrin 0.01
Sulcofuron 25.0
76/464/EEC Substancias peligrosas Lista 1 Tetracloruro de carbono 12.0
Cloroformo 12.0
DDT 0.01
Endrin 0.005
Aldrin 0.01
Dieldrin 0.01
Isodrin 0.005
Hexaclorobenceno 0.03
Hexaclorobutadieno 0.01
Lindano 0.11
Pentaclorofenol 2.0
1,2-dicloroetano 10.0
Percloroetileno 10.0
Triclorobenceno 0.1
Tricloroetileno 10.0
ppb
Anlisis especficos vs multiresiduos
Determinacin de un solo compuesto
o grupo de
compuestos en una
matriz ambiental
especfica
Determinacin del mximo nmero de
contaminantes con
propiedades fsico-
qumicas diferentes
Metabolitos
Contaminacin global
Efectos sinrgicos o antagnicos
EPA Priority Pollutants
Protocols
Eleccin de mtodos analticos
Parmetros qumicos pH
Alcalinidad*
Carbono orgnico total
Oxgeno disuelto
Demanda Bioqumica de Oxgeno, DBO5
Demanda Qumica de Oxgeno, DQO*
Nitratos
Nitritos
Amonaco/amonio
Nitrgeno kjeldahl
Compuestos de fsforo
Aceites y grasas
Determinacin de compuestos
orgnicos traza Hidrocarburos alifticos
Hidrocarburos aromticos
Aldehdos
Alcoholes y fenoles
Anilinas y bencidinas
VOCs (Disolventes clorados)
SOCs (PCBs, dioxinas)
Plaguicidas apolares y polares
Ftalatos i adipatos
Tensioactivos
...y muchos ms
Anlisis Ambiental
Cuantificacin
Anlisis Instrumental
GC
HPLC
GC-MS; HPLC-MS
Purificacin
(Clean-up)
Extraccin
Tratamiento previo
Toma de muestra
Compartimentos medioambientales
Anlisis Ambiental
Cuantificacin
Anlisis Instrumental
GC
HPLC
GC-MS; HPLC-MS
Purificacin
(Clean-up)
Extraccin
Tratamiento previo
Toma de muestra
Anlisis Ambiental
Eliminacin agua
Eliminacin material grueso
Tamizado (> 250 m, 63 m)
Homogeneizar
Sedimentos, sue los
Particulado
Eliminacin agua
Agua
Particulado
Eliminacin agua
Aire
Eliminacin agua
Digestin cida o alcalina
Homogeneizar
Organismos
Tratamiento previo
Toma de muestra
Eliminacin de agua Liofilizacin Secado en horno (35-40 oC) Tratamiento con desecantes Pre-extraccin con disolventes orgnicos miscibles en agua
Anlisis Ambiental
Lquido-Lquido
Extraccin en fase slida (SPE)
Matrices acuosas
Ultrasonidos
Soxhlet
Extraccin asistida con Microondas (MAE)
Extraccin con disolventes acelerada (ASE)
Extraccin con fluidos supercrticos (SFE)
Matrices slidas
Extraccin
Tratamiento previo
Toma de muestra
Matrices acuosas. Extraccin lquido-lquido
Se extrae el total de componentes (particulado+disuelto)
Consumo de grandes cantidades de disolvente Problema medioambiental
Problema de blancos
Paso de eliminacin del disolvente prdidas
Protocolos largos
Extraccin en fase slida (SPE)
Paso a travs de un adsorbente de slice modificada qumicamente
o Cadenas hidrocarbonadas (C8 y C18)
Se extraen solo los componentes disueltos (filtrar previamente)
Muy verstil
Rpida y sencilla (automatizacin)
Relativamente barata
Bajo consumo de disolventes
A considerar : o Volumen de ruptura
o Capacidad
o Limpieza
Extraccin en Soxhlet
Calor
Refrigerante
100-200 ml disolvente
Muestra
(Cartucho de
Celulosa)
1-200 gr
Diagrama de fases
Lquido Slido
Gas
FS
Pc
Tc Temperatura
Presin
C
SFE
Sonicacin
Soxhlet
ASE MAE
ASE, accelerated solvent extraction
MAE, Microwave assisted extraction
SFE, supercritical fluid extraction
Pc, presin crtica
Tc, temperatura crtica
C, punto crtico
Tcnicas de extraccin de compuestos
orgnicos en matrices slidas
Soxhlet Sonicacin SFE MAE ASE
Tiempo + + + + + + + + +
Disolventes + + + + + + + + + +
Costes + + + + + + + + + + + + + +
Automatizacin + + + + + + + + + + + +
Dificultad de
optimizacin
+ + + + + + + + +
Robustez + + + + + + + + + + + + + + + +
Anlisis Ambiental
Cuantificacin
Anlisis Instrumental
GC
HPLC
GC-MS; HPLC-MS
Purificacin
(Clean-up)
Extraccin
Tratamiento previo
Toma de muestra
Anlisis Ambiental
Cromatografia de adsorcin en columna
Ataque cido o bsico
Extraccin en fase slida (SPE)
Purificacin
(Clean-up)
Extraccin
Tratamiento previo
Toma de muestra
Interferencias ms importantes:
Lpidos Azufre
Carotenoides
Pigmentos...
Clean up del extracto
Cromatografa de columna lquido-slido
Adsorbentes ms comunes:
Slice (uso general)
Almina
Florisil (Clean-up de plaguicidas organoclorados)
Poliestireno, poliacrilamida
Geles para GPC (Por ej.: Sephadex LH-20, Bio-Beads SX)
(Clean-up de muestras con alto contenido lipdico)
apolar
Fase estacionaria polar
Fase mvil
Polaridad creciente
Eliminacin de azufre
Reaccin con mercurio
Sulfuro de mercurio
Reaccin con cobre
Sulfuro de cobre
Reaccin con sulfito de sodio en hidrxido de tetrabutilamonio
Concentracin del analito
Evaporacin del disolvente a presin reducida (rotavapor)
Kuderna-Danish
Corriente de nitrgeno
Anlisis Ambiental
Anlisis Intrumental
GC
HPLC
GC-MS; HPLC-MS
Purificacin
(Clean-up)
Extraccin
Tratamiento previo
Toma de muestra
Cromatografa
Lquida (HPLC)
Sistemas de Cromatografa
Cromatografa
de gases (GC)
Volatilidad
Polaridad
(Solubilidad en agua)
Baja Alta
Mezcla de PCBs. GC-ECD
HPLC. Cromatografa lquida de alta resolucin
Generalmente en fase inversa: fase estacionaria de C8-C18;
fase mvil acuosa con acetonitrilo o etanol
til para substancias:
alto peso molecular
baja volatilidad
Lbiles, degradaciones trmicas
polares Si son muy polares: cromatografa de
par inico o en fase normal (aminopropil, fases
mviles con disolventes orgnicos)
HPLC. Detectores
Detector de ultravioleta-visible
Detector de fluorescencia
Detector de fotodiodos (Diode-array)
Espectrometra de Masas
Identificacin inequvoca de sustancias en matrices
complejas (CG,CL...)
Anlisis de sustancias con propiedades fisico-qumicas
distintas (tomos a
biopolmeros)
Anlisis cuantitativos (lmites de deteccin ppb,ppt)
Selectividad
Universalidad
Sensibilidad
Espectrmetro de Masas
Fuente de iones
(Ionizacin)
Analizador
(Separacin)
Detector de iones
(Deteccin)
Introduccin
muestra
+ +
+
+
+
+ +
+ + +
100 %
M/Z
Presin ~ 10-6-10-8 Torr
+ +
Separacin
cromatogrfica
Ionizacin
Acoplamiento GC/LC-MS
t (min)
2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 rt 0
100
%
Anlisis
espectral
masa/carga 100 150 200 250 300
0
100
%
218
162
83
154 84 123 98
164
165 177 216
220
222
284 223 256 288
Dioxinas. Cuantificacin por EM(IE)
M+.
(M-COCl)+
2,3,7,8-Tetraclorodibenzo-p-dioxina
O
O C l
C l
C l
C l
Anlisis Ambiental
Cuantificacin
Anlisis Instrumental
GC
HPLC
GC-MS; HPLC-MS
Purificacin
(Clean-up)
Extraccin
Tratamiento previo
Toma de muestra
Cuantificacin
Calibracin con patrones externos e internos (identificacin por tiempo de retencin)
Blancos del procedimiento
Determinacin de sensibilidad
lmite de deteccin
intervalo de linealidad
precisin
exactitud
robusteza
interferencias del mtodo
Confirmacin por GC-MS o HPLC-MS
Validacin del mtodo
HAP. Anlisis por CG-EM (SIM)
Rango lineal :250-10.000 ng/ml (ppb)
LDD (S/N =3) : 2,5 - 10,5 pg
tR (min)
TIC (SIM) + +
Anlisis multiresiduos
CG/FID
Hexano
Alcanos
CG/ECD
CG/FID
Tratamiento Cu
Hexano:DCM (90:10)
PCBs, LABs
CG/EM
GPC
Hexano:DCM (80:20)
HAP, esteres cridos
CG/NPD
CG/FID
Hexano:DCM (50:50)
Alquilnitrilos, aldehidos
CG/FID
DCM
Cetona esteroidales
CG/FID
CG/NPD
Derivatizacin
trimetilsilil
DCM:MeOH (80:20)
Fosfatos alquilo
Esteroles, alcoholes
CG/NPD
Eter dietlico
Trialquilaminas
Cromatografa adsorcin
Silica:Almina
(5% agua)
Extraccin
Soxhlet
DCM:MeOH
(2:1)
Anlisis elemental
% C orgnico
Tratamiento HCl
Tamizado (250 m)
Liofilizacin
Sedimento marino
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