Desarrollo de un método de extracción de plaguicidas hidrofóbicos desde suelos agrícolas con la asistencia de microondas

Abstract

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.