Trabajo de grado - Maestría
Desarrollo de un método de micro extracción en fase líquida con fibra hueca en modo barra de solvente “hf-sbme” , para el análisis de contaminantes emergentes (benzodiacepinas y compuestos fenólicos) en muestras de aguas residuales.
Registro en:
Universidad de Caldas
Repositorio institucional Universidad de Caldas
Autor
Largo Taborda, Wilson Alejandro
Institución
Resumen
Ilustraciones, gráficas, fotografías spa:Los contaminantes emergentes han ido ganando gran interés, no solo para las entidades gubernamentales que protegen y velan por el cuidado del ambiente sino también para las instituciones que se dedican a procesos de tratamientos de aguas o estudios de las mismas. Por esta razón, la detección de moléculas tanto orgánicas como inorgánicas en matrices acuosas y que adicionalmente presentan bajas concentraciones de los analitos de interés, crea la necesidad del desarrollo de técnicas analíticas que sean selectivas, sensibles y específicas, además deben estar enmarcadas dentro de una conciencia ambiental o la llamada química verde. Teniendo en cuenta lo anterior, se ha desarrollado un método de microextracción usando una fibra hueca de polipropileno hidrofóbica y porosa, funcionalizada como agitador (HF-SBME), la cual utiliza volúmenes pequeños de solvente orgánico el cual es introducido dentro de la fibra. Con este mecanismo, el proceso de preparación de muestra se realiza en un solo paso, se alcanzan altos niveles de eficiencia analítica, consiguiendo facilitar la transferencia de analito. Asimismo, la fibra permite a su vez la limpieza de la muestra ya que solo permite el paso de la o las moléculas de interés y se presenta un alto nivel de preconcentración, permitiendo alcanzar la sensibilidad y la selectividad necesarias para la medición. Finalmente, se concluyó que nuestro sistema HF-SBME presenta buenos resultados para la extracción de las moléculas de interés, al obtener porcentajes de recuperación entre el 87% y el 92%. Para los análisis de las benzodiacepinas se obtuvieron LOD como se muestran a continuación: Diazepam: 0,125 μg.g-1, Temazepam: 0,112 μg.g-1, Flunitrazepam: 0,218 μg.g-1 y Nitrazepam: 0,124 μg.g-1. Para el caso de los fenoles se identificó concentraciones de Carbón Orgánico Total en un rango de 28.3 – 63.1 μg mL-1, muy por encima de la norma colombiana de vertimientos (5 μg mL-1). El porcentaje de recuperación de dichos compuestos oscila entre el 85% y el 96%. eng:Emerging pollutants have been gaining great interest, not only for
government entities that protect and ensure the care of the environment but
also for the institutions that are dedicated to treatment processes of
waters or studies thereof. For this reason, the detection of molecules both
organic and inorganic in aqueous matrices and that additionally present
low concentrations of the analytes of interest, creates the need for the development
of analytical techniques that are selective, sensitive and specific, they must also
be framed within an environmental awareness or the so-called green chemistry.
Taking into account the above, a microextraction method has been developed
using a hydrophobic and porous polypropylene hollow fiber, functionalized as
agitator (HF-SBME), which uses small volumes of organic solvent the
which is introduced into the fiber. With this mechanism, the process of
sample preparation is done in a single step, high levels of
analytical efficiency, facilitating the analyte transfer. Likewise, the
fiber allows in turn the cleaning of the sample since it only allows the passage of the o
the molecules of interest and a high level of preconcentration is present,
allowing to reach the necessary sensitivity and selectivity for the measurement.
Finally, it was concluded that our HF-SBME system presents good
results for the extraction of the molecules of interest, when obtaining percentages
recovery between 87% and 92%. For analysis of benzodiazepines
LODs were obtained as shown below: Diazepam: 0.125 µg.g-1
,
Temazepam: 0.112 µg.g-1
, Flunitrazepam: 0.218 µg.g-1
and Nitrazepam: 0.124 µg.g-1
.
In the case of phenols, concentrations of Organic Carbon were identified.
Total in a range of 28.3 – 63.1 μg mL-1
, well above the Colombian norm
discharge (5 μg mL-1
). The recovery percentage of said compounds
ranges between 85% and 96% 1. INTRODUCCIÓN / 2. OBJETIVOS/ 2.1. OBJETIVO GENERAL / 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS/ 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA/ 3.1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA/ 4. JUSTIFICACIÓN/ 5. CAPÍTULO I: GENERALIDADES/ 5.1. AGUAS RESIDUALES/ 5.1.1. AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS O AGUAS NEGRAS: / 5.1.2. AGUAS BLANCAS: / 5.1.3. AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES/ 5.1.4. AGUAS RESIDUALES AGRÍCOLAS/ 5.1.5. INCONVENIENTES OCASIONADOS POR EL VERTIDO DE AGUAS RESIDUALES/ 5.1.6. MALOS OLORES Y SABORES:/ 5.1.7. TOXICIDAD: / 5.1.8. COMPUESTOS ORGÁNICOS: / 5.1.9. COMPUESTOS INORGÁNICOS Y MINERALES: / 5.2. TIPOS DE CONTAMINANTES / 5.2.1 CLASIFICACIÓN DE LOS CONTAMINANTES: / 5.3. MOLÉCULAS DE INTERÉS (ANÁLISIS) / 5.3.1. BENZODIACEPINAS/ 5.3.2. COMPUESTOS FENÓLICOS/ 5.4. PREPARACIÓN DE MUESTRAS / 5.5. OBJETIVOS Y TENDENCIAS DE LA MICROEXTRACCIÓN/& / 5.6. MICROEXTRACCIÓN/ 5.7. TERMODINÁMICA DE LA EXTRACCIÓN Y MICROEXTRACCIÓN CON FIBRA HUECA/ 5.8. PARÁMETROS ANALÍTICOS EN MICROEXTRACCIÓN EN FASE LÍQUIDA CON FIBRA HUECA/ 5.8.1. TIPO DE SOLVENTE /44 5.8.2. AJUSTE DEL pH / 5.8.3. ADICIÓN DE SAL/ 5.8.4. VELOCIDAD DE AGITACIÓN / 5.8.5. TIEMPO DE EXTRACCIÓN/ 5.8.6. TEMPERATURA/ 5.9. PARÁMETROS ANALÍTICOS/ 5.10. CROMATOGRAFÍA / 5.11.CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA DE ULTRA ALTA EFICIENCIA (UHPLC)/ 5.12. CARBONO ORGÁNICO TOTAL (COT)/ 5.13. PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES/ 56. MATERIALES Y MÉTODOS/ 6.1. REACTIVOS Y SOLUCIONES ESTÁNDAR / 6.2. CONDICIONES CROMATOGRÁFICAS EN UHPLC-UV / 6.3. ESPECIFICACIONES DE LA FIBRA HUECA/ 6.4. CONDICIONES DE MICROEXTRACCIÓN DE LA HF-SBME / 6.5. PROCEDIMIENTO DE LA HF-SBME/ 7. CAPÍTULO II: CUANTIFICACIÓN BENZODIACEPINAS/ 3 7.1. FIBRA HUECA COMO BARRA DE SOLVENTE/ 7.1.1. EFECTO DE LA VELOCIDAD DE AGITACIÓN DE LA MUESTRA... 62 7.1.2. EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA EXTRACCIÓN / 7.1.3. EFECTO DEL TIEMPO DE EXTRACCIÓN PARA LA HF-SBME/ 7.1.4. EFECTO DE LA ADICIÓN DE SAL / 7.2. RECTA DE CALIBRACIÓN/ 7.3. ANÁLISIS DE LA CURVA DE CALIBRADO PARA DIAZEPAM .............. 69 7.3.1. CIFRAS DE MÉRITO DEL MÉTODO/ 7.4. ANÁLISIS DE MUESTRAS REALES / 7.5. RESULTADOS BENZODIACEPINAS/ 7.6. MICROEXTRACCIÓN DE MUESTRAS REALES PTAR HOSPITAL....... 80 8. CAPÍTULO III: CUANTIFICACIÓN DE COT RELACIONADO CON PRESENCIA DE FENOLES/ 8.1. CONDICIONES CARBONO ORGÁNICO TOTAL – COT / 8.2. FIBRA HUECA COMO BARRA DE SOLVENTE/ 8.3. REACTIVOS Y SOLUCIONES ESTÁNDAR / 8.4. MUESTRAS / 8.4.1. MUESTRAS DE FUENTE SUPERFICIAL AFECTADA POR DECARGAS INDUSTRIALES/ 8.4.2. MUESTRAS DE PTAR HOSPITAL RED PÚBLICA/ 8.5. CROMATOGRAFÍA/ 8.5.1. CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA DE ALTA EFICIENCIA CON DETECTOR DE ARREGLO DE DIODOS (HPLC-DAD)./ 8.5.2. CONDICIONES CROMATOGRÁFICAS EN UHPLC-UV/ 9. COMPARACIÓN ENTRE TÉCNICAS/ 10. CONCLUSIONES / 10.1. RECOMENDACIONES/ 11. BIBLIOGRAFÍA/12. ASISTENCIA A EVENTOS / 12. PUBLICACIONES/ 13. ANEXOS/ 13.1. ANEXO 1. ANÁLISIS DE LA CURVA DE CALIBRADO PARA FLUNITRAZEPAM / 13.2. ANEXO 2. ANÁLISIS DE LA CURVA DE CALIBRADO PARA NITRAZEPAM../13.3. ANEXO 3. ANÁLISIS DE LA CURVA DE CALIBRADO PARA TEMAZEPAM. Maestría Magister en Química