Tesis
Desarrollo de un método de extracción de plaguicidas hidrofóbicos desde suelos agrícolas con la asistencia de microondas
Fecha
2005Autor
Reyes Mellado, Dana Valeska
Institución
Resumen
La extracción de contaminantes orgánicos desde matrices ambientales sólidas se ha
realizado tradicionalmente mediante la extracción Soxhlet. En la actualidad se han
desarrollado variadas metodologías de extracción instrumentales entre ellas la extracción
asistida por microondas. En este trabajo se desarrolló m método de extracción de
plaguicidas halogenados y fosforados desde suelos de uso agrícola, mediante un medio
acuoso y el posterior reparto en un disolvente orgánico, con la asistencia de microondas.
El método se basa en la desorción acelerada de compuestos de baja polaridad con un
extractante compuesto por agua y acetonitrilo y el posterior reparto en n-hexano, Dado
su amplio uso en nuestro país, se consideraron en este estudio los insecticidas
clorpirifos. malation y paration, los herbicidas trifluralin y metolaclor y el fungicida
triadimefon.
Con fines de interpretación de los resultados del método de extracción, se evaluó el
comportamiento de adsorción de los diferentes compuestos sobre la matriz considerada a
través de sus isotermas en un suelo "modelo" con un contenido medio de materia
orgánica (3,4 %). Se estudió el efecto de los factores experimentales relacionados con la
muestra sobre la eficiencia de extracción del método propuesto y se llevó a cabo su
optimización mediante diseño experimental. Los factores experimentales estudiados
fueron. temperatura y tiempo de extracción, adición de acetonitrilo en el medio acuoso
que humecta el suelo. Por otro lado se evaluó el efecto que presentan el tipo de suelo, la
masa de suelo y el tiempo de residencia de los compuestos.
Las muestras fueron contaminadas con los compuestos en estudio sometiéndolas a
equilibrio en medio acuoso con el fin de simular la contaminación de un suelo en
condiciones de campo. El procedimiento analítico competo propuesto consiste en
tomar 1 g de suelo, humectarlo con 1 mL de extractante 1:1 de agua-acetonitrilo y
utilizar 5 mL de n-hexano para el reparto de los compuestos. El programa de microondas
aplicado fue de 2 min. en 250 W y l0 min. a 900 W, con l30°C como temperatura
máxima. Posteriormente la fase orgánica se evaporó a sequedad y la muestra fue
reconstituida en 1 mL de n-hexano. Una alícuota de 1 uL de este extracto se analizó
directamente por CG-ECD/FPD, obteniendo cromatogramas limpios, evitando así,
procedimientos previos de limpieza.
A excepción de malation y trifluralin las recuperaciones de los compuestos en los suelos
en estudio fueron superiores al 80 % con una desviación estándar relativa menor al 9%
Los limites de detección estuvieron comprendidos entre 0,005 y 0,024 ug g-1. El método
de extracción desarrollado con la asistencia de microondas y el análisis por
cromatografía de gases es adecuado para la desorción de las plaguicidas estudiados
desde diferentes suelos agrícolas contaminados a nivel de residuos. El método propuesto
es eficaz, rápido y limpio para determinar plaguicidas de baja polaridad a nivel de ng g-1
en suelos. Traditionally the exhaction of organic contaminant from e¡rvi¡orm¡ental solid samples
has been performed by Soxhlet exlraction, attained official stalus in many countriesHowever, the newer extraction techniques developed for enyironmsntal analy*is are
largely instrumental. In this worb a microwave-assisted extraction through aqueous
media and partitioning in n-hexane was developed for the determination of
organochlorine and organophosphorus p€sticid€s in agricultural soils. The proposed
metlod is based in the accelerated desorption of low polarity cornpounds with wateracetonitrile and simultaneous partitioning in n-hexane. Due to its wide use in our
country, the insecticides chlorpyriphos, malation and parathion, the herbicides trifluralin
and metolachlor and the fungicide triadímefon were considered in this study.
In order to understand the results in the proposed extraction method, adsorption
behaviour ofpesticides in the studied matrix was evaluated through adsorption isotherms
in a soil with medium organic content (3.4%). The experimental and sample relaled
variables affecting the extraction of the target compound from soils were studíed and
optimized through experimental design. The experimental facfor studied were
temperature and time of extraction and the addition of acetonitrile to aqueous media
used to soak the soil. On the other hand, it was evaluated the effect of type and mass of
soil, and time of residence of compounds on the extraction effrciency. With the aim to
reproduce as closely as possible the solute-soil sorption occurring in the enüronment,
soils samples were contaminated through a batch equilibrium method wíth aqueous
sohúion to secure a pesticide sorption process.
xiv
The comptete analytical procedure propsed consisted of microv",ave-assisted extraction
and partitioning of the pesticides from 1.0 g of soil witi I rflL of l:l s¿ater/aceioniaile
mix and using 5 mL of hexane for trapping. The microwave cven program applied was 2
min at 250 W and 10 mi¡ at 900 W, with 130'C as the maximal temperature. The
hexane layer was evaporated to dryness; the residue was rdisslved and I pI was
directly analyzed by GC-ECD/FPD obtaining clear chromatsgrdns without aay
additional clean-up step.
Except for malation and trifluralirl the recovery of the pesticides in different soil was
higher than 80% and the RSD were below 9%. The limits of detection rarged 0.005 to
0.024 1:4 g '1
. The developed microwave-assisted exlnction method and
chromatographic analysis were sa§sfactory for desorption and quantiñcation of studied
pesticides in different agricultural soils cont¿min¿ted at resid¡¡e level" The proposed
method is efficient and fast to determine hydrophobic pesticide at ihe ng g ¡ level in
diferent kind of soil.