UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA
Facul ad de Química
Depa amen o de Química Analí ica, Nu ición y B oma ología
Ins i u o de In es igación y Análisis Alimen a io
DESARROLLO DE NUEVAS METODOLOGÍAS DE
PREPARACIÓN DE MUESTRA PARA LA DETERMINACIÓN
DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS POLICÍCLICOS EN
MATRICES MEDIOAMBIENTALES Y ALIMENTARIAS
MARÍA TERESA PENA SENDÓN
Memo ia pa a op a al g ado de Doc o a en Química
San iago de Compos ela, ma zo de 2010
D. An onio Mo eda Piñei o, P o eso Ti ula y Di ec o del Depa amen o
de Química Analí ica, Nu ición y B oma ología de la Uni e sidad de San iago de
Compos ela,
In o ma:
Que Dña Ma ía Te esa Pena Sendón ha ealizado en es e depa amen o
el abajo ecogido en la memo ia i ulada “DESARROLLO DE NUEVAS
METODOLOGÍAS DE PREPARACIÓN DE MUESTRA PARA LA DETERMINACIÓN
DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS POLICÍCLICOS EN MATRICES
MEDIOAMBIENTALES Y ALIMENTARIAS” bajo la di ección de las P o eso as Dña
Ma ía del Ca men Casais Laíño y Ma ía del Ca men Meju o Ma í en el
Depa amen o de Química Analí ica, Nu ición y B oma ología de la Facul ad de
Química de la Uni e sidad de San iago de Compos ela, que p esen a pa a op a al
g ado de Doc o a en Química.
Y pa a que así cons e, i mo el p esen e in o me en San iago de
Compos ela, ma zo 2010
D. An onio Mo eda Piñei o
Dña Ma ía del Ca men Casais Laíño y Dña Ma ía del Ca men Meju o
Ma í, P o eso as Ti ula es del Depa amen o de Química Analí ica, Nu ición y
B oma ología de la Uni e sidad de San iago de Compos ela,
Au o izan:
A la licenciada Dña Ma ía Te esa Pena Sendón a la p esen ación del
abajo ecogido en la memo ia i ulada “DESARROLLO DE NUEVAS
METODOLOGÍAS DE PREPARACIÓN DE MUESTRA PARA LA DETERMINACIÓN
DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS POLICÍCLICOS EN MATRICES
MEDIOAMBIENTALES Y ALIMENTARIAS” que ha ealizado bajo su di ección en
el Depa amen o de Química Analí ica, Nu ición y B oma ología de la Facul ad de
Química de la Uni e sidad de San iago de Compos ela, pa a op a al g ado de
Doc o a en Química
Y pa a que así cons e, i mamos el p esen e in o me en San iago de
Compos ela, ma zo 2010.
Dña Ma ía del Ca men Casais Laíño Dña Ma ía del Ca men Meju o Ma í
“O e dadei o he oísmo consis e en oca os anceios en ealidades, as ideas en ei os”
A. D. Rod íguez Cas elao (1886-1950)
The e a e some lo ely places ha s and ou in my mind as being e y special
and magical, i ’s impossible o say why...
Mai e
ÍNDICE
ÍNDICE
CAPÍTULO I. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS 1
CAPÍTULO II. INTRODUCCIÓN 5
1. HIDROCARBUROS POLICÍCLICOS AROMÁTICOS 7
1.1. De inición, es uc u a y p opiedades 7
1.2. O igen y uen es 11
1.2.1. Fo mación de PAHs 11
1.2.2. Fuen es de emisión al medio ambien e 12
1.2.2.1. Fuen es na u ales 12
1.2.2.2. Fuen es an opogénicas 13
1.3. Dis ibución en el medio ambien e 18
1.4. Toxicidad 30
1.4.1. E aluación medioambien al 30
1.4.2. Toxicología y e ec os pa a la salud 32
1.4.3. Me abolismo 35
1.5. Legislación 36
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS 41
2.1. Mé odos de p epa ación de mues as acuosas 42
2.1.1. Técnicas adicionales 42
2.1.1.1. Ex acción líquido-líquido 42
2.1.1.2. Ex acción en ase sólida 42
2.1.2. Técnicas de mic oex acción 44
2.1.2.1. Mic oex acción con go a suspendida 45
2.1.2.2. Mic oex acción líquido-líquido dispe si a 47
2.1.2.2.1. P incipios de la écnica 47
2.1.2.2.2. Va iables que a ec an al p oceso de ex acción 49
2.1.2.2.3. Aplicaciones de DLLME 51
2.1.2.2.4. Desa ollos ecien es de DLLME 55
2.1.2.2.4.1. Líquidos iónicos como ase ex ac an e 57
2.1.2.3. Mic oex acción en ase líquida con ib a hueca 60
2.1.2.4. Ex acción con disol en es asis ida po memb anas 61
ÍNDICE
2.1.2.5. Mic oex acción en ase sólida 62
2.1.2.6. Ex acción con ba as agi ado as 63
2.1.3. O as écnicas al e na i as 65
2.1.3.1. Ex acción po pun o nube (cloud poin ex ac ion) 65
2.2. Mé odos de p epa ación de mues as sólidas 66
2.2.1. Ex acción Soxhle 66
2.2.2. Ex acción asis ida po ul asonidos 67
2.2.3. Ex acción con luidos supe c í icos 68
2.2.4. Ex acción asis ida po mic oondas 70
2.2.4.1. P incipios de la écnica 71
2.2.4.1.1. Calen amien o median e ene gía de mic oondas 71
2.2.4.1.1. Mecanismo de ex acción con disol en es 72
2.2.4.2. Va iables que a ec an al p oceso de ex acción 73
2.2.4.3. Aplicaciones de MAE 75
2.2.5. Ex acción con líquidos p esu izados 78
2.2.5.1. P incipios de la écnica 79
2.2.5.1.1. Conside aciones ísico-químicas 79
2.2.5.1.2. Mecanismo de ex acción con disol en es 80
2.2.5.2. Va iables que a ec an al p oceso de ex acción 83
2.2.5.3. Aplicaciones de PLE 85
2.2.6. Dispe sión de la ma iz en ase sólida 88
2.2.6.1. P incipios de la écnica 88
2.2.6.1.1. E apas de la MSPD 89
2.2.6.2. Va iables que a ec an al p oceso de ex acción 90
2.2.6.3. Aplicaciones de la MSPD 92
2.3. Mé odos de pu i icación de ex ac os 95
2.4. Mé odos de de e minación 97
2.4.1. C oma og a ía líquida 97
2.4.1.1. Sepa ación de PAHs median e HPLC 98
2.4.1.2. Sis emas de de ección 99
2.4.2. C oma og a ía de gases 101
2.4.2.1. Sepa ación de PAHs median e GC 102
2.4.2.2. Inyección de g andes olúmenes 103
2.4.2.3. Sis emas de de ección 104
BIBLIOGRAFÍA 107
ÍNDICE
CAPÍTULO III. EXPERIMENTAL 149
1. PATRONES, DISOLVENTES Y REACTIVOS 151
1.1. Pa ones come ciales 151
1.2. Reac i os, gases y disol en es 152
2. INSTRUMENTACIÓN Y MATERIAL 153
2.1. Ma e ial gene al 153
2.2. Ins umen ación pa a la de e minación 156
3. PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES 157
3.1. P epa ación de disoluciones es ánda de anali os 157
3.2. O as disoluciones 158
3.3. Fases mó iles pa a HPLC 159
3.4. Conse ación de las disoluciones 159
4. MUESTRAS ESTUDIADAS 159
4.1. Mues as y p epa ación de mues as 159
4.2. De e minación de la humedad y del con enido g aso de las mues as.
Análisis elemen al
161
4.3. Con aminación de las mues as 162
4.4. Ma e iales de e e encia 162
4.5. Conse ación de las mues as 163
4.6. De e minación del esiduo seco 163
5. ACONDICIONAMIENTO Y LIMPIEZA DEL MATERIAL 163
5.1. Acondicionamien o de adso ben es 163
ÍNDICE
5.2. La ado del ma e ial 164
6. GESTIÓN DE RESIDUOS 165
CAPÍTULO IV. RESULTADOS Y DISCUSION 167
1. DETERMINACIÓN DE PAHs EN MUESTRAS SÓLIDAS 171
1.1. De e minación de PAHs en ma e ial biológico 172
1.1.1. In oducción 172
1.1.2. Op imización de un mé odo de ex acción asis ida po mic oondas
pa a el análisis de PAHs en mues as de pescado
Publicación I Op imiza ion o a mic owa e-assis ed ex ac ion
me hod o he analysis o polycyclic a oma ic hyd oca bons om ish
samples.
175
1.1.3. Conside aciones adicionales y conclusiones 193
1.2. De e minación de PAHs en lodos de depu ado a de aguas
esiduales
195
1.2.1. In oducción 195
1.2.2. P ocedimien o de p epa ación de mues as de lodo y suelo
median e ex acción y saponi icación asis idas po mic oondas
Publicación II Sample p epa a ion o sewage sludge and soil samples
o he de e mina ion o polycyclic a oma ic hyd oca bons based on
one-po mic owa e-assis ed saponi ica ion and ex ac ion.
199
1.2.3. Op imización de un p ocedimien o de p epa ación de mues a
basado en la dispe sión de la ma iz en ase sólida pa a el análisis de
PAHs en suelo
Publicación III Op imiza ion o he ma ix solid-phase dispe sion
sample p epa a ion p ocedu e o analysis o polycyclic a oma ic
hyd oca bons in soils: Compa ison wi h mic owa e-assis ed ex ac ion.
219
ÍNDICE
1.2.4. Desa ollo de un mé odo de dispe sión de la ma iz en ase sólida
pa a la de e minación de PAHs en mues as de lodo
Publicación IV De elopmen o a ma ix solid-phase dispe sion
me hod o he de e mina ion o polycyclic a oma ic hyd oca bons in
sewage sludge samples.
241
1.2.5. Desa ollo de un p ocedimien o de p epa ación de mues as de lodo
median e ex acción selec i a con líquidos p esu izados
Publicación V De elopmen o a sample p epa a ion p ocedu e o
sewage sludge sample o he de e mina ion o polycyclic a oma ic
hyd oca bons based on selec i e p essu ized liquid ex ac ion.
271
1.2.6. Conside aciones adicionales y conclusiones 303
2. DETERMINACIÓN DE PAHs EN MUESTRAS ACUOSAS 317
2.1. De e minación de PAHs en agua 319
2.1.1. In oducción 319
2.1.2. Desa ollo de un mé odo de mic oex acción líquido-líquido
dispe si a pa a el análisis de PAHs en mues as de agua
Publicación VI De elopmen o an ionic liquid based dispe si e liquid-
liquid mic oex ac ion me hod o he analysis o polycyclic a oma ic
hyd oca bons in wa e samples.
321
2.1.3. Conside aciones adicionales y conclusiones 353
CAPÍTULO V. CONCLUSIONES 357
ACRÓNIMOS 359
CAPÍTULO I
JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS
1. PAHs
8
Acena eno
Ace
Acena ileno
Acy
An aceno
An
Benzo[a]an aceno
B[a]A
Benzo[a]pi eno
B[a]P
Benzo[b] luo an eno
B[b]F
Benzo[c] luo eno
B[c]F
Benzo[e]pi eno
B[e]P
Benzo[g,h,i]pe ileno
B[g,h,i]P
Benzo[j] luo an eno
B[j]F
Benzo[k] luo an eno
B[k]F
Co oneno
Co
C iseno
C is
Dibenzo[a,h]an aceno
DB[a,h]A
Dibenzo[a,l]pi eno
DB[a,l]P
Fenaleno
Fenal
Fenan eno
Fen
Fluo an eno
Fluo
Fluo eno
Flu
Indeno[1,2,3-c,d]pi eno
I[1,2,3-c,d]P
5-Me ilc iseno
5-MC
Na aleno
Na
O aleno
O al
Pen aceno
Pen ac
Pe ileno
Pe il
Piceno
Pic
Pi eno
Pi
T ina ileno
T ina
Figu a. II.1. Es uc u a molecula de algunos PAHs de in e és
CH3
II. INTRODUCCIÓN
9
Los PAHs son compues os sólidos en condiciones ambien ales, incolo os o
de colo blanco o ama illo pálido [5]. Son moléculas con muy baja solubilidad en
agua, a la ez que ele ada en disol en es o gánicos no pola es, lo que les con igu a
como compues os ípicamen e mic ocon aminan es o gánicos, y con capacidad
bioacumula i a [6]. Po lo gene al, un inc emen o en el peso molecula y en el
núme o de anillos en su es uc u a, disminuyen su solubilidad en agua y su
ola ilidad [5,6].
En la abla II.1 se ecogen las p opiedades ísico-químicas de algunos
PAHs, ya que son un ac o cla e a la ho a de en ende su compo amien o
medioambien al. Como puede obse a se, los alo es de log Kow oscilan en e 3 y 7,
que es gene almen e conside ado el ango de compues os lipo ílicos. Como
consecuencia de sus ele ados coe icien es de pa ición oc anol-agua y baja
solubilidad en agua, es de espe a que los PAHs se bioacumulen y se concen en en
la ase o gánica de pa ículas sólidas de suelos y sedimen os, con i iéndose en
con aminan es o gánicos pe sis en es en el medio ambien e [2,3].
1. PAHs
10
Tabla II.1. P opiedades ísico-químicas de algunos PAHs de in e és medioambien al [7].
P (kPa)
1.04 x 10-2
8.9 x 10-4
2.9 x 10-4
9.0 x 10-5
1.6 x 10-5
8.0 x 10-7
1.2 x 10-6
6.0 x 10-7
2.8x 10-8
8.4 x 10-8
---
7.4 x 10-10
6.7 x 10-8 a
1.3 x 10-11 a
7.3 x 10-10
1.4 x 10-11
1.3 x 10-11 a
1.3 x 10-11 a
---
Kow, coe icien e de pa ición oc anol-agua; S, solubilidad en agua a 25 ºC; P , p esión de apo a 25 ºC
(a) p esión de apo a 20 ºC
log Kow
3.36
4.07
3.92
4.18
4.57
4.54
5.22
5.18
5.61
5.91
6.42 [9]
6.44
6.12
6.84
6.50
7.10
6.58
6.50
6.75 [10]
S (mol L-1)
2.48 x 10-4
2.58 x 10-5 [8]
2.55 x 10-5
1.19 x 10-5
7.24 x 10-6
4.10 x 10-7
1.29 x 10-6
6.68 x 10-7
6.14 x 10-8
8.76 x 10-9
3.02 x 10-8 [9]
2.5 x 10-8 [8]
4.8 x 10-9
3.01 x 10-9
1.51 x 10-8
9.41 x 10-10
2.25 x 10-7
1.80 x 10-9 [8]
---
Pun o ebullición
(ºC)
218
265 [8]
279
295
340
342
375
393
400
448
458
493
481
480
496
545
536
524
595
Pun o
usión (ºC)
81
92
95
116
100
216
109
150
161
254
117
179
168
216
178
278
164
267
162
PM
128.2
152.2
154.2
166.2
178.2
178.2
202.3
202.3
228.3
228.3
242.3
252.3
252.3
252.3
252.3
276.3
276.3
278.4
302.4
Fó mula
molec.
C10H8
C12H8
C12H10
C13H10
C14H10
C14H10
C16H10
C16H10
C18H12
C18H12
C19H14
C20H12
C20H12
C20H12
C20H12
C22H12
C22H12
C22H14
C24H14
nº CAS
91-20-3
208-96-8
83-32-9
86-73-7
85-01-8
120-12-7
206-44-0
129-00-0
56-55-3
218-01-9
3697-24-3
129-97-2
205-99-2
207-08-9
50-32-8
191-24-2
193-39-5
53-70-3
191-30-0
Compues o
Na aleno
Acena ileno
Acena eno
Fluo eno
Fenan eno
An aceno
Fluo an eno
Pi eno
Benzo[a]an aceno
C iseno
5-Me ilc iseno
Benzo[e]pi eno
Benzo[b] luo an eno
Benzo[k] luo an eno
Benzo[a]pi eno
Benzo[g,h,i]pe ileno
Indeno[1,2,3-c,d]pi eno
Dinbenzo[a,h]an aceno
Dibenzo[a,l]pi eno
II. INTRODUCCIÓN
11
1.2. ORIGEN Y FUENTES
1.2.1. FORMACIÓN DE PAHs
La combus ión de hid oca bu os a empe a u as ela i amen e ele adas
(supe io es a 500 ºC) y con insu icien e oxígeno pa a la combus ión comple a, son
las condiciones p opicias pa a la o mación de PAHs. El p oceso anscu e a a és
de la o mación de adicales lib es, p oducidos po up u a de enlaces C-C y C-H,
que eaccionan en e sí [6].
Las can idades de PAHs o madas, dependen de la empe a u a de
combus ión y de la na u aleza de la ma e ia o gánica implicada en el p oceso. En
es as eacciones se o man ambién PAHs alquil sus i uidos, y como egla gene al,
una empe a u a de combus ión más ele ada conduce a PAHs menos sus i uidos.
En la igu a II.2, podemos e un posible mecanismo de o mación de PAHs en la
combus ión de cie as ma e ias o gánicas [6].
C
C
C
C
C
C
C
C
Na aleno
C
C
C
C
Te alinaFenilbu il e alinaBenzo[a]pi eno
Figu a II.2 Posible mecanismo de o mación del Benzo[a]pi eno.
La o mación geológica de los combus ibles ósiles ambién puede
gene a PAHs, aunque median e p ocesos algo di e en es. El ma e ial biológico que
da o igen al ca bón y pe óleo, e oluciona en es e caso bajo p esión y a
empe a u as ela i amen e bajas (menos de 200 ºC), condiciones en las que
pueden o ma se cie as can idades de PAHs. De ahí que PAHs alquil sus i uídos, se
encuen en p esen es en combus ibles c udos y en ma e iales de i ados de los
mismos. La combus ión de pe óleo y ca bón p o oca la emisión de PAHs
1. PAHs
12
con enidos en esos combus ibles y de nue os PAHs que pueden p oduci se al
quema los [3,6].
O a posibilidad es la o mación de PAHs median e sín esis biológica,
aunque es a ía de o mación es cla amen e mino i a ia cuando se compa a con las
an e io es.
1.2.2. FUENTES DE EMISIÓN DE PAHs AL MEDIO AMBIENTE
Los PAHs emi idos al medio ambien e, son o iginados a pa i de uen es
na u ales y an opogénicas, siendo es as úl imas las que o iginan una mayo
con ibución de es os con aminan es [1,3,6,11,12]. Como esul ado de la eno me
can idad de uen es de emisión y de su ácil di usión, los PAHs se han con e ido en
compues os óxicos ubicuos en el medio ambien e. A con inuación, se ecogen de
mane a más de allada las p incipales uen es de emisión, en unción de su
na u aleza.
1.2.2.1. Fuen es na u ales
En la na u aleza, los PAHs pueden o ma se a pa i de es ías
undamen ales: (1) pi ólisis de ma e iales o gánicos a al a empe a u a; (2)
diagénesis de ma e ial o gánico sedimen ado a baja empe a u a, pa a o ma uel
ósil; y (3) biosín esis di ec a median e mic oo ganismos y plan as [13]. Así,
haciendo e e encia a las uen es na u ales, se pueden des aca las il aciones
na u ales de uel ósil [14], los incendios o es ales o ui os, la ac i idad olcánica
y la deposición a mos é ica de con aminan es [3,15,16]. Además algunos PAHs
pueden se de i ados de p ecu so es biogénicos como pigmen os y es e oides
[17,18], o p oduc os de la biosín esis de i oplanc on y bac e ias [19].
Un núme o impo an e de PAHs se gene an median e p ecu so es
biogénicos, que son cons i uyen es comunes de la mayo ía de las plan as
supe io es, a a és de p ocesos diagené icos. Algunos au o es sugie en que los
PAHs pueden se sin e izados po algas unicelula es, plan as supe io es o bac e ias.
Sin emba go, o os in es igado es p e ie en conside a que los o ganismos
acumulan PAHs, en luga de sin e iza los [20]. Bauma d y col. [21] han analizado
sedimen os ecogidos en di e en es pun os del oes e del Ma Bál ico. Aunque la
mayo pa e de la con aminación se p oduce median e p ocesos pi olí icos a al a
II. INTRODUCCIÓN
13
empe a u a, ambién se iden i ica on PAHs de o igen diagené ico, en uno de los
pun os es udiados. También se han es udiado los PAHs en sedimen os de lago y
suelos ce canos, en dos egiones eu opeas de al a mon aña (Pi ineos y Ta a). Se
encon a on mezclas simila es de PAHs en odos los casos, que indicaban el
p edominio de p oduc os de combus ión anspo ados po el ai e. Sin emba go, los
sedimen os mos a on la o mación de g andes can idades de pe ileno median e
ans o mación diagené ica en las secciones p o undas [22].
También se han p opues o algunas uen es cósmicas [23,24] de PAHs,
como po ejemplo las chond i as ca bónicas, que se o iginan en el cin u ón de
as e oides [25]. Pa ece se que los PAHs p esen es en las chond i as, son el
p oduc o de una sín esis a ele ada empe a u a. O a eo ía, p opone que son el
esul ado de las al e aciones é micas de compues os ali á icos p e-exis en es. De
odos modos, las al e aciones é micas equie en la p esencia de ases mine ales a
baja empe a u a, ales como la magne i a y/o ilosilica os hid a ados, pa a su
o mación [26].
1.2.2.2. Fuen es an opogénicas
La ac i idad humana es á es echamen e elacionada con la emisión de
PAHs al medio ambien e, ya que las p incipales ías de con aminación son de
o igen an opogénico. Den o de es as uen es, se pueden es ablece cua o
ca ego ías p incipales, den o de las cuales se engloban la mayo ía de las uen es
de emisión; uen es domés icas, mó iles, indus iales y ag ícolas [11,27].
Emisiones domés icas
Las emisiones domés icas es án undamen almen e asociadas con la quema
de ca bón, acei e, gas, esiduos u o as sus ancias o gánicas [28]. Ac i idades
domés icas que p oducen PAHs incluyen las cale acciones con made a o uel ósil, el
humo de abaco, la incine ación de esiduos, el p oceso de asado o ahumado de
alimen os en p ác icas de cocina, y el uso de mo o es de combus ión in e nos
[15,27,29,30].
Los sis emas de cale acción, como el uso de calde as, chimeneas, es u as
y quemado es de acei e o gas, pueden inc emen a las concen aciones de PAHs en
1. PAHs
14
el ai e in e io [29,30]. La combus ión de biomasa en calde as u ilizadas pa a
cale acción domés ica, es una ía de emisión impo an e [31,32].
Esen y col. [33,34] han e aluado las concen aciones de PAHs en la
a mós e a de una zona esidencial de Tu quía y encon a on ni eles diez eces
supe io es du an e el pe iodo in e nal, debido p incipalmen e a las emisiones a
pa i de las cale acciones. Un es udio ealizado en China, demues a que el uso de
ca bón bi uminoso pa a el calen amien o de los hoga es, o igina ele adas
concen aciones de PAHs [35].
Va ios es udios han iden i icado el humo de abaco como
una de las p incipales uen es de PAHs en ambien es in e io es
[36-39]. Las concen aciones de B[a]P encon adas en hoga es de
pe sonas que consumen abaco son 10 eces supe io es que las
encon adas en las esidencias de los no- umado es [40]. Lu y col.
[41] han encon ado que más del 80% de B[a]P p esen e en las
i iendas de Hangzhou (China) es o iginado po el humo de
abaco. En un es udio ealizado ecien emen e se han encon ado
concen aciones o ales de 18 PAHs en e 1.45 a 6.82 µg m-3 po
g amo de abaco [39]. Po o o lado, Mannino y col. [42]
encon a on que los ni eles de PAHs en el pol o domés ico e an en e 2 y 16 eces
mayo es en los hoga es de umado es.
El modo de p epa ación de alimen os, es o a de las uen es que
con ibuye a la con aminación de ambien es in e io es con PAHs [43-45]. Los
ni eles de PAHs dependen eno memen e del mé odo de p epa ación de los
alimen os y del ipo de uen e de calo u ilizada [46]. Los combus ibles u ilizados
juegan ambién un papel undamen al en la emisión de es os con aminan es
[47,48].
La OMS es imó que casi el 75% de la población en países como China,
India, y el Su es e de Asia, y en e el 50-75% en Su Amé ica y Á ica, u ilizan
dia iamen e combus ibles sólidos (made a, esiduos ag ícolas, es ié col seco de
animales, e c.) pa a cocina [49]. Es e es un hecho de g an impo ancia, si
conside amos que nume osos es udios han demos ado que las concen aciones de
PAHs se inc emen an eno memen e du an e la combus ión de biomasa [50,51].
Figu a II.3
Emisión de PAHs
a a és del
humo de abaco
II. INTRODUCCIÓN
15
Chen y col. [52] han es udiado los ni eles de PAHs en ca ne de pa o,
some ida a di e en es p ocesos de p epa ación. Las mayo es concen aciones se
encon a on cuando la ca ne se p epa ó a la pa illa con ca bón ege al, seguido
po ahumado, asado y p epa ado al apo . Pe elló y col. [53] han e aluado los
ni eles de PAHs de di e en es p oduc os alimen icios (sa dinas, a ún, me luza, ile e
de e ne a, lomo de ce do, pollo, co de o, judías e des, pa a as, a oz y acei e de
oli a) an es y después de su p epa ación. En é minos gene ales, las
concen aciones más ele adas se encon a on en alimen os i os, obse ándose
alo es especialmen e ele ados en pescados.
Fuen es mó iles
Gene almen e, cuando se habla de uen es mó iles, se hace e e encia a la
emisión de ehículos como a iones, emba caciones, e oca iles, au omó iles,
au obuses, camiones, odo e enos y maquina ia [11,54,55]. El anspo e
e es e es, sin duda, una de las uen es mó iles más impo an es. Nume osos
es udios demues an que las emisiones ehicula es ep esen an una de las mayo es
ías de emisión de PAHs en á eas u banas [56-60]. Ta a es y col. [61] han medido
las concen aciones de 10 PAHs en una es ación cen al de au obuses en Lond ina
(B asil), donde sólo ci culan ehículos diesel. Las mues as ue on ecogidas den o
de pe iodos de 24 ho as du an e 14 días consecu i os, y la concen ación media de
PAHs ue de 84.5 ng m-3. Las concen aciones de PAHs ue on meno es el domingo,
debido p incipalmen e a la educción del á ico de au obuses en la es ación.
Además de las emisiones asociadas a la combus ión en los mo o es del á ico
ehicula , ambién se p oducen emisiones a pa i de las pé didas de acei e, del
desgas e de los enos, la ab asión de los neumá icos y del as al o u ilizado en las
ca e e as [60].
Ba cos, a iones y enes ambién con ibuyen de mane a impo an e a la
emisión de PAHs. Khole y Kunnige [62] han es imado que cada año se emi en
al ededo de 139 oneladas de es os con aminan es a pa i de la c eoso a asociada
a la ed de e oca il suíza. Chen y col. [63] ca ac e iza on las emisiones a pa i
de un mo o de helicop e o y encon a on concen aciones has a 52 eces
supe io es que las encon adas en emisiones de mo o es de au omó iles y a iones.
La combus ión que iene luga en los eac o es de a iones, ambién cons i uye una
ía de con aminación. La dis ibución espacial de las concen aciones de B[a]P en el
1. PAHs
16
suelo, ha pe mi ido demos a que un ae ód omo mili a , donde habi ualmen e
despegan a iones, cons i uye una uen e impo an e de PAHs en la zona [64].
Los ba cos ambién cons i uyen una uen e
impo an e de emisión [65]. Coope [66] ha
e aluado la emisión de un ba co du an e sus
ac i idades habi uales de ca ga y desca ga. Las
emisiones o ales de PAHs oscila on en e 0.15-2
mg kW h-1, excep o pa a el ba co que u iliza acei es
esiduales más pesados (9.5-11 mg kW h-1) que
gene a una mayo con aminación. La limpieza de los
anques de los pe ole os en al a ma ambién se
conside a un oco de con aminación, pe o sin duda
uno de los p oblemas más impo an es se cen a en los de ames de uel en las
aguas [67-71].
Fuen es indus iales
En e las uen es indus iales más impo an es, se incluyen la p oducción
p ima ia de aluminio (en pa icula aquellas plan as que u ilizan el p oceso de
Sode be g), la p oducción de coque (po ejemplo, como pa e de la p oducción de
hie o y ace o), c eoso a y conse ación de la made a, incine ación de esiduos,
ab icación de cemen o, indus ias pe oquímicas y elacionadas, indus ias de
be ún y as al o, ab icación de neumá icos de caucho, y p oducción come cial de
calo y ene gía [27,30,72].
Chen y col. [73] es udia on los PAHs gene ados du an e el p oceso de
pi ólisis de esiduos de neumá icos en una plan a del Su de Taiwan. El con enido
o al medio de es es con aminan es ue de 77 µg g-1, siendo el I[1,2,3-c,d]P,
DB[a,h]A y B[a]P los compues os mayo i a ios.
En un es udio ealizado sob e 105 suelos del No e de China, se han
encon ado concen aciones ex ao dina iamen e ele adas de PAHs. La mues a de
suelo más con aminada (40692 ng g-1) ue ecogida en una zona con g an ac i idad
po ua ia, donde se p oducen con inuamen e desca gas de mine al, pe óleo y
ca bón. A excepción de es a mues a, las mayo es concen aciones de PAHs se
Figu a II.4 Fo og a ía de la playa de
Ximp ón (Li a, A Co uña) as el de ame
de uel del P es ige en 2002.
II. INTRODUCCIÓN
17
encon a on en suelos dis ibuídos al ededo de pa ques indus iales (indus ia
química y pe o-química) [74].
Law y col. [75] e alua on la con aminación de sedimen os, mejillones y
c us áceos (langos as y cang ejos) a pa i de una plan a de p oducción de gas.
El subs a o ecogido en el an iguo emplazamien o de la plan a de p oducción de
gas, p esen aba unas concen aciones muy ele adas de PAHs (458000 µg kg-1).
Es a ue e con aminación es á di ec amen e elacionada con el uso de ca bón,
alqui án y p oduc os de e ine ía du an e la p oducción de gas. Las
concen aciones o ales de PAHs en mejillones y c us áceos a ia on en e 4.9 y
6450 µg kg-1. Las meno es concen aciones se encon a on en c us áceos, mien as
que los mejillones mos aban una ue e con aminación (1260-6450 µg kg-1).
O os es udios demos a on la con aminación a pa i de e ine ías de
pe óleo [76], de una undición de aluminio (Söde be g) [77], de plan as de
eciclaje de esiduos plás icos [78], y de indus ias de hie o y ace o [79].
Fuen es Ag ícolas
La quema de biomasa a cielo abie o, es una p ác ica adicional muy
común pa a la eliminación de esiduos ag ícolas y o es ales (hojas, amas, maleza,
paja, e c.) y la p epa ación de los campos an es de una nue a cosecha. Sin
emba go, además de causa la educción de la humedad del suelo, el inc emen o
de la e osión, la pé dida de nu ien es y la des ucción de la ma e ia o gánica, es e
ipo de p ác icas, son esponsables de la emisión una g an can idad de
con aminan es. Así, la quema de desechos ag ícolas, cons i uye una uen e
impo an e de emisión de PAHs al medio ambien e [80-85].
Godoi y col.[86] es udia on la emisión de PAHs du an e la quema de caña
de azúca , y los ni eles encon ados ue on simila es a los encon ados en algunos
cen os u banos. Jenkins y col. [87] es udia on los ac o es de emisión pa a 19
PAHs median e la quema de biomasa ag ícola y o es al. Las emisiones a ia on
en e 5 y 683 mg kg-1, dependiendo p incipalmen e de las condiciones de quemado
y en meno medida del ipo de ma e ial quemado.
Pe ei a Ne o y col. [88] es udia on suelos de un á ea ag ícola, localizada
en una egión no-con aminada de B asil, después de se some idos a la quema de
1. PAHs
24
La con aminación de aguas y sedimen os juega un papel impo an e en la
en ada de PAHs en algunas especies acuá icas. Los ac o es de bioconcen ación
de PAHs son di e en es en unción del o ganismo del que se a e. Especies que
p esen an una meno capacidad me abólica hacia los PAHs, como algas, moluscos,
ma iscos y los in e eb ados más p imi i os (p o ozoos, po í e os y cnida ios),
acumulan al as concen aciones de es os con aminan es. Los peces gene almen e
no acumulan concen aciones ele adas de PAHs, ya que p esen an un sis ema que
les pe mi e me aboliza los y exc e a los po la bilis [7,14].
En un es udio ealizado en las cos as de Japón, se han analizado PAHs en
sedimen os y ida ma ina, con el obje i o de examina los pe iles de
bioacumulación y la oxicidad de es os con aminan es. Las concen aciones más
al as se encon a on en o ganismos in e io es, como cang ejos y lomb ices de ma ,
mien as que no se de ec a on en peces cos e os. La mayo bioacumulación en
lomb ices y cang ejos pod ía se debida a la inges a di ec a de pa ículas y
sedimen os que es án con aminados con PAHs [148]. En la abla II.4 se ecogen
algunos ejemplos de los ni eles de concen ación encon ados en di e en es
especies acuá icas.
II. INTRODUCCIÓN
25
Tabla II.4 Concen aciones (ng g-1, peso esco) encon adas en especies acuá icas
de di e en es localizaciones.
Tipo de ma iz P ocedencia Concen ación
(ng g-1)
PAHs Re
Almejas España (Huel a) 40.4-52.3 16 [149]
Almejas Japón (Ma A iake) 6.3 ± 3.0 24 [148]
Albu no I alia (Lago Iseo) 26.6 4 [150]
Anchoa España (Ca aluña) 6.80 16 [151]
A ún España (Ca aluña) 15.56 16 [53]
Besugo España (Huel a) 65.7 16 [149]
B eca China (Hong Kong) 12.3 16 [152]
Caballa Po ugal (Opo o) 3.34-5.03 16 [153]
Cabeza de se pien e mo eada India (Río Gom i) 12.85-34.89 16 [154]
Cang ejo Egip o (Ismalia) 11.7 16 [155]
Cang ejo Japón (Ma A iake) 4.2 ± 1.4 a 24 [148]
Ca pa China (Río Yang ze) 0.00029-0.00744 16 [156]
Ca pa I alia (Lago Iseo) 64.8 a 4 [150]
Gambas España (Ca aluña) 15.88 16 [151]
Ju el Po ugal (Opo o) 0.73-4.80 16 [153]
Langos inos España (Huel a) 8.22 16 [149]
Lenguado España (Huel a) 71.4 16 [149]
Lubina Po ugal (Opo o) 11.63-17.04 16 [153]
Lucio I alia (Lago Iseo) 25.0 a 4 [150]
Mejillón A gen ina (Es ua io de Bahía Blanca) 384-1597 a 17 [134]
Mejillón China (Hong Kong, Pue o Vic o ia) 600.4-22858.6 a 15 [157]
Mejillón España (Ca aluña) 22.44 16 [151]
Mejillón Japón (Cos a de Mikuni-cho) 20.0-30.3 7 [71]
Me luza España (Ca aluña) 6.06 16 [53]
Mújol Egip o (Ismalia) 154.3 16 [155]
Os as España (Rese a Na u al U daibai) 300-1400 a 16 [124]
Os as Japón (Ma A iake) 6.3 ± 1.8 24 [148]
Pe cebe Japón (Cos a de Mikuni-cho) 5.3-17.0 7 [71]
Peje ey a gen ino A gen ina (Es ua io de Bahía Blanca) 1095 a 17 [134]
Salmón Canadá (Vancou e )
Es ados Unidos (Alaska)
3.3-39.8 20 [158]
Salmón España (Ca aluña) 5.95 16 [151]
Sa dina España (Ca aluña) 17.22 16 [53]
Sa dina Po ugal (Opo o) 3.64-6.60 16 [153]
Sepia España (Huel a) 21.8 16 [149]
Ve uga o c oca Es ados Unidos (Cos a Su es e) 196 23 [159]
a Concen aciones en peso seco
Los peces y p oduc os ma inos, ep esen an una pa e impo an e de la
die a y po lo an o una u a de en ada de PAHs en el o ganismo humano. Sin
emba go, no son los únicos alimen os en los que se han de ec ado es os
con aminan es. Di e en es es udios han pe mi ido pone de mani ies o las
concen aciones de PAHs p esen es en ca ne [53,155], ege ales [160,161], u as
[162], acei es [151,163] y ce eales [151].
1. PAHs
26
La con aminación de los alimen os se p oduce bien po la abso ción de PAHs
desde ambien es con aminados o bien po la o ma de p epa ación de los mismos,
ya sea po el a amien o é mico en la p epa ación y manu ac u a, po
con aminación acciden al du an e el p ocesado, adi i os y p ocesos de cocinado [1].
El ahumado de los alimen os ambién cons i uye una uen e impo an e de
con aminación, especialmen e cuando el p oceso se ealiza en condiciones no
con oladas [164,165]. Po ejemplo, pescado ahumado, en un ho no adicional que
u iliza made a p esen a una concen ación de benzo[a]pi eno en o no a 50 ng g-1
(peso seco) [166]. Un es udio ealizado en Ca aluña (España) sob e la exposición
die é ica a es as sus ancias, encon ó que los alimen os con mayo es ni eles de
PAHs o ales e an la ca ne y p oduc os cá nicos (25.56 ng g-1), acei es y g asas
(23.48 ng g-1) y ce eales (20.44 ng g-1) [151].
Jánská y col. [162] ealiza on una in es igación pa a comp oba los ni eles
de con aminación de u as y e du as en Mo a ia (República Checa). Los ni eles
medios de PAHs o ales encon ados en u as, ue on 9.30 ng g-1 en manzana,
6.82 ng g-1 en u a y 4.57 ng g-1 en alba icoque. En el caso de los ege ales, las
mayo es concen aciones se encon a on en epollo (13.14 ng g-1) seguido de
pe ejil (9.22 ng g-1), coli lo (8.85 ng g-1), oma e (7.53 ng g-1) y pepino (5.48 ng
g-1). Rojo-Cama go y col. [161] han publicado esul ados simila es, con
concen aciones medias de 9.50 ng g-1 en oma e, 4.05 ng g-1 en manzanas y 3.87
ng g-1 en u as.
Además de es a elacionada con la con aminación de sedimen os y
especies acuá icas, la con aminación del agua es á di ec amen e elacionada con la
con aminación de lodos de depu ado a y suelos.
Tal y como puede obse a se en la abla II.3, el agua de llu ia y las aguas
esiduales con ienen can idades ela i amen e ele adas de PAHs. Es as aguas
luyen a a és de la ed de alcan a illado has a llega a las plan as de a amien o
de aguas esiduales. Una ez allí, la na u aleza lipo ílica de es os con aminan es,
o igina que se adso ban casi en su o alidad (<90%) a las pa ículas de los lodos
[167]. Como consecuencia, las concen aciones de PAHs en lodos oscilan
gene almen e desde unos pocos mic og amos has a cien os de milig amos po kg
de ma e ia seca, en unción del o igen del agua esidual y del ni el de
mine alización de la ma e ia o gánica [168,169].
II. INTRODUCCIÓN
27
En la abla II.5 se p esen an algunos ejemplos de las concen aciones
encon adas en lodos de depu ado as de aguas esiduales.
Tabla II.5 Concen aciones (mg kg-1, peso seco) en lodos de depu ado a de aguas
esiduales.
P ocedencia O igen
Concen ación
(mg kg-1)
PAHs Re
China (Wenzhou)
In luen e áb ica de cue o
2.61
15 [136]
China (9 ciudades)
U bano
1.4-33
16 [170]
China (Zhejiang)
Indus ial
33.73-82.58
16 [171]
China (Beijing) U bano
2.47-25.92
16 [172]
China (Del a del ío Yang zé) Domés ico e indus ial
0.0167-15.49
16 [173]
Co ea (Su , Río Nakdong) Indus ial
1.2-44.9
16 [174]
España (Pamplona) U bano e indus ial
128-482
37 [175]
España (Ca aluña)
Po ugal (Po o)
Domés ico, u bano
e indus ial
1.13-5.52
16 [169]
España (Ca aluña)
U bano e indus ial
0.03-7.35
9 [176]
España (Cádiz) Domés ico e indus ial
1.95-10.10
16 [177]
España (Mad id)
U bano, u al e indus ial
0.39-6.39
27 [178]
España (Se illa) U
bano
0.22-2.67
16 [179]
F ancia (Pa ís) Domés ico e indus ial
14-31
16 [180]
F ancia (Lo ena)
U bano e indus ial
17-73
16 [181]
I alia (Venecia) Indus ial y municipal
1.44
16 [137]
Jo dania (Ka ak)
U bano e indus ial
0.029-0.039
16 [138]
Kuwai Domés ico
1.56-6.18
16 [182]
Polonia Indus ial y municipal
2.04-3.64
16 [183]
Polonia Municipal
0.94-1.31
16 [184]
Reino Unido Domés ico, u bano e indus ial
67-370
24 [185]
Suíza Domés ico e indus ial
1.00-22.64
16 [186]
La mayo ía de las plan as de a amien o de aguas esiduales eciben
in luen es u banos y municipales, de o igen domés ico e indus ial. El o igen de las
aguas esiduales de e mina la can idad de con aminan es en el lodo esul an e.
Según Hua y col. [171] exis e una impo an e elación en e la p opo ción de agua
esidual de o igen indus ial, ecibida en las plan as de a amien o de aguas
esiduales, y el con enido de PAHs en el lodo. Be se y col. [186] han encon ado
que los ni eles de PAHs en lodos de o igen domés ico son meno es que las
concen aciones encon adas en lodos de o igen indus ial. Po su pa e, Villa y col.
[177] han encon ado que la concen ación de PAHs en lodos es más al a en e ano
y o oño, lo que es á asociado con el inc emen o es acional de la ac i idad indus ial
en la zona es udiada.
1. PAHs
28
El suelo pa ece se un depósi o impo an e de PAHs a la go plazo y se
conside a un indicado iable del es ado de con aminación ambien al. La
acumulación de los PAHs en suelos pod ía o igina la con aminación de ege ales y
po lo an o en a en la cadena alimen icia, o iginando la exposición di ec a o
indi ec a a humanos.
Los PAHs son adso bidos ue emen e a la acción o gánica de los suelos.
Algunos PAHs pueden se deg adados biológicamen e en la capa ae óbica del suelo,
pe o es e p oceso es len o, debido a la adso ción a la acción de ca bón o gánico
del suelo que educe su biodisponibilidad [7].
Muchos es udios han publicado los ni eles de con aminación de los suelos
en di e en es egiones de la Tie a [20]. En la abla II.6, se pueden obse a
algunos ejemplos.
II. INTRODUCCIÓN
29
Tabla II.6 Concen aciones (mg kg-1, peso seco) de PAHs en suelos de di e en es
luga es.
Tipo de ma iz P ocedencia Concen ación
(mg kg-1)
PAHs Re
Suelo con aminado (c eoso a) Aus alia (Aus alia Me idional) 7767 ± 1286 16 [187]
Suelo Canadá (Re els oke, Yoho, Obse a ion) 0.002-0.79 16 [103]
Suelo China (Wenzhou) 0.40-1.93 15 [136]
Suelo China (Hangzhou) 0.060-0.62 10 [127]
Suelo u bano China (Shangai) 0.44-19.70 22 [188]
Suelo China (Wenling) 0.37-1.23 16 [189]
Suelo ag ícola China (No es e) 0.6-12.36 16 [190]
Suelo Co ea del Su 0.012-1.02 15 [146]
Suelo de ma isma Co ea del Su (Cos a Su y Oes e) 0.070-1.18 16 [191]
Suelo ag ícola Co ea del Su 0.023-2.83 16 [192]
Suelo u bano Eslo enia (Ljubljana) 0.22-4.49 15 [193]
Suelo ag ícola España (Alme ía) 0.0015-0.37 18 [194]
Suelo Es ados Unidos (Texas) 0.0001-2.23 16 [195]
Suelo India (Delhi) 1.06-9.65 16 [196]
Suelo India (Delhi) 0.0024-0.0075 12 [197]
Suelo de ja dín domés ico I alia 0.040-5.28 13 [198]
Suelo u bano I alia (Tu ín) 0.15-23.50 15 [193]
Suelo I alia (Rese a Na u al Isola delle Femmine) 0.035-0.55 16 [199]
Suelo Japón 0.13 16 [200]
Suelo Nige ia (Del a del Nige ) 0.024-0.12 28 [201]
Suelo Nige ia (Del a del Nige ) 1.69x10-8–0.37 16 [202]
Suelo con aminado (c eoso a) No uega (D ammen) 5550 15 [203]
Suelo u bano No uega (D ammen) 38.0 15 [203]
Suelo No uega 0.009-1.05 15 [204]
Suelo Pakis án (Peshawa ) 80.4-113 7 [205]
Suelo Reino Unido 0.042-11.20 15 [204]
Suelo u bano Reino Unido (Glasgow) 1.49-51.82 15 [193]
Suelo Sudá ica (T iángulo del Vaal) 0.20-38.85 16 [206]
Suelo Suíza 0.032-8.47 16 [207]
Suelo indus ial Tu quía (Aliaga) 0.0011-4.63 15 [113]
En un es udio ealizado en Delhi (India) se in es igó el impac o del á ico
ehicula en el es ado de con aminación de los suelos [196]. Se analiza on suelos
supe iciales (0-5 cm) ecogidos en zonas con á ico, y un suelo de una zona u al.
Las concen aciones o ales de 16 PAHs en los luga es ca ac e izados po el á ico
oscila on en e 1.06 y 9.65 mg kg-1, con un alo medio de 4.69 ± 3.03 mg kg-1;
mien as que la concen ación media encon ada en el suelo u al ue de 0.886 ±
0.303 mg kg-1. Khan y col. [205] desa olla on un es udio simila en Peshawa
(Pakis án) y encon a on que los suelos ce canos a las ca e e as p esen aban un
al o ni el de con aminación. Las concen aciones o ales de 7 PAHs en suelos
1. PAHs
30
oscila on en e 80.4 y 113 mg kg-1, es ableciéndose las emisiones ehicula es como
p incipal uen e de con aminación.
Las ac i idades indus iales ambién igu an como una uen e impo an e de
con aminación. Así, las concen aciones suma de 15 PAHs en suelos ecogidos de
50 pun os di e en es, en la egión indus ial de Aliaga en Izmi (Tu quía),
a ia on en e 0.011 y 4.628 mg kg-1. La dis ibución espacial de es as
concen aciones indicó que en Aliaga, las plan as de ace o, la e ine ía de pe óleo y
la plan a pe oquímica son las uen es mayo i a ias de PAHs en es a á ea [113].
De acue do con Vyskocil y col. [208] la concen ación o al de PAHs en
suelos de un ja dín in an il localizado en un á ea con aminada (0.132 mg kg-1) ue
el doble que aquellas encon adas en ja dínes in an iles si uados en á eas no
con aminadas (0.065 mg kg-1).
1.4. TOXICIDAD
Los PAHs son con aminan es medioambien ales que desa an un g an in e és
en el medio cien í ico debido a su ele ada oxicidad y su al o po encial
ca cinogénico y mu agénico [1,3,18,209-213]. La p ime a e e encia his ó ica
sob e la oxicidad de es os compues os da a de 1775, cuando el médico b i ánico
Pe ci al Po encon ó cie a elación en e la p o esión de deshollinado y el cánce
de esc o o [214,215]. Dedujo que as años y años de exposición al hollín, algunos
abajado es acababan po desa olla es e umo maligno. Desde en onces, se ha
ealizado un g an es ue zo in es igado pa a pode es ablece la elación en e
es os compues os y sus posibles e ec os noci os [216].
1.4.1. EVALUACIÓN MEDIOAMBIENTAL
En base a los e ec os noci os y la ele ada oxicidad de es os con aminan es
en los se es i os y el medio ambien e, muchos compues os de es e g upo han sido
conside ados como con aminan es pelig osos po las asociaciones y o ganismos
gube namen ales in e nacionales más ele an es.
Desde 1950 la OMS dio ecomendaciones pa a el es ablecimien o de
egis os de cánce epidemiológicos y en 1965 undó la Agencia In e nacional de
In es igación del Cánce (In e na ional Agency o Resea ch on Cance , IARC),
II. INTRODUCCIÓN
31
con cen o en Lyon [217]. Es e o ganismo ealizó nume osas in es igaciones y
p og amas in e nacionales pa a lle a a cabo la iden i icación y e aluación de los
iesgos asociados a la exposición de humanos a químicos ca cinogénicos y mezclas
complejas. El p og ama de monog a ías de la IARC ha e aluado el po encial
ca cinogénico de los PAHs y ni o-PAHs [218-220], así como los iesgos asociados a
di e en es ma e iales y ac i idades elacionadas [221-224]. Po su pa e, la OMS
dedica una monog a ía [7] a los PAHs, en la cual se ecogen las p opiedades ísico-
químicas, las p incipales uen es de emisión, la dis ibución de es os con aminan es
en el medio ambien e, así como una desc ipción de allada de los e ec os noci os y
la oxicidad de es os compues os.
La IARC ca aloga las sus ancias según el conocimien o de su ca cinogenia
es ableciendo a ios g upos di e enciados [219,220]. En la abla II.7 se ecoge la
clasi icación que es ablece la IARC pa a di e en es PAHs y mezclas elacionadas.
Tabla II.7 Clasi icación es ablecida po la IARC pa a algunos PAHs y mezclas de
in e és [220].
G upo 1 Benzo[a]pi eno, gasi icación de ca bón, p oducción de coque, des ilación de alqui án de
ca bón, deshollinado de chimeneas, pa imen ado con alqui án, p oducción de aluminio
G upo 2A Ciclopen a[c,d]pi eno, dibenz[a,h]an aceno, dibenzo[a,l]pi eno, c eoso a, manu ac u a
de ca bón median e elec odos
G upo 2B Benz[a]an aceno, benzo[b] luo an eno, benzo[j] luo an eno, benzo[k] luo an eno,
benzo[c] enan eno, c iseno, dibenzo[a,h]pi eno, dibenzo[a,i]pi eno, indeno[1,2,3-
c,d]pi eno, 5-me ilc iseno
G upo 3 Acena eno, an aceno, benzo[b]c iseno, benzo[g]c iseno, benzo[a] luo an eno,
benzo[g,h,i] luo an eno, benzo[a] luo eno, benzo[b] luo eno, benzo[c] luo eno,
benzo[g,h,i]pe ileno, benzo[e]pi eno, co oneno, dibenz[a,c]an aceno,
dibenzo[a,j]an aceno, dibenzo[a,e] luo an ano, dibenzo[de , mono]c iseno
dibenzo[h, s ]pen a eno, dibenzo[a,e]pi eno, dibenzo[e,l]pi eno, 1,4-dime il enan eno,
luo an eno, luo eno, 1-me ilc iseno, 2-me ilc iseno, 3-me ilc iseno, 4-me ilc iseno, 6-
me ilc iseno, 2-me il luo an eno, 3-me il luo an eno, 1-me il enan eno, pe ileno,
enan eno, piceno, pi eno, i enileno.
G upo 1, el compues o es cance ígeno pa a los humanos. G upo 2A, p obablemen e cance ígeno pa a los
humanos. G upo 2B, posiblemen e cance ígeno pa a los humanos. G upo 3, no clasi icable como
cance ígeno pa a los humanos.
La EPA ha elabo ado a ias publicaciones ela i as a la oxicidad y los
e ec os dañinos de los PAHs. Además ha clasi icado 16 PAHs como con aminan es
o gánicos p io i a ios [225,226]. Es os son el na aleno, acena eno, acena ileno,
1. PAHs
32
luo eno, enan eno, an aceno, luo an eno, pi eno, benzo[a]an aceno, c iseno,
benzo[b] luo an eno, benzo[k] luo an eno, benzo[a]pi eno, dibenzo[a,h]an aceno,
benzo[g,hi]pe ileno e indeno[1,2,3-c,d]pi eno. Po o o lado, ha clasi icado el
benzo[a]an aceno, benzo[b] luo an eno, benzo[k] luo an eno, benzo[a]pi eno,
c iseno, dibenzo[a,h]an aceno e indeno[1,2,3-c,d]pi eno como p obables
ca cinógenos [227], y econoce como ca cinógenos mezclas de compues os como
po ejemplo el hollín, las emisiones de ho nos de coque y el alqui án de ca bón,
que con ienen PAH [228].
La Agencia pa a Sus ancias Tóxicas y el Regis o de En e medades
(Agency o Toxic Subs ances and Disease Regis y, ATSDR) ha p epa ado un pe il
oxicológico [8] que incluye in o mación ace ca de la oxicología y de los e ec os
ad e sos en la salud, y ha elabo ado una lis a de 17 compues os del g upo de los
PAHs, en base a su oxicidad, mayo iesgo de exposición, mayo es concen aciones
encon adas y el olúmen de in o mación exis en e sob e ellos. La mayo ía de los
compues os ecogidos coinciden con los clasi icados po la EPA como con aminan es
p io i a ios, excep uando el na aleno e incluyendo el benzo[e]pi eno y el
benzo[j] luo an eno.
Po o a pa e, a lo la go de la década pasada, los PAHs se han si uado en
los p ime os pues os de la lis a de sus ancias pelig osas de la Ley de
Responsabilidad, Compensación y Recupe ación Ambien al (Comp ehensi e
En i onmen al Response Compensa ion, and Liabili y Ac , CERCLA). Así, el
benzo[a]pi eno, benzo[b] luo an eno y el g upo de los PAHs en gene al, se han
si uado en e los diez p ime os pues os de un o al de 275 sus ancias [229].
En base a que exis en su icien es e idencias de ca cinogénesis en animales,
el P og ama Nacional de Toxicología (NTP) an icipa que con aminan es como el
benzo[a]an aceno, benzo[b] luo an eno, benzo[j] luo an eno, benzo[k] luo an eno,
benzo[a]pi eno, dibenzo[a,h]an aceno, dibenzo[a,e]pi eno, dibenzo[a,h]an aceno,
dibenzo[a,i]pi eno, dibenzo[a,l]pi eno, indeno[1,2,3-c,d]pi eno y 5-me ilc iseno,
pueden se conside ados como ca cinógenos en humanos [230].
1.4.2. TOXICOLOGÍA Y RIESGOS PARA LA SALUD
La geno oxicidad de los PAHs depende en g an medida de su es uc u a
química, ya que ha sido asociada con el g ado de no-plana idad de es os
II. INTRODUCCIÓN
33
compues os, así como a la exis encia de la “ egión bahía”. El aumen o de la
eac i idad en los PAHs no-plana es se c ee que es debido al aumen o del ca ác e
ole ínico de algunos enlaces a omá icos en la molécula, mien as que la p esencia
de la “ egión bahía” le con ie e a la molécula unas p opiedades elec o ílicas
ele adas que pe mi en in e acciona con los enlaces co alen es [16,231]. La
in oducción de g upos me ilo o de o o ipo en los anillos de es os compues os
p oduce una dis o sión de la plana idad que algunas eces se aduce en mayo
eac i idad y ca cinogenia. En e los más pelig osos des acan los de i ados del
an aceno, molécula que cu iosamen e ella misma no es ca cinogénica, pe o sí las
que con ienen su es uc u a básica a la que se añade algún anillo bencénico (como
benzo[a]an aceno, benzo[a]pi eno y dibenzo[a,h]an aceno) y algunos
sus i uyen es como los g upo me ilo. También es impo an e des aca que aunque
algunos PAHs ca ecen de p opiedades mu ágenas y cance ígenas, ienen una
unción de co-cance ígenos cuando se aplican simul áneamen e con sus homólogos
cance ígenos [232].
La ac i idad geno óxica de los PAHs ha sido e aluada median e es udios con
di e en es animales [209], como po ejemplo mejillones expues os al uel
de amado po el P es ige [70], oedo es sal ajes de un á ea de mine ía de hulla
[233] o ca acoles expues os a ma e ia pa iculada con concen aciones impo an es
de PAHs [234]. En odos los casos se han de ec ado daños se ios en el ADN.
Chak a a i y col. [235] han es udiado la o mación de aduc os es ables de PAHs y
ADN en piel de a ones y han obse ado que son esponsables de mu aciones que
dán luga a papilomas y umo es.
Los PAHs se bioacumulan en los ejidos g asos de algunos o ganismos
ma inos, elacionándose con la p oducción de lesiones de hígado y umo es en
algunos peces [3], así como se piensa que juegan un papel impo an e en la
de as ación de las poblaciones de ballenas beluga en el ío S . Law ence [4,236].
Gene almen e la exposición a ni eles suble ales de PAHs en el ango lipo ílico de log
Kow de 2 a 6, o igina ano malidades mo ológicas, isiológicas y del desa ollo en
pescados. Además se ha demos ado que la exposición a PAHs causa una
impo an e educción en la incubación de hue os y en la longi ud y el peso de las
la as, así como abe aciones en c omosomas de pescado [3].
1. PAHs
40
y, en el caso de los ya con aminados, iden i ica los y ca ac e iza los u ilizando pa a
ello una me odología no malizada y écnicamen e igu osa.
En el 2005, median e el Real Dec e o 9/2005, del 14 de ene o, se es ablece
la elación de ac i idades po encialmen e con aminan es del suelo y los c i e ios y
es ánda es pa a la decla ación de suelos con aminados [291]. Así, el Gobie no de
España ha es ablecido ni eles egula o ios pa a algunos PAHs en unción de los
usos del suelo, es ableciendo lími es máximos acep ables pa a 13 PAHs (na aleno,
1 mg Kg-1; acena eno, 6 mg Kg-1; luo eno, 5 mg Kg-1; an aceno, 45 mg Kg-1;
luo an eno, 8 mg Kg-1; pi eno, 6 mg Kg-1; benzo[a]an aceno, 0.2 mg Kg-1;
c iseno, 20 mg Kg-1; benzo[b] luo an eno, 0.2 mg Kg-1; benzo[k] luo an eno, 2 mg
Kg-1; benzo[a]pi eno, 0.02 mg Kg-1; dibenzo[a,h]an aceno, 0.03 mg Kg-1;
indeno[1,2,3-c,d]pi eno, 0.3 mg Kg-1 (concen aciones en peso seco)) en suelos
des inados pa a ac i idades ag ícolas, o es ales y/o ganade as.
Las egulaciones españolas es án o ien adas en línea con la polí ica de
sus ancias químicas de la EU. Ob iamen e, algunos aspec os de la egulación es án
en ocados especí icamen e a la si uación española, como la dis ibución en e los
pode es del gobie no nacional o de los gobie nos locales. Sin emba go, una pa e
impo an e de la p opues a es á basada en los p o ocolos eu opeos de e aluación
de iesgo, y po lo an o, puede se ex apolada a ni el eu opeo [292].
La Di ec i a 96/62/CE de la EU sob e la e aluación y ges ión de la calidad
del ai e ambien e, es ablece una lis a de los con aminan es a mos é icos que
deben ene se en cuen a en la e aluación y ges ión de la calidad del ai e ambien e,
donde apa ecen los PAHs [293]. Más adelan e, con el in de educi al mínimo los
e ec os pe judiciales pa a la salud humana, la Di ec i a 2004/107/CE es ableció un
lími e máximo de 1 ng m-3 pa a el benzo[a]pi eno, siendo es e compues o el
indicado del iesgo cance ígeno de los PAHs en el ai e ambien e [294].
Finalmen e hay que menciona que en España se han conside ado los
iesgos asociados a la exposición labo al. El Real Dec e o 665/1997 del 12 de
Mayo sob e la p o ección de los abajado es con a los iesgos elacionados con la
exposición a agen es cance ígenos du an e el abajo, es ablece una se ie de
no mas y medidas de segu idad e higiene pa a p e eni la exposición labo al de los
abajado es a una se ie de sus ancias en e las cuales igu an los hid oca bu os
a omá icos policíclicos p esen es en el hollín, alqui án o la b ea de hulla [295].
II. INTRODUCCIÓN
41
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
A pesa de los conside ables a ances ecnológicos en el campo analí ico, la
mayo ía de los ins umen os no pueden p ocesa ma ices complejas di ec amen e.
En la mayo ía de los casos se equie e una e apa p e ia de p epa ación de mues a,
median e la cual se concen an los anali os de in e és, y se ob iene un ex ac o
limpio, compa ible con el sis ema analí ico. En ocasiones, si la mues a es muy
compleja, los ex ac os esul an es de la e apa de p epa ación de mues a,
equie en un p o ocolo de limpieza adicional, an es de su análisis. Así,
gene almen e las me odologías se componen de es pa es cla amen e
di e enciadas, p epa ación de mues a, pu i icación de ex ac os y de e minación.
En es e capí ulo II.2 se ecogen los mé odos de p epa ación de mues a,
pu i icación de ex ac os y de e minación, u ilizados en el análisis de PAHs. Den o
de los mé odos de p epa ación, se es ablece una di e enciación en base a la
na u aleza de la mues a. En un p ime capí ulo II.2.1, se desc iben los
undamen os y aspec os gene ales, de algunas de las me odologías más ele an es
pa a la p epa ación de mues as acuosas. Pos e io men e en el capí ulo II.2.2 se
ecogen los p incipales mé odos de p epa ación de mues as sólidas. En ambos
casos, se o ece una explicación más po meno izada de aquellas me odologías que
se han u ilizado en es a Tesis Doc o al. A con inuación, se p esen an los mé odos
de pu i icación más comunes (capí ulo II.2.3) y inalmen e en el capí ulo II.2.4
se desc iben los mé odos de de e minación.
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
42
2.1. MÉTODOS DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS ACUOSAS
2.1.1. TÉCNICAS TRADICIONALES
2.1.1.1. Ex acción líquido-líquido
La ex acción líquido-líquido (liquid liquid ex ac ion, LLE), basada en la
ans e encia de los anali os desde la mues a acuosa hacia un disol en e inmiscible
en agua, es una écnica empleada habi ualmen e pa a la p epa ación de mues as
acuosas.
Po sus ca ac e ís icas, es una écnica especialmen e ap opiada pa a la
ex acción de PAHs, ya que son compues os con un ma cado ca ác e hid o óbico y
la ex acción con un disol en e apola esul a especialmen e e icaz. De ahí, que la
écnica haya sido aplicada pa a la ex acción de es os compues os de di e en es
ipos de aguas medioambien ales, como ío [142], llu ia [296], lago [297] y agua
de ma [298].
Los disol en es más u ilizados pa a la ex acción de PAHs son hexano
[298,299], diclo ome ano [300-302] o mezclas de ambos [303]. De hecho, el
diclo ome ano, es el disol en e u ilizado en el mé odo o icial EPA 550 [304], pa a la
de e minación de PAHs en aguas des inadas a consumo humano, y en el mé odo
EPA 610 [305], pa a la de e minación de PAHs en aguas esiduales.
No obs an e, LLE p esen a cie os incon enien es, ya que se a a de una
écnica len a y labo iosa, con ele ado consumo de disol en es, y con p oblemas
adicionales, como la o mación de emulsiones y/o la necesidad de e apas
adicionales de e apo ación de disol en e.
2.1.1.2. Ex acción en ase sólida
O o mé odo de p epa ación de mues a muy popula es la ex acción en
ase sólida (solid-phase ex ac ion, SPE). Es una écnica de p epa ación y
a amien o de mues as, que es á basada en la e ención selec i a de los anali os
sob e un adso ben e ap opiado y en su pos e io elución. Se a a de un p oceso
ísico, en el que es án implicadas, una ase sólida y un líquido. Los anali os
p esen an mayo a acción po la ase sólida, que po la ma iz líquida de la
II. INTRODUCCIÓN
43
mues a. Como la mues a pasa a a és del lecho del adso ben e, los anali os se
concen an en la supe icie, mien as que o os componen es de la mues a no
e enidos, pasan a a és del mismo. Seleccionando adso ben es adecuados se
pueden consegui ex acciones muy selec i as.
Es a écnica se ha aplicado en la ex acción de PAHs de aguas de bebida
[306,307], medioambien ales [130,141,302] y esiduales [137]. El C18 [126,308-
311] es, con di e encia, la ase más u ilizada, pe o ambién se han desc i o algunas
aplicaciones con ases como C8 [312,313], ciclohexil [141], o ases polimé icas,
como discos de es i eno-di inilbenceno [314], Oasis HLB (políme o mac opo oso de
poli(di inilbenceno-co-N- inilpi olidona) [130] o S a a-X ( ase polimé ica de
es i eno-di inilbenceno de supe icie modi icada) [315,316]. Los disol en es de
elución más comunes son el ace oni ilo [302,312], me anol [317], 2-p opanol
[318], n-hexano [306,319], diclo ome ano [141,320], ace a o de e ilo [309,316],
e ahid o u ano [313], olueno [307], o mezclas de ellos [130,137,315].
Aunque es a écnica u iliza menos olúmen de disol en e que LLE, la
can idad del mismo puede conside a se bas an e impo an e, y no malmen e se
equie en pasos adicionales de concen ación de los ex ac os. Po o o lado,
aunque la SPE puede se au oma izada, es o conlle a un aumen o en la
complejidad y un cos e adicional.
En el caso conc e o de los PAHs exis en a mayo es algunos incon enien es,
ya que es ecuen e la pé dida de anali os debida a la adso ción de los mismos a las
pa edes de los ecipien es y conduc os po los que ci cula la mues a [320]. Es e
p oblema suele esol e se median e la adición de un disol en e o gánico (me anol,
ace oni ilo o 2-p opanol) o un su ac an e, que inc emen an la solubilidad de los
anali os en la mues a acuosa. Sin emba go, la concen ación del disol en e
o gánico, es un pa áme o c í ico en SPE. Si el po cen aje de disol en e añadido es
bajo, p obablemen e no sea su icien e pa a solubiliza los PAHs de mayo peso
molecula , p oduciéndose de igual mane a las pé didas po adso ción. Si po el
con a io el po cen aje de disol en e o gánico es demasiado ele ado, el olúmen de
up u a de los PAHs de bajo peso molecula , se e á educido. Po lo an o, se a a
de un pa áme o a ene en cuen a, que debe op imiza se en unción del
adso ben e y del disol en e u ilizado [321]. Po o o lado, al a a de consegui un
ac o de concen ación máximo, la e iciencia de la ex acción disminuye de o ma
conside able pa a los PAHs más lige os, que son menos e enidos po la ase
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
44
adso ben e, y que p esen an un olúmen de up u a meno . O o p oblema
asociado que limi a la ecupe ación de los compues os más lige os, es la pé dida
po ola ilidad du an e las e apas de secado del ca ucho y de concen ación de los
ex ac os.
Cabe menciona en es e sen ido, que con el mé odo o icial 550.1 desc i o
po la EPA, donde se u iliza SPE pa a la ex acción de PAHs en aguas des inadas a
consumo, median e ca uchos de C18 o discos del mismo ma e ial, las
ecupe aciones pa a algunos de es os compues os, son de un 50%
ap oximadamen e [322].
2.1.2. TÉCNICAS DE MICROEXTRACCIÓN
La e apa de p epa ación de mues a es á en con inua e olución ya que es la
causa más ecuen e de pé dida de anali os y con aminaciones, y además o igina
un ele ado consumo de iempo, mues a y eac i os, en algunos casos ca os y/o
óxicos. Po ello, la endencia ac ual es elimina odos o pa e de es os p oblemas,
o al menos educi los, median e el desa ollo de nue as écnicas de p epa ación de
mues a o la modi icación de las ya exis en es, pa a hace las más ápidas, po en es
y e sá iles.
La minia u ización se ha con e ido en una endencia dominan e en la
Química Analí ica du an e los úl imos años, ya que p esen a nume osas en ajas
en e a las écnicas de p epa ación de mues a adicionales. Algunas de ellas son
la simplicidad, apidez, economía, minimización de las e apas y de la manipulación
de la mues a, mayo p ecisión y sensibilidad. Además, se minimiza la can idad de
mues a, el consumo de eac i os, y de disol en es ca os y óxicos, ob eniéndose
un sis ema más ecológico [323-325].
En las úl imas décadas, las écnicas de mic oex acción es án jugando un
papel impo an e en la de e minación de PAHs, ya que cada ez son más las
me odologías desc i as pa a la ex acción de es os anali os median e écnicas como
la mic oex acción en ase sólida (SPME), la ex acción con ba as agi ado as
(SBSE), la mic oex acción en ase líquida (LPME), e c. En la igu a II.6, se p esen a
un esquema, donde se ecogen las p incipales écnicas de mic oex acción que han
sido aplicadas pa a la de e minación de es os compues os, y pos e io men e se
hace una b e e desc ipción de cada una de las écnicas.
II. INTRODUCCIÓN
45
LLE Mic o-LLE
SPE Mic o-SPE
Con memb ana
HF-LPME
MASE
Di ec a
DLLME
SDME
SPME
SBSE
Minia u ización
Figu a II.6 Esquema de las écnicas de mic oex acción conside adas en
es e capí ulo.
2.1.2.1. Mic oex acción con go a suspendida
La mic oex acción con go a suspendida (single d op mic oex ac ion,
SDME) ue desa ollada en la década de los 90, como un p ocedimien o de
p e a amien o de mues a que minimiza el consumo de disol en e [326,327]. La
ase ex ac an e es una mic ogo a de un disol en e o gánico, suspendida del
ex emo de la aguja de una mic oje inga, y expues a a la mues a ( igu a II.7)
[327,328]. Después del pe iodo de ex acción, la go a se e ae hacia la aguja de la
mic oje inga, y inalmen e se inyec a en el sis ema de medida.
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
46
Mic ogo a o gánica
Aguja de mic oje inga
Mic oje inga
Mues a acuosa
Ba a agi ado a
Figu a II.7 Rep esen ación esquemá ica de un sis ema de mic oex acción de go a
suspendida en la pun a de una mic oje inga.
En es e esquema se ep esen a una de las modalidades de SDME, donde la
go a de disol en e o gánico, inmiscible en agua, se encuen a inme sa
di ec amen e en la mues a. O a al e na i a es ealiza el mues eo en espacio de
cabeza [329,330].
Se a a de una écnica sencilla y ápida, de bajo cos e, e ec i a y que
equie e pocos mic oli os de disol en e en cada ex acción [331]. Su p incipal
des en aja es la ines abilidad de la go a, que en ocasiones causa p oblemas en la
epe ibilidad de la ex acción [323].
Es a écnica ha sido aplicada con éxi o, a la ex acción de PAHs de mues as
de agua de g i o, pozo, manan ial, ío [332], agua de piscina y aguas esiduales
[333]. Sha ia i-Feizabadi y col. [333] p oponen un mé odo de SDME en espacio de
cabeza, u ilizando una mic ogo a de 3 µL de 1-bu anol. Hou y col. [334] op an po
la inme sión di ec a de 3 µL de olueno. También se han encon ado aplicaciones en
las que se u ilizan líquidos iónicos (hexa luo o os a o de 1-oc il-3-me ilimidazolio
([C8MIM][PF6]), is(pen a luo oe il) i luo o os a o (FAP)) como ase ex ac an e,
median e inme sión di ec a [332,335].
II. INTRODUCCIÓN
47
2.1.2.2. Mic oex acción líquido-líquido dispe si a
La mic oex acción líquido-líquido dispe si a (DLLME) ue in oducida
po Assadi y colabo ado es en 2006 [336]. Se a a de una écnica de
mic oex acción que o ece impo an es en ajas espec o a los mé odos de
ex acción con encionales, ya que pe mi e lle a a cabo la p epa ación de la
mues a de una mane a ápida y simple, con bajo cos e, sin necesidad de u iliza
g andes can idades de disol en es o gánicos, y con posibilidad de combina la con la
mayo ía de los mé odos analí icos. Es as en ajas han o iginado que desde su
in oducción, haya sido u ilizada pa a la ex acción de una g an can idad de
con aminan es en mues as acuosas.
2.1.2.2.1. P incipios de la écnica
DLLME es á basada en un sis ema de disol en es
e na io, donde se u iliza una mezcla de un disol en e de al a
densidad, que ac úa como ex ac an e, y un disol en e pola ,
miscible en agua, que eje ce la unción de dispe san e. Los
disol en es de ex acción más comunes son disol en es
o gánicos clo ados. Algunos ejemplos son, el clo obenceno,
e aclo u o de ca bono, e aclo oe ileno o clo o o mo.
Ace ona, me anol, ace oni ilo y e ahid o u ano son los
disol en es dispe san es u ilizados gene almen e. La mezcla
ap opiada de disol en es de ex acción y dispe san e se
inyec a ápidamen e en la mues a acuosa que con iene los
anali os. Inmedia amen e se p oduce una g an u bidez de la mezcla e na ia,
debido undamen almen e a la o mación de go as muy inas que es án dispe sadas
a a és de la mues a acuosa. El á ea supe icial en e el disol en e de ex acción
y la mues a es muy ele ada, po lo que el es ado de equilib io se alcanza
ápidamen e, y en consecuencia el iempo de ex acción es muy co o. De hecho,
es a es una de las p incipales en ajas de DLLME [336,337].
Figu a II.8 Fo og a ía
de la mues a acuosa
as la inyección de la
mezcla de disol en es.
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
48
El siguien e paso es la e apa de cen i ugación de la
mezcla u bia, después de la cual se ob iene una ase
sedimen ada en el ondo del ubo. Po azones p ác icas, se
u ilizan ubos de id io de ondo cónico, lo cual acili a la
ecupe ación de la go a, que se lle a a cabo con una
mic oje inga. Los anali os de in e és se concen an desde la
mues a acuosa, en el pequeño olúmen de disol en e de
ex acción, de modo que en una única e apa se p oduce la
ex acción y concen ación de los mismos. Finalmen e, la
de e minación de los anali os de la ase sedimen ada puede
ealiza se median e análisis ins umen al [336,337].
Recupe aciones y ac o es de en iquecimien o
La in luencia de las dis in as a iables, du an e la e apa de op imización de
un mé odo de DLLME, se de e mina u ilizando los ac o es de en iquecimien o (EF)
y las ecupe aciones (R). Los EFs se de inen como el cocien e en e la
concen ación de cada compues o en la ase sedimen ada y la concen ación inicial
en la mues a acuosa. Las ecupe aciones se calculan como el p oduc o de los EFs
po el cocien e en e el olúmen de la ase sedimen ada y la ase acuosa
mul iplicando po cien.
EF = C
sed
C
0
R= ŋ
sed
ŋ
aq
x
100 = C
sed
C
0
V
sed
V
aq
x
x
x
100
R= V
sed
V
aq
x
100EF
donde C0 y Csed son las concen aciones en la mues a y en la ase sedimen ada
espec i amen e. ŋsed ŋaq es la can idad de anali o en la ase sedimen ada y en la
ase acuosa espec i amen e y Vsed y Vaq son los olúmenes de la ase sedimen ada
y acuosa, espec i amen e.
Figu a II.9
Fo og a ía de la
sepa ación de las
ases as la e apa
de cen i ugación.
II. INTRODUCCIÓN
49
Las condiciones de ex acción a ec an al olúmen de go a sedimen ada, po
lo que es necesa io u iliza an o las ecupe aciones como los ac o es de
concen ación en la op imización, buscando siemp e en medida de lo posible los
alo es máximos pa a ambos pa áme os.
2.1.2.2.2. Va iables que a ec an al p oceso de ex acción
En DLLME, los ac o es que a ec an a la e iciencia de la ex acción son
undamen almen e el ipo y olúmen de disol en e de ex acción y el ipo y
olúmen de disol en e dispe san e.
La selección de un disol en e de ex acción adecuado es el pa áme o
p incipal del p oceso de DLLME. Los disol en es o gánicos son elegidos en base a su
mayo densidad que el agua, capacidad de ex acción po los compues os de
in e és y buen compo amien o c oma og á ico. El olúmen del disol en e de
ex acción iene un e ec o impo an e en el EF. El inc emen o del olúmen de
ex ac an e, se aduce en un aumen o del olúmen de ase sedimen ada, po lo
que disminuye el EF. Sin emba go, la educción del olúmen de ex ac an e es á
de e minada po la ob ención de una go a sedimen ada ácilmen e manipulable. Po
an o, el olúmen de disol en e debe se op imizado pa a consegui , po un lado los
mejo es EFs, y po o o, un olúmen su icien e de ase sedimen ada, que pe mi a
su análisis después de la cen i ugación [336,337].
La miscibilidad del disol en e dispe san e con el disol en e de ex acción
y con la ase acuosa, es esencial en la selección del mismo. El olúmen de
disol en e dispe san e a ec a di ec amen e al g ado de dispe sión del disol en e
de ex acción en la ase acuosa, y po lo an o, a la e iciencia de ex acción.
Va iaciones en el olúmen de disol en e dispe san e ambién o iginan cambios del
olúmen de la ase sedimen ada. Pa a consegui un olúmen cons an e de la ase
sedimen ada, es necesa io ealiza simul áneamen e cambios en los olúmenes de
dispe san e y ex ac an e. El olúmen de mues a y la solubilidad del disol en e de
ex acción, ambién juegan un papel impo an e en el olúmen de la ase
sedimen ada. Desde el pun o de is a expe imen al, pa a ob ene un olúmen
cons an e de ase sedimen ada es necesa io ealiza algunos expe imen os iniciales
de p ueba y e o [336-338].
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
56
luidos biológicos [375]; ma ices alimen a ias, como leche, yema de hue o, acei e
de oli a [376], miel [377], u as [342,378] y pescados [379]; e incluso a mues as
de suelo [380-382].
DLLME ambién se ha u ilizado como écnica de pu i icación y concen ación
combinada con SPE [382-384]. Liu y col. [385] han desa ollado una me odología
de SPE-DLLME-GC-ECD pa a la de e minación de PBDEs en mues as de agua y
plan as. Después de la p econcen ación y pu i icación de las mues as en un
ca ucho de C18, 1 mL del eluyen e, que con iene 22 µL de 1,1,2,2- e aclo oe ano
se inyec a ápidamen e en 5 mL de agua pu a. Después de la e apa de
cen i ugación, la ase sedimen ada se inyec a en el GC-ECD. Bajo condiciones
óp imas, los EFs oscilan en e 6838-9405. Mon es y col. [386] p oponen un mé odo
de SPE-DLLME pa a la de e minación de ungicidas en mues as de ino. 20 mL de
ino se concen an u ilizando un adso ben e en ase e e sa. A con inuación, los
compues os de in e és se eluyen con 1 mL de ace ona. Es e ex ac o se mezcla con
0.1 mL de 1,1,1- iclo oe ano y la mezcla ob enida se añade a 10 mL de agua
ul apu a. El mé odo p opo ciona EFs en o no a 200 y se obse a una mejo a en la
selec i idad si se compa a con el mé odo de SPE simple.
En 2007, se ha desa ollado una nue a aplicación de la écnica [387],
donde se sus i uyen los disol en es o gánicos clo ados, po disol en es con bajos
pun os de usión y densidad in e io a la del agua, como el 1-undecanol, 1-
dodecanol, 2-dodecanol, 1- e adecilalcohol o el n-hexadecano [388,389]. En es e
caso, as la e apa de cen i ugación, la go a de ex ac an e no se deposi a en el
ondo del ubo de ex acción, sinó que lo a sob e la supe icie de la mues a. La
ecupe ación del ex ac an e se lle a a cabo median e la solidi icación de la go a
o gánica lo an e (solidi ica ion o loa ing o ganic d op, SFO). Leong y col. [390]
desa olla on un mé odo de DLLME-SFO-GC-MS pa a lle a a cabo el análisis de
compues os o gánicos halogenados en mues as de agua. Una mezcla de 0.5 mL de
ace ona que con iene 10 µL de 2-dodecanol se inyec a ápidamen e u ilizando una
je inga, en 5 mL de la mues a acuosa. Después de cen i uga , las inas go as de
2-dodecanol es án lo ando po la pa e supe io de la mues a acuosa. A
con inuación, el ubo que con iene la mezcla se in oduce en un baño de hielo
du an e 5 min. Después de es e iempo, el 2-dodecanol solidi icado se ans ie e a
un ial a empe a u a ambien e has a que pasa nue amen e a es ado líquido.
Finalmen e, se inyec an 2 µL en GC-MS. T abajando en es as condiciones se
II. INTRODUCCIÓN
57
consiguen EFs y ecupe aciones que a ían en e 228-322 y 81-102%,
espec i amen e.
O a écnica elacionada es la emulsi icación-mic oex acción asis ida po
ul asonidos (ul asound-assis ed emulsi ica ion-mic oex acion, USAEME). Se a a
de una écnica híb ida en e DLLME y la LLE asis ida po ul asonidos (ul asound-
assis ed liquid-liquid ex ac ion, USALLE). USAEME consis e en la adición del
disol en e ex ac an e a la mues a y some e la mezcla a adiación de
ul asonidos. T as un iempo de ex acción, la mezcla se cen i uga y se ob iene la
ase sedimen ada [391]. A di e encia de DLLME, se u iliza un sis ema bina io de
disol en es, ya que en es e caso el disol en e dispe san e se sus i uye po el pode
emulsionan e de la adiación de ul asonidos. Es a me odología se ha aplicado pa a
la de e minación de conse an es enólicos [392], pes icidas [393], PCBs [394],
PAHs [395] y PBDEs [396] en aguas.
2.2.2.2.4.1 Líquidos iónicos como ase ex ac an e
Los líquidos iónicos (ILs), ambién llamados líquidos iónicos a
empe a u a ambien e (“ oom- empe a u e ionic liquids”, RTILs), son sales líquidas
a empe a u a ambien e, debido a que p esen an pun os de usión in e io es a es a
empe a u a. Es os compues os esul an de la combinación de un ca ión o gánico y
un anión o gánico o ino gánico. La mayo ía de los ILs es udiados es án o mados
po los ca iones 1-alquil-3-me ilimidazolio ([CnMIM]), N-alquilpi idinio,
e alquilamonio, o e aalquil os onio ( igu a II.10). Los aniones más u ilizados
son el hexa luo o os a o [PF6], e a luo obo a o [BF4], i luo ome ilsul ona o
[CF3SO3], bis[( i luo ome il)sul onil]amida [(CF3SO2)2N]N, i luo oe anoa o
[CF3CO2], ace a o [CH3CO2], ni a o y halu os [397-399].
NN
R
1
+
N
R
1
+
N
+
R
4
R
1
R
3
R
2
P+
R
4
R
1
R
3
R
2
1-alquil-3-me ilimidazolio N-alquilpi idinio Te aalquilamonio Te aalquil os onio
(R1,2,3,4, alquil)
Figu a II.10 Ca iones de algunos de los líquidos iónicos más es udiados.
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
58
Las p opiedades isicoquímicas de los ILs dependen de la na u aleza y
amaño del ca ión y del anión [400,401]. Po ello, debido a que la única
combinación de ca iones y aniones in luye en las p opiedades de los ILs, a es os
disol en es se les ha denominado disol en es diseñados [402]. La abla II.11
mues a algunas p opiedades ísicas de los ILs más u ilizados en Química Analí ica.
Tabla II.11 P opiedades ísicas de los ILs más u ilizados en Química Analí ica [403].
ILs Pun o
usión
(ºC)
Densidad
(g mL-1)
Viscosidad
(mPa s)
Solubilidad en
agua
(g/100 mL)
Conduc i idad
(S cm-1)
[C4MIM][PF6] 10, -8 1.36-1.37 (25ºC) 148-450 (25ºC) 1.88 0.14 (25ºC)
[C6MIM][PF6] -61 1.29-1.31 (25ºC) 560-586 (25ºC) 0.75
[C8MIM][PF6] 22 1.20-1.23(25ºC) 682-710 (25ºC) 0.20
[CMIM][(CF3SO2)2N] -3 1.56 44 (20ºC) 0.84 (20ºC)
[C2MIM][(CF3SO2)2N] -4 1.50 34 (20ºC) 1.77 0.88 (20ºC)
[C4MIM][(CF3SO2)2N] 1.42 52 (20ºC) 0.80 0.39 (20ºC)
[C6MIM][(CF3SO2)2N] 1.33 0.34
[C8MIM][(CF3SO2)2N] 1.31 0.21
[C4MIM][Cl] 65.41 1.10 (25ºC) Sólido Miscible Sólido
[C2MIM][BF4] 15 1.28 (25ºC) 37 (25ºC) Miscible
[C4MIM][BF4] -81 1.21 (25ºC) 180 (25ºC) Miscible 0.17 (25ºC)
[C6MIM][BF4] 314 (20ºC) Miscible
[C4MIM][CF3SO3] 16 1.29 (20ºC) 90 (20ºC) Miscible 0.37 (20ºC)
Sus aplicaciones en Química Analí ica, especialmen e en la sepa ación de
anali os, son impo an es debido a que poseen p opiedades únicas ales como
buena es abilidad é mica y oxida i a, conduc i idad iónica in ínseca, una amplia
en ana de po enciales elec oquímicos, excelen es p opiedades de ans e encia de
calo , e icien e abso ción y ansmisión de mic oondas, iscosidad y densidad
a iables, miscibilidad selec i a con agua o disol en es o gánicos, sín esis
económica, así como buena ex ac abilidad pa a compues os o gánicos e iones
me álicos. Sin emba go, las p opiedades que los ha hecho más conocidos son su
baja p esión de apo e in lamabilidad, incluso a ele adas empe a u as. Debido a
es as úl imas p opiedades los ILs p oducen una can idad mínima de compues os
o gánicos olá iles, el po encial in lamable se e minimizado y pueden se
ecupe ados y eciclados, hecho que les ha p opo cionado un papel impo an e
den o de la química e de debido a su ca ác e bene icioso pa a el medio ambien e
[404,405].
II. INTRODUCCIÓN
59
Los ILs apa ecen en la década de los no en a, p incipalmen e pa a se
u ilizados como medio de eacción y así eemplaza a los disol en es o gánicos
con encionales [402,406]. Una década después han sido inco po ados a muchas
o as á eas y, ecien emen e, han cap ado el in e és y la imaginación de la
comunidad analí ica. Así, en los úl imos años han sido una pieza impo an e de las
inno aciones en sepa aciones analí icas, espec ome ía de masas, elec oquímica,
espec oscopía y química de senso es [399,401,403].
El núme o de publicaciones cen adas en el uso de la mic oex acción
líquido-líquido dispe si a con ILs (IL-DLLME) es aún muy educido, y hay que
des aca que has a el momen o de ealización del abajo ecogido en es a
memo ia, no exis ía ningún mé odo, donde se u iliza an IL-DLLME pa a la
ex acción de PAHs de aguas medioambien ales.
Las me odologías publicadas se cen an en la de e minación de pes icidas
pi e oides [407], aminas a omá icas [341], insec icidas he e ocíclicos [360] y
enoles [408] en mues as acuosas. También se han desc i o algunas aplicaciones
de IL-DLLME pa a la ex acción de d ogas an iin lama o ias no es e oides en o ina
[373], pes icidas en u as ( as una e apa p e ia de ex acción median e
ul asonidos) [378], así como la ex acción de algunos lan anoides en pol o de
dióxido de u anio [409].
Den o de las aplicaciones de IL-DLLME, nos encon amos con que no exis e
un p ocedimien o es anda izado pa a la ealización de la ex acción. Algunos
abajos se basan en los p incipios básicos de DLLME y u ilizan el IL en combinación
con un disol en e dispe san e, mien as que algunas aplicaciones se basan en un
sis ema bina io de disol en es. La ex acción de insec icidas he e ocíclicos se lle a a
cabo inyec ando una mezcla de 0.052 g de [C6MIM][PF6] y 0.5 mL de me anol en la
mues a acuosa [360]. Sin emba go, el mé odo desc i o pa a la ex acción de
aminas a omá icas [341] consis e en la mezcla di ec a del IL con la mues a
acuosa.
Gene almen e, las me odologías en las que se p escinde de disol en e
dispe san e, equie en de algún p ocedimien o de mezcla del IL con la mues a
acuosa. Se han desc i o aplicaciones en los que se sigue el p o ocolo habi ual de
DLLME, seguido de agi ación de la mezcla y cen i ugación pa a la ob ención de la
ase sedimen ada [341]. En o os casos, se p ocede de igual o ma pe o con con ol
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
60
de empe a u a [407]. El IL se añade sob e la mues a y es a mezcla se man iene a
al a empe a u a pa a a o ece la miscibilidad de las ases. Después se en ía en
baño de hielo, pa a disminui la solubilidad del ex ac an e, y po úl imo se
cen i uga.
Excep uando el mé odo de de e minación de lan anoides, donde se u iliza
ICP-OES; odas las aplicaciones mencionadas an e io men e u ilizan HPLC como
écnica de sepa ación. La baja p esión de apo y ele ada iscosidad de los ILs,
impide su inyección di ec a en un c oma óg a o de gases, hecho que cons i uye la
p incipal limi ación del uso de ILs como ase ex ac an e. No obs an e, hay que
des aca que ecien emen e, Aguile a-He ado y col. [410-412] han desa ollado
una in e ase, que ha pe mi ido el acoplamien o di ec o de la mic oex acción con
go a colgan e u ilizando IL como ase ex ac an e, con la c oma og a ía de gases. El
disposi i o se coloca en el inyec o del c oma óg a o, donde se lle a a cabo la
deso ción é mica de los anali os del IL y pos e io men e se ecoge lib e de
anali os, e i ando el con ac o con la columna c oma og á ica.
Po o o lado, Chis e y col. [413] p oponen el uso de un disposi i o
basado en ubos de id io concén icos, pa a lle a a cabo la deso ción é mica de
los anali os de la go a de IL (u ilizada como ase ex ac an e en la mic oex acción
con go a suspendida), hacia el sis ema de c oma og a ía de gases. La go a de IL se
coloca den o de un ubo de id io Py ex (20 mm), y és e a su ez, se in oduce en
o o ubo de id io come cial (187 mm), que se u iliza habi ualmen e en p ocesos
de deso ción é mica, du an e la ex acción en ase sólida con ba as agi ado as.
Los ex emos del ubo ex e io se sellan con lana de id io, y el disposi i o
comple o se coloca en el sis ema de e modeso ción acoplado al c oma óg a o. De
es e modo, se e i a que el IL en e en con ac o con el sis ema c oma og á ico
e i ando p oblemas con el inyec o y con la columna c oma og á ica.
2.1.2.3. Mic oex acción en ase líquida con ib a hueca
Pede sen-Bje gaa d y Rasmussen in oduje on en 1999 la
mic oex acción en ase líquida con ib a hueca (hollow ibe -liquid phase
mic oex ac ion, HF-LPME) [414], como solución pa a mejo a la es abilidad de la
go a en SDME.
II. INTRODUCCIÓN
61
En HF-LPME, la ase ex ac an e se encuen a en el in e io de una
memb ana y no es á en con ac o di ec o con la mues a. Una ib a hueca,
gene almen e de polip opileno po oso, se empapa con un disol en e o gánico, con
el in de inmo iliza lo en los po os, median e ue zas capila es. En el in e io de la
memb ana se in oduce una ase acep o a, que puede se el disol en e inmo ilizado
en los po os de la ib a, o bien una disolución acuosa ácida o alcalina. La ib a se
expone a la mues a acuosa y los anali os se ex aen a a és de la ase o gánica
de los po os, y pasan a la disolución acep o a del in e io de la memb ana. Pa a
a o ece el p oceso es habi ual el uso de agi ación [415,416].
Las ib as más u ilizadas pa a la ex acción de PAHs, son ib as de
polip opileno, con diáme o in e no de 600 µm, espeso de pa ed de 200 µm y
amaños de po o de 0.2 µm [133,417]. Los disol en es de ex acción u ilizados son
n-hexano [418], olueno [133] y 1-oc anol [417].
En gene al, la e iciencia de la ex acción log ada po HF-LPME es mayo que
con SDME di ec a, ya que la ib a hueca pe mi e el uso de elocidades de agi ación
mayo es, que acele an la ciné ica de la ex acción. Además, el uso de la ib a hueca
pe mi e el análisis de mues as sucias. El pequeño amaño de po o de la ib a
pe mi e la mic o il ación de las mues as, p oduciendo así ex ac os muy limpios.
En consecuencia, HF-LPME pe mi e la ex acción y p econcen ación de anali os de
mues as complejas de un modo simple y económico.
2.1.2.4. Ex acción con disol en es asis ida po memb anas
Los p incipios básicos de la ex acción con disol en es asis ida po
memb anas (memb ane‐assis ed sol en ex ac ion, MASE), son simila es a los de
HF-LPME. Las p incipales di e encias se encuen an en el ipo de memb ana
u ilizada y en el olúmen de disol en e, ya que en MASE se u ilizan memb anas
hid o óbicas no po osas, como el polie ileno de baja densidad o el polip opileno de
al a densidad, y mayo es olúmenes de disol en e (has a 1 mL). Los anali os
o gánicos p esen es en la mues a acuosa, di unden a a és de la memb ana y se
concen an en el pequeño olúmen de disol en e o gánico [419-421].
Las en ajas de u iliza una memb ana en e las dos ases es que se
p e iene la o mación de emulsiones, al mismo iempo que excluye los compues os
mac omolecula es y las pa ículas p esen es en la mues a. Es o hace que la écnica
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
62
sea especialmen e adecuada pa a mues as complejas con al o con enido en
ma e ia o gánica [419,422].
MASE es una écnica simple y con bajo consumo de disol en e y posibilidad
de au oma ización y acoplamien o en línea con los ins umen os analí icos. Además,
las memb anas son lo su icien emen e ígidas y es ables pa a pe mi i la agi ación
de la mues a a g an elocidad [422,423]. La mayo des en aja de la écnica, es
que no es ap opiada pa a la ex acción de anali os al amen e hid o ílicos, muy
solubles en la mues a acuosa, y con baja capacidad de di usión a a és de la
memb ana.
Es a écnica se ha aplicado pa a la ex acción de PAHs de una g an
di e sidad de mues as, como agua de ío [424], agua de ma [425], zumo
[424,426], ino in o y leche [424]. En la mayo ía de las aplicaciones se u iliza una
memb ana de polip opileno de al a densidad y disol en es como ciclohexano [426],
ace a o de e ilo [424] o mezclas de ambos [425].
2.1.2.5. Mic oex acción en ase sólida
La mic oex acción en ase sólida (solid-phase mic oex ac ion, SPME)
es una écnica de p epa ación de mues a desa ollada po Bela di y Pawliszyn en
1989 [427]. Se basa en la u ilización de una ib a de sílice undida, ecubie a con
una ase es aciona ia adso ben e de na u aleza polimé ica. La ib a se expone a la
mues a acuosa a analiza , bien median e inme sión di ec a o mues eo en espacio
de cabeza. Después de un iempo de mues eo de e minado, la ib a se e ae y la
je inga se e i a del ial de mues eo. Inmedia amen e después, la je inga se
in oduce en el inyec o de un ins umen o analí ico (GC o HPLC), donde los anali os
son deso bidos é micamen e o po disolución en la ase mó il, según la écnica
u ilizada [428-430].
Los pa áme os que a ec an a la ex acción son el ecub imien o polimé ico
de la ib a (la na u aleza química del anali o de e mina qué ipo de ases deben
usa se en la ex acción), la empe a u a y iempo de ex acción, el e ec o salino, pH
de la mues a, olúmen de mues a, agi ación y de i a ización.
Se a a de un mé odo po á il y simple, que puede se au oma izado y
acoplado con ins umen ación analí ica. Además, la SPME e i a el uso de
II. INTRODUCCIÓN
63
disol en es o gánicos, iene un ele ado pode de concen ación y no equie e
g andes olúmenes de mues a. Las p incipales des en ajas se cen an en que los
ecub imien os de la ib a son gene almen e ca os, y pa a algunas aplicaciones
ienen iempos de ida limi ados, y que exis e la posibilidad de e ec o memo ia.
Exis en nume osas aplicaciones de es a écnica a la ex acción de PAHs de
mues as acuosas. El ecub imien o de ib a más u ilizado es el polidime ilsiloxano
(PDMS) [431-433]. No obs an e, exis en algunas aplicaciones donde se op a po
ecub imien os di e en es, como el PDMS/di inilbenceno [434,435],
ca bowax/di inilbenceno [434,436], poliac ila o [437,438], o ecub imien os
basados en polianilina [436], die oxidi enilsilano o (3-aminop opil) ie oxisilano
[439].
2.1.2.6. Ex acción con ba as agi ado as
La ex acción en ase sólida con ba as agi ado as (s i ba so p i e
ex ac ion, SBSE) ue in oducida po p ime a ez po Bal ussen y col. [440] en
1999. En es a écnica se u ilizan ba as agi ado as ( ambién llamadas wis e s),
ecubie as con una ase de PDMS, gene almen e de 0.3-1 mm de espeso [441]. El
p oceso de ex acción es á basado en el equilib io en e PDMS-agua y se basa en
dos e apas, la ex acción y la deso ción [428,442].
La ba a agi ado a ecubie a de políme o, se pone
en con ac o con la mues a que con iene los anali os, bien
po inme sión di ec a ( igu a II.11a) o median e mues eo
en espacio de cabeza ( igu a II.11b) y se agi a bajo
condiciones con oladas [442]. El iempo de ex acción se
con ola ciné icamen e, y es á de e minado po el olúmen
de mues a, la elocidad de agi ación, la empe a u a y las
dimensiones de la ba a agi ado a, y debe op imiza se
pa a cada aplicación [429,430,443]. T as la e apa de ex acción, la ba a agi ado a
se e i a, y se enjuaga con agua des ilada pa a elimina sales, azúca es, p o einas u
o os componen es de la mues a. Pos e io men e se seca con un papel limpio pa a
elimina el agua, y pasa a la e apa de deso ción. La e apa de la ado no o igina
pé dida de los anali os, ya que es án adso bidos a la ase polimé ica [442,444].
Figu a II.11 Modos de
ex acción en SBSE; a)
inme sión, b) espacio de
cabeza.
(a) (b)
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
64
Finalmen e se ealiza una e apa de deso ción é mica o líquida. La mayo ía
de las aplicaciones de SBSE implican el uso de deso ción é mica seguida po GC
pa a ecupe a los anali os concen ados en la ba a agi ado a ecubie a. La
deso ción se ealiza a empe a u as en e 150-300ºC y iempos en e 10-15 min.
Es e ipo de deso ción e i a el uso de disol en es o gánicos y pe mi e la in odución
comple a de los anali os ex aídos, en el sis ema c oma og á ico. La deso ción
líquida es una al e na i a cuando se analizan solu os é micamen e lábiles, cuando
las sepa aciones se lle an a cabo u ilizando c oma og a ía líquida, elec o o esis
capila o si no se dispone del disposi i o de deso ción é mica en GC. La ba a
agi ado a se in oduce en un disol en e o mezcla de disol en es pa a la deso ción
química de los anali os ex aídos. El olúmen mínimo de disol en e debe ga an iza
la inme sión comple a de la ba a ecubie a y, ob iamen e, los disol en es
u ilizados deben se compa ibles con el políme o.
La p incipal des en aja de es a écnica, es que a ni el come cial sólo se
dispone de ba as agi ado as Twis e ® (Ge s el, Mülheim, Alemania), ecubie as
de PDMS [430]. La baja pola idad de es e políme o o igina que es as ba as
agi ado as no sean adecuadas pa a la ex acción de compues os pola es.
Exis en nume osas aplicaciones de es a écnica pa a la ex acción de PAHs
de mues as de aguas de di e en e na u aleza [445-448]. Popp y col. [449] han
aplicado la SBSE pa a la ex acción de PAHs de mues as de agua de llu ia,
sub e áneas y agua esidual p oceden e de una indus ia química. Una ba a
agi ado a de 10 mm y 50 µL de PDMS se in oduce en 10 mL de mues a acuosa.
La ex acción se ealiza du an e 60 min con una agi ación de 1000 .p.m. La
deso ción de los anali os se lle a a cabo en 150 µL de ace oni ilo, aplicando
adiación de ul asonidos du an e 10 min. Los ex ac os esul an es se analiza on
median e HPLC-Flu. U ilizando es e mé odo se consiguie on ecupe aciones en e
58-111% y lími es de de ección del o den del bajo ng L-1. La combinación de SBSE-
HPLC-Flu ambién se ha aplicado a la de e minación de PAHs en aguas de bebida,
u ilizando ba i as de 10 mm y 24 µL de PDMS. En es e caso la ex acción se lle a a
cabo du an e 40 min a 60ºC, ob eniendo ecupe aciones ela i as en o no al 100%
pa a odos los compues os es udiados [125]. Po su pa e, Laco e y col. [450]
p oponen una me odología de SBSE-GC-MS pa a la de e minación de 48
con aminan es o gánicos pe sis en es, en e los que se encuen an 16 PAHs, en
mues as de hielo del Á ico. El p oceso de ex acción consis e en in oduci una
II. INTRODUCCIÓN
65
ba i a agi ado a de 20 mm de longi ud y 10 mm de espeso de ase (126 µL de
PDMS) en 100 mL de hielo de e ido, y agi a lo du an e 24 h a 900 .p.m. A
con inuación, la ba i a se e i a con pinzas, se enjuaga con agua ul apu a y se
seca con un papel. Finalmen e, se lle a a cabo la deso ción é mica y la
de e minación po GC-MS, ob eniendo ecupe aciones sa is ac o ias pa a odos los
anali os es udiados.
2.1.3. OTRAS TÉCNICAS ALTERNATIVAS
2.1.3.1. Ex acción po pun o nube
La ex acción po pun o nube (cloud poin ex ac ion, CPE) es á basada
en la sepa ación de ases, que ocu e en disoluciones acuosas de su ac an es,
cuando se al e a la empe a u a. En es e ipo de ex acción, la concen ación de
su ac an e debe excede un cie o umb al, denominado concen ación micela
c í ica, a pa i de la cual los monóme os de su ac an e ienden a ag ega se pa a
o ma micelas y g andes coloides.
La mues a se pone en con ac o con el su ac an e du an e un pe iodo de
iempo co o. Los anali os se inco po an a los ag egados micela es p esen es en
disolución. A con inuación, se modi ica la empe a u a po debajo o po encima
(según sea un su ac an e no iónico o zwi e iónico, espec i amen e) de su
empe a u a de pun o nube. Es a empe a u a se de ine como aquella a la cual la
disolución adquie e una cie a u bidez, y dá luga a la sepa ación de dos ases, una
acuosa, y o a donde se concen a la mayo can idad de su ac an e. Finalmen e, se
lle a a cabo una e apa de cen i ugación, consiguiendo la concen ación de los
anali os en el pequeño olúmen (50-400 µL) de la ase ica en su ac an e
[451,452].
Es a écnica se ha u ilizado pa a la ex acción de PAHs de agua de consumo
[453,454], medioambien ales [128,453,455] y aguas esiduales [128]. Los
su ac an es más comunes son de ipo no iónico [453,456,457], como el T i on X-
114 o el Te gi ol 15-S-7, aunque ambién se encuen an aplicaciones con
su ac an es aniónicos [128,454,455] o con base de silicona [458].
El uso de CPE o ece en ajas como la posibilidad de concen a PAHs con
ele adas ecupe aciones y ac o es de p econcen ación, e i a el uso de g andes
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
72
2.2.4.1.2. Mecanismo de ex acción con disol en es
La ex acción asis ida po mic oondas se basa en el uso de ene gía de
mic oondas pa a consegui que los compues os de in e és, pasen de la mues a
(gene almen e sólida) a un disol en e.
El calen amien o po acción de la adiación de mic oondas, puede ocu i
po es mecanismos [510], dependiendo de si se u iliza:
Un disol en e o mezcla de disol en es que p esen en coe icien es de
pé dida dieléc ica al os.
Una mezcla de disol en es con al a y baja pola idad dieléc ica.
La mues a iene una pé dida dieléc ica al a en un disol en e de
pé dida dieléc ica baja.
La na u aleza de la mues a y el disol en e, juegan un papel undamen al
en el p oceso de ex acción.
En las ex acciones ealizadas con disol en es o mezcla de disol en es
pola es, el calen amien o ocu e po o ación de dipolos. Es os disol en es se
ca ac e izan po ene ele ados coe icien es de pé dida dieléc ica, lo que o igina
una empe a u a ele ada. Las al as empe a u as alcanzadas po el disol en e,
aumen an la solubilidad del anali o y acele an la ciné ica de la deso ción. Si la
ex acción se lle a a cabo con disol en es anspa en es a la ene gía de mic oondas
(coe icien e de pé dida dieléc ica bajo), que ac úan únicamen e como medio
solubilizado de los anali os, las mues as suelen se ma e iales biológicos o
ambien ales, ca ac e izados po un ele ado con enido en agua lib e dispe sada en
su es uc u a. El agua p esen e en los ejidos p o oca un sob ecalen amien o en
de e minados pun os de la ma iz y ex ae los anali os solubilizándolos [462].
Ins umen ación
Las p ime as aplicaciones de MAE se lle a on a cabo u ilizando ho nos
mic oondas domés icos. Sin emba go, la aplicación de ene gía mic oondas a
disol en es o gánicos in lamables cons i uye un se io iesgo, que ha de i ado en el
desa ollo de equipos adecuados pa a es e ipo de aplicaciones.
II. INTRODUCCIÓN
73
Los ex ac o es u ilizados pa a la ex acción con mic oondas pueden
clasi ica se en dos g andes g upos. Po un lado nos encon amos con sis emas
mul imodo, en los que la adiación de mic oondas se dispe sa en una ca idad en la
que se encuen a la mues a, y po o o, sis emas de en oque, en los que la ene gía
incide sólo sob e la zona en la que se si úa la mues a, some ida a un campo
elec omagné ico más in enso que en el caso p e io.
Los sis emas mul imodo, u ilizan asos ce ados,
donde el disol en e puede calen a se po encima de su
pun o de ebullición, mejo ando la elocidad de
ex acción y la e iciencia. Además, es e sis ema cons a
de a ios asos de ex acción, que pe mi en p ocesa
a ias mues as simul áneamen e, y o ece la posibilidad
de con ola la empe a u a du an e el p oceso. Los
sis emas de en oque, abajan a p esión a mos é ica en una celda abie a, y como
consecuencia, la empe a u a máxima es á de e minada po el pun o de ebullición
del disol en e. Lle a un sis ema de e lujo en el aso abie o, some ido a adiación
con inua cuya po encia puede se modulada ijando el po cen aje de po encia
du an e la ex acción. Es os sis emas u ilizan un sis ema de en oque de la adiación
de mic oondas, po lo que el calen amien o de las mues as es homogéneo y muy
e icien e [508-510].
2.2.4.2. Va iables que a ec an al p oceso de ex acción
La na u aleza y olúmen de disol en e, la empe a u a, el iempo de
ex acción y la na u aleza de la ma iz, son las p incipales a iables a ene en
cuen a a la ho a de desa olla un mé odo de MAE [508-510]. En muchas de las
aplicaciones, se op a po diseños expe imen ales ac o iales o cen al compues os,
pa a encon a las condiciones más a o ables. En o os casos, se op a po la
op imización clásica median e p ueba y e o .
La co ec a elección del disol en e es undamen al pa a ob ene un
p oceso de ex acción óp imo. La selección del disol en e debe ealiza se en base a
es p emisas undamen ales. En p ime luga , hay que ene en cuen a las
p opiedades de los disol en es en e a las mic oondas. En el apa ado an e io
(2.2.4.1.1) ya se ha comen ado que la abso ción de mic oondas es p opo cional a
Figu a II.12 Ho no mic oondas
mul imodo
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
74
la cons an e dieléc ica del disol en e (ε’), y la con e sión de es a ene gía en calo
depende del ac o de pé dida dieléc ica (ε’’). Po lo an o, la e iciencia del
calen amien o se exp esa median e el ac o de disipación ( an δ). En la p ác ica,
gene almen e se conside a que la abso ción es p opo cional a la pola idad del
disol en e. Las moléculas pola es y las disoluciones iónicas abso be án ue emen e
ene gía de mic oondas, ya que p esen an un momen o dipola pe manen e. Sin
emba go, disol en es no pola es, como hexano, no se calen a án cuando se
expongan a mic oondas. En la abla II.12, se ecogen algunos pa áme os ísicos,
incluyendo las cons an es dieléc icas y los ac o es de disipación de algunos de los
disol en es más comunes, u ilizados en MAE.
Tabla II.12 Pe mi i idad dieléc ica y ac o es de disipación pa a algunos de los
disol en es u izados en MAE (3 GHz, 25 ºC) [511].
Disol en e ε’
ε’’
an δ x104
Ace a o de e ilo 6.02
3.2
5312
Ace ona 21.1
11.5
5555
Ace oni ilo 37.5
2.3
620
Agua
76.7
12.0419
15700
E anol
24.3
1.625
2500
Hep ano 1.9
1.9 x10-4
1
Me anol 23.9
15.296
6400
NaCl (ac.) 0.1 M 75.5
18.12
2400
Te aclo u o de ca bono 2.2
8.8x10-4
4
El segundo aspec o a ene en cuen a, es la in e acción del disol en e con la
ma iz. Es impo an e que el disol en e p esen e la capacidad de pene a en los
po os de la ma iz, a la ho a de consegui ex acciones cuan i a i as. Finalmen e,
un e ce aspec o a conside a , es la solubilidad de los anali os en el disol en e. El
disol en e debe ía p esen a al a selec i idad, po los anali os de in e és
excluyendo las sus ancias indeseadas de los componen es de la ma iz.
En cuan o al olúmen de disol en e, és e debe se el su icien e pa a
asegu a que oda la mues a es é inme sa en el mismo. Gene almen e a ía en e
10 y 30 mL, pe o depende en g an medida del ipo y amaño de mues a [510].
La empe a u a es el pa áme o más in es igado en MAE, pues o que es
un ac o que a ec a de mane a impo an e a la e iciencia de la ex acción. Cuando
MAE se lle a a cabo en asos ce ados, pueden u iliza se empe a u as supe io es
al pun o de ebullición del disol en e. Es as ele adas empe a u as mejo an la
e iciencia de ex acción, ya que a o ece la deso ción de los anali os de los si ios
II. INTRODUCCIÓN
75
ac i os de la ma iz. Además, los disol en es inc emen an su capacidad pa a
solubiliza los anali os, al mismo iempo que disminuye la ensión supe icial y la
iscosidad, a o eciendo la pene ación del disol en e en la ma iz.
El iempo de ex acción gene almen e p esen a un e ec o posi i o en la
ex acción. Sin emba go, es o no se aduce en iempos de ex acción in ini amen e
la gos, ya que a pa i de cie o momen o es e pa áme o deja de a ec a al
sis ema. En el caso de compues os e molábiles, iempos de ex acción p olongados
a o ecen la deg adación.
Finalmen e, des aca que la na u aleza de la ma iz y el con enido en
humedad de la misma, ambién in luyen en el sis ema de ex acción. Las moléculas
de agua p esen an un momen o dipola ele ado, y abso ben ene gía de
mic oondas, a o eciendo el calen amien o de la mues a. Es impo an e con ola
el con enido de humedad pa a ob ene esul ados ep oducibles. Po o o lado, la
na u aleza de la mues a es de e minan e a la ho a de ob ene ex acciones más o
menos selec i as.
2.2.4.3. Aplicaciones de MAE
El in e és de la ex acción asis ida po mic oondas se ha inc emen ado en
los úl imos años, y muchos labo a o ios han es udiado las posibilidades analí icas
de es a nue a écnica, aplicada a la ex acción de compues os o gánicos. Las
aplicaciones de la ex acción asis ida po mic oondas se han cen ado
undamen almen e en ma ices sólidas de di e sa na u aleza, ales como alimen os,
ma e iales biológicos, suelos, sedimen os, pa ículas a mos é icas, e c. En es as
ma ices se han ex aído g asas, i aminas, p oduc os na u ales, con aminan es
como pes icidas, enoles, PAHs, PCBs, compues os o ganome álicos, e c. También
se ha u ilizado la ene gía de mic oondas pa a la ex acción de di e en es
compues os en mues as líquidas, como agua, inos, leche, e c
[462,494,509,510,512-515].
Teniendo en cuen a la eno me can idad de aplicaciones exis en es, en es e
apa ado, nos cen a emos en las me odologías desa olladas pa a la ex acción de
PAHs en mues as sólidas ( abla II.13).
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
76
En 1994, López-A ila y col. [516] p esen a on la p ime a publicación en la
que se aplica MAE, pa a la ex acción de a ios ipos de con aminan es o gánicos
pe sis en es (PAHs, enoles y pes icidas o ganoclo ados) en suelos. La ex acción se
ealiza con hexano-ace ona (1:1) y se es udian las ecupe aciones a di e en es
empe a u as y iempos. En es e es udio se demues a que las ecupe aciones de
los PAHs inc emen an de 70 a 75% cuando se inc emen a la empe a u a de 80 a
115 ºC. Sin emba go, un inc emen o de la empe a u a a 145 ºC no mejo a la
e iciencia de la ex acción. Además se demos ó que 5 o 10 min son su icien es,
pa a la ex acción de la mayo ía de los compues os in es igados.
Pas o y col. [517] p oponen un mé odo donde se u iliza una mezcla de
olueno-agua (10:1) pa a la ex acción de PAHs, DDTs y PCBs en sedimen os, pe o
según sus da os, las di e encias en las ecupe aciones, cuando se u iliza es e
disol en e son muy pequeñas si se compa an con las ob enidas median e hexano-
ace ona (1:1, / ).
Po su pa e Pino y col. [518] op an po un medio micela (0.02 M de
polioxie ileno 10 lau il é e ) pa a la ex acción de PAHs en sedimen os ma inos, que
pa ece se una al e na i a iable ya que pe mi e la ex acción selec i a de los
anali os de in e és.
II. INTRODUCCIÓN
77
Tabla II.13 Aplicaciones de MAE pa a la ex acción de PAHs de di e en es ma ices
sólidas.
Ma iz Mues a (g) Disol en e Tª (ºC) ex (min) R (%) Re .
Acei e 1 35 mL KOH (MeOH) 1.5 M 130 10 84-103 [519]
Ca ne ahumada 2 20 mL Hex 115 15 77-103 [520]
Ca ne ahumada 0.4 20 mL Hex 120 20 75-103 [521]
Galle as 5 10 mL Hex-Ace (1:1) --- 9 86-110 [522]
Hojas de picea 5 50 mL Hex-Ace (3:2) 140 20 92-171 [523]
Hojas de pino --- 90 mL Hex-DCM (1:1) --- 30 70-130 [524]
Lodo 1 30 mL Hex-Ace (1:1) --- 10 56-75 [525]
Lodo 1 60 mL Ace-Tol (1:1) --- 20 58-89 [470]
Lodo 0.5 20 mL Hex-Ace (1:1) --- 2 69-110 [526]
Lomb ices 1 20 mL iP OH-Ciclohex (1:1) 115 10 65-110 [527]
Made a 4 30 mL AcN 120 15 91-109 [528]
Mejillón 0.5 30 mL Hex-Ace (1:1) 130 20 --- [529]
Pa ic. a m 0.01-0.05 20 mL Ace 80 10 --- [530]
Pa ic. a m --- 30 mL AcN 110 20 62-112 [531]
Pa ic. a m --- 20 mL Hex-Ace (1:1) --- 20 79-122 [532]
Pa ic. a m --- 20 mL Ace-Tol (5:95) --- 20 77-116 [533]
Pescado ahumado 0.4 20 mL Hex 120 20 78-108 [521]
Polen 5 50 mL Hex-Ace (3:2) 140 20 119-192 [523]
Sedimen o 30 mL Hex-Ace (1:1) 115 5 75-137 [534]
Sedimen o 2 10 mL Tol-H2O (10:1) --- 6 97-107 [517]
Sedimen o 0.25 20 mL Ace-Ciclohex (2:3) 80 15 97 [535]
Sedimen o 1 15 mL Ace --- 15 --- [536]
Sedimen o 5 30 mL KOH (MeOH) 1M 150 30 36-118 [537]
Sedimen o 5 30 mL DCM-Ace E (1:1) 150 30 51-84 [538]
Sedimen o ma ino 6 30 mL Hex-Ace (1:1) 120 15 52-164 [539]
Sedimen o ma ino 1.5 15 mL Hex-Ace (1:1) --- 6 92-105 [540]
Sedimen o ma ino 1 25 mL Hex-Ace (1:1) 110 10 47-102 [541]
Sedimen o ma ino 0.8 10 mL POLE 0.02 M --- 5 86-101 [518]
Suelo 0.1-1 30 mL DCM --- 10 85-106 [542]
Suelo 5 30 mL Ace 115 15 80-100 [543]
Suelo 0.1-1 3 mL AcN --- 10 98-99 [544]
Suelo 5 30 mL Hex-Ace (1:1) 115 10 65-115 [516]
Suelo 3-6 22 mL NMP 130 60 117 [545]
Suelo 2 40 mL Ace 120 20 75-105 [546]
Suelo 1 20 mL Hex-Ace (1:1) --- 10 78-130 [547]
Suelo 5 25 mL Hex-Ace (1:1) 110 10 61-126 [474]
Suelo 1 10 mg ib a g a i o 50 20 --- [548]
Suelo 5 30 mL Hex-Ace (1:1) 115 10 47-111 [549]
ex , iempo de ex acción; R, ecupe aciones; Pa . a m, pa ículas a mos é icas; KOH (MeOH), disolución de hid óxido
po ásico en me anol; Hex, n-hexano; Hex-Ace, n-hexano-ace ona; Hex-DCM, n-hexano-diclo ome ano; Ace-Tol, ace ona-
olueno; iP OH-Ciclohex, 2-p opanol-ciclohexano; AcN, ace oni ilo; Ace, ace ona; Tol-H2O, olueno-agua; Ace-Ciclohex,
ace ona-ciclohexano; DCM-Ace E , diclo ome ano-ace a o de e ilo; POLE, polioxie ileno 10 lau il é e ; DCM, diclo ome ano;
NMP, N-me il-2-pi ilodina; --- in o mación no disponible en la publicación. Las mezclas de disol en es es án e e idas a / .
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
78
Po su pa e, Xu y col. [548] han desa ollado una me odología basada en
el uso de un adso ben e sólido como medio ex ac an e. Po p ime a ez, u ilizan
ib a de g a i o pa a lle a a cabo la ex acción de PAHs de mues as de suelo. Se
in oduce la mues a de suelo en el aso de ex acción, se añaden 10 mL de agua,
y la ib a de ca bono. La ex acción iene luga a 50 ºC du an e 20 min. T as la
e apa de ex acción, se e i a la ib a de ca bono y se enjuaga con agua ul apu a.
La deso ción de los anali os se ealiza con 150 µL de ace oni ilo, en un baño de
ul asonidos du an e 5 min. Cuando se combina con MAE, es e ma e ial mues a
excelen e capacidad de ex acción pa a los PAHs.
Los iempos de ex acción más habi uales se encuen an en e 5-30 min,
po lo que se a a de una écnica ela i amen e ápida, con un consumo mode ado
de disol en es. Po o o lado, g an pa e de las aplicaciones desa olladas, u ilizan
la ex acción Soxhle como mé odo de e e encia, y en la mayo ía de ellas se
demues a que MAE p opo ciona ecupe aciones del mismo o den, o incluso
supe io es. El g an incon enien e de es a écnica, es que gene almen e, as la
e apa de ex acción, se equie e de una e apa de cen i ugación y de una o a ias
e apas de pu i icación de los ex ac os esul an es.
2.2.5. EXTRACCIÓN CON LÍQUIDOS PRESURIZADOS
La ex acción con líquidos p esu izados (p essu ized liquid ex ac ion,
PLE), ambién conocida como ex acción con luidos p esu izados (PFE), o po el
nomb e come cial, ex acción acele ada po disol en es (ASE TM, Dionex,
Sunny ales, CA, USA), es una écnica de p epa ación de mues a, que combina la
ex acción con disol en es a empe a u as (50-200 ºC) y p esiones ele adas (10-20
MPa). El uso simul áneo de p esiones y empe a u as ele adas, conduce a p ocesos
de ex acción más ápidos que los p ocedimien os clásicos, u ilizando olúmenes
in e io es de disol en es. Se a a además, de una écnica al amen e au oma izada,
po lo que es especialmen e ú il a la ho a de ealiza análisis de u ina [550,551].
II. INTRODUCCIÓN
79
2.2.5.1. P incipios de la écnica
2.2.5.1.1. Conside aciones ísico-químicas
La u ilización de disol en es líquidos a empe a u as y p esiones ele adas
mejo a el endimien o de las ex acciones, en e a las ealizadas a empe a u a y
p esión a mos é icas, debido undamen almen e a los e ec os en la solubilidad y la
ans e encia de masa y la up u a del equilib io supe icial [462,550,551].
1. E ec os sob e la solubilidad y la ans e encia de masa
El uso de ele adas empe a u as inc emen a la capacidad de los disol en es
pa a solubiliza los anali os de in e és.
El inc emen o de la empe a u a p oduce un inc emen o en las elocidades
de di usión.
Si du an e la e apa de ex acción es á ica se in oduce disol en e esco, se
a o ece la ans e encia de masa, inc emen ando la elocidad de
ex acción.
2. Rup u a del equilib io supe icial
E ec o de la empe a u a: Un inc emen o de la empe a u a a o ece la
up u a de las ue es in e acciones solu o-ma iz, o iginadas po enlaces de
Van de Waals, enlaces de hid ógeno, e in e acciones dipola es en e las
moléculas de solu o y los si ios ac i os de la ma iz. Además, empe a u as
ele adas pueden disminui la iscosidad de los disol en es, pe mi iendo una
mejo pene ación del mismo en las pa ículas de la ma iz y, po an o,
mejo ando la ex acción. Una disminución de la ensión supe icial del
disol en e pe mi i á que los anali os se disuel an más ácilmen e en el
disol en e de ex acción.
E ec o de la p esión: Si du an e las ex acciones se eje ce una p esión
su icien e sob e el disol en e, pueden u iliza se empe a u as supe io es al
pun o de ebullición de los mismos, man eniendo en odo momen o el
disol en e en es ado líquido. Po o o lado, el uso de p esiones ele adas
acili a la ex acción de la mues a cuando los anali os pe manecen
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
80
a apados en los po os de la ma iz. La p esión ue za al disol en e a en a
en con ac o con á eas de la ma iz que no se ían accesibles cuando se
u ilizan condiciones a mos é icas. El uso de ele adas p esiones o za á al
disol en e a en a en con ac o con los anali os de los po os de la ma iz.
Po o o lado, los lujos p esu izados ambién ayudan a la solubilización de
bu bujas de ai e, de mane a que el disol en e pueda en a en con ac o
más ápidamen e con la ma iz de la mues a.
La deso ción de los anali os de las mues as
sólidas puede desc ibi se po los
p ocedimien os ep esen ados en la igu a
II.13 [551]. Se pueden di e encia es
p ocesos di e en es, que con olan el
anspo e de los anali os desde la ma iz
has a el seno del disol en e du an e la
ex acción: deso ción desde una pa ícula
sólida, di usión a a és del disol en e
localizado en el in e io del po o de la
pa ícula, y ans e encia hacia el seno del lujo de disol en e (solubilización).
2.2.5.1.2. Mecanismo de ex acción con disol en es
Un p ocedimien o ípico de PLE cons a de una se ie de e apas, que se
desc iben a con inuación.
La p epa ación de mues a es una e apa esencial en odos los
p ocedimien os de ex acción con disol en es [551-553]. Mien as muchos ipos de
mues as, pueden ex ae se sin ningún p e a amien o, o as equie en de alguna
manipulación pa a que enga luga una ex acción e icien e. La di usión de los
anali os de la mues a hacia el disol en e, puede inc emen a se no ablemen e con
la educción del amaño de pa ícula, y e i ándo la ag egación de las pa ículas de
la mues a. Po ello, el p oceso de PLE a menudo equie e de dispe sión de la
mues a con un ma e ial ine e como a ena o ie a de dia omea. El secado de la
mues a ambién es impo an e, especialmen e, cuando se lle a a cabo la
ex acción de anali os apola es, u ilizando disol en es apola es. Gene almen e,
agen es desecan es, como celulosa, sul a o sódico anhid o o ie a de dia omea,
B-C: Di usión
C-D: Solubilización
A-B: Deso ción
Figu a II.13 Rep esen ación de los p ocesos
que ienen luga du an e la ex acción.
II. INTRODUCCIÓN
81
son empleados con es e p opósi o. O as al e na i as son secado median e ho nos
de acío o lio ilización, aunque es os no se ecomiendan en el caso de ex acción de
compues os olá iles. El uso de mezclas de disol en es pola es y no pola es
(hexano-ace ona, hexano-ace oni ilo, e c) pueden esul a adecuados pa a la
ex acción de mues as húmedas, haciéndo que la e apa de secado no sea c ucial.
Una ez que la mues a ha sido some ida a los
p e a amien os opo unos, és a se ans ie e a la celda de
ex acción. Pa a e i a la ob u ación del sis ema, es
habi ual coloca il os de celulosa o de ib a de id io en
los ex emos de la celda. También es ecomendable
ellena la celda con ma ices ine es (a ena, ie a de
dia omea, e c.) pa a educi el olúmen mue o.
La celda se coloca en el sis ema de PLE y
pos e io men e se ca ga en el ho no. Se puede ope a en
dos modos di e en es, p ecalen amien o (p ehea ) o
p ellenado (p e ill). En el modo de p ecalen amien o, el
ho no se calien a has a la empe a u a ap opiada y, a
con inuación, la celda se ca ga en el ho no. Después del
iempo necesa io, el disol en e se in oduce en la celda y
comienza el p oceso de ex acción. En el modo de
p ellenado, la celda se llena con el disol en e, y
pos e iomen e se ca ga en el ho no. El modo de p ellenado
es ecomendable pa a la ex acción de compues os
e molábiles.
El p oceso de ex acción puede ealiza se en modo es á ico o en modo
dinámico. En la ex acción es á ica, la celda se in oduce en el ho no a la
empe a u a de ex acción, se ellena con disol en e y se p esu iza. T as un cie o
in e alo de iempo ( iempo de equilib ación), alcanza la empe a u a deseada y se
man iene esa empe a u a du an e un iempo con olado ( iempo de ex acción
es á ica). Se pueden e ec ua uno o a ios ciclos de ex acción es á ica. A
con inuación, se ab e la ál ula es á ica y se ecoge el disol en e en el ial de
ex acción. Pos e io men e, la celda y los ubos conec o es se enjuagan con un
olúmen de disol en e esco ( lush olume), que iene exp esado como an o po
cien o del olúmen de celda. Finalmen e, odo el sis ema se pu ga con ni ógeno
P epa ación de
mues a y llenado de
celda
Figu a II. 14 E apas de
un p ocedimien o de PLE.
Colocación de la celda
en el sis ema de PLE
Ca ga de la celda en el
ho no
Llenado de la celda con
disol en e
Calen amien o y
p esu ización de la
celda
Ex acción
es á ica/dinámica
T ans e encia del
ex ac o al ial
colec o e in oducción
de nue o disol en e
Pu ga de la celda con
ni ógeno p esu izado
Desca ga de la celda
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
88
e apas de limpieza de los ex ac os an es de su análisis [551]. No obs an e, es a
úl ima limi ación es cada ez menos acusada, ya que en las úl imas aplicaciones
desa olladas, se ha op ado po in oduci sólidos adso ben es en la celda,
consiguiendo ex acciones cada ez más selec i as.
2.2.6. DISPERSIÓN DE LA MATRIZ EN FASE SÓLIDA
En 1989, Ba ke y col. [587] in oducen un nue o p ocedimien o de
p epa ación de mues a, median e el cual se consigue la dis upción de la mues a y
ex acción de anali os de ma ices sólidas o semisólidas, de mane a simul ánea. La
dispe sión de la ma iz en ase sólida (ma ix solid-phase dispe sion, MSPD),
combina aspec os de a ias écnicas, pa a la dis upción de la mues a, y al mismo
iempo, gene a un ma e ial que posee un ca ác e c oma og á ico único, pa a la
sepa ación de los anali os de in e és de una mues a dada. La MSPD o ece
además, la posibilidad de ealiza un accionamien o comple o de los componen es
de la ma íz, así como la capacidad de elui selec i amen e un único compues o o
a ias clases de compues os, de una misma mues a. La posibilidad de lle a a
cabo la ex acción y limpieza en una única e apa, conduce a una educción del
iempo de análisis y del consumo de disol en es.
2.2.6.1. P incipios de la écnica
O iginalmen e, la MSPD implicaba la mezcla de una mues a sólida o
semisólida, con un sopo e sólido de sílice, p e iamen e de i a izado pa a p oduci
en su supe icie una ase o gánica enlazada (p. ej. C18). Es e sopo e ac úa como
agen e ab asi o, p o ocando la up u a mecánica de la es uc u a de la ma iz y
consiguiendo su dis ibución sob e las pa ículas de adso ben e. Además, la
p esencia de una ase o gánica enlazada en el sopo e sólido, p opo ciona una
dimensión adicional al p oceso, pues o que los componen es de la mues a se
disuel en y dispe san en su supe icie. Así, a a és de las in e acciones
hid o óbicas e hid o ílicas de los di e en es componen es de la mues a sob e la
supe icie de la ase enlazada, se p oduce una ase con ca ac e ís icas únicas, que
pe mi en lle a a cabo la ex acción del anali o de in e és [587,588,589].
En los úl imos años, muchas aplicaciones de es a écnica han op ado po la
dispe sión de la mues a con silica os sin de i a iza (gel de sílice, a ena, e c.)
II. INTRODUCCIÓN
89
[590-592] u o os sólidos ino gánicos (Flo isil, alúmina, e c) [178,593-598] que
ambién p o ocan la dis upción de la mues a, pe o que no poseen, apa en emen e,
las mismas p opiedades dispe si as que el C18.
2.2.6.1.1. E apas de la MSPD
El p oceso de MSPD cons a de las siguien es e apas ( igu a II.17)
[599,600]:
1] Una mues a líquida, iscosa, semisólida o sólida se ans ie e a un mo e o de
id io o ága a, y se mezcla con un agen e dispe san e con ayuda de la mano del
mo e o, has a consegui la comple a dis upción y dispe sión de la misma.
No malmen e la elación mues a/adso ben e a ía en e 1:1 y 1:4.
2] La mezcla se empaque a en una columna que, o bien se encuen a acía, o
con iene una o a ias capas de adso ben es, si el p ocedimien o incluye una
e apa de limpieza, simul ánea a la ex acción. La columna es no malmen e el
cue po de una je inga o un ca ucho de ex acción en ase sólida con una i a
de ace o inoxidable o polip opileno, un il o de celulosa o un apón de lana de
id io en su pa e in e io . También se coloca una segunda i a o apón sob e la
mezcla pa a lle a a cabo la comp esión de la misma. La in oducción de la
mezcla en la columna de sepa ación sigue los p incipios de la c oma og a ía de
adso ción con encional, po lo que deben e i a se la o mación de canales en la
columna, y el ma e ial no debe es a demasiado compac ado, pa a pe mi i el
lujo de disol en e a a és del sis ema.
3] La elución de los anali os de in e és se lle a a cabo con un disol en e o gánico
adecuado, mien as que las in e e encias de la ma iz son selec i amen e
e enidas en la columna. O a posibilidad, es la elución de los compues os
in e e en es en una e apa de la ado, mien as que los anali os de in e és
pe manecen e enidos en la columna. A con inuación, se cambia el disol en e
de elución y se ex aen los anali os. Pues o que la o alidad de la mues a es á
p esen e en la columna, ambién es posible lle a a cabo eluciones múl iples o
secuenciales de dicha mues a. De es a o ma, se pueden aisla di e en es
g upos de compues os p esen es en una misma mues a. La mayo ía de las
eluciones se lle a a cabo po g a edad, aunque en algunos casos, se aplica un
poco de p esión pa a con ola el lujo del disol en e de elución.
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
90
Los ex ac os esul an es se pueden analiza di ec amen e, o se some idos
a e apas de limpieza adicionales.
Mo e o
Agen e
dispe san e
Mues a
Mano de
mo e o
Mues a/agen e
dispe san e
Espá ula
Cue po de je inga empleado
como columna MSPD
Columna
empaque ada
F i a
Disol en e
Elución de la
mues a a g a edad
o aplicando acío
Elua o
ANÁLISIS
1] DISRUPCIÓN Y DISPERSIÓN
2] EMPAQUETADO DE COLUMNA
3] ELUCIÓN
Mues a
Cocolumna
(opcional)
Figu a II.17 Rep esen ación esquemá ica del p oceso de MSPD.
2.2.6.2. Va iables que a ec an al p oceso de ex acción
La selec i idad del p oceso de MPSD depende de la combinación de
adso ben e y disol en e u ilizados [588,599-601]. Las aplicaciones clásicas de
MSPD u ilizan adso ben es de ase e e sa como dispe san es. C18 es el adso ben e
más u ilizado, aunque ambién se han u ilizado ma e iales como C8 y C30. En
algunas aplicaciones, el C18 es sus i uido po aminop opil, pues o que el ca ác e de
in e cambiado aniónico de los ma e iales amino pa ece mejo a la selec i idad,
II. INTRODUCCIÓN
91
cuando se u iliza pa a la ex acción de mues as g asas complejas. Adso ben es no
enlazados de ase no mal, como Flo isil, alúmina y sílice, ambién han sido
empleados como dispe san es en di e sas me odologías de MSPD. Es os
adso ben es in e accionan con los componen es de la mues a sólo po adso ción y,
ob iamen e, no disuel en la ma iz de la mues a. Las p opiedades de adso ción de
es os adso ben es pueden se ajus adas, dependiendo de su con enido en agua o
su ca ác e ácido o básico. O a endencia es u iliza ma e iales ine es como a ena,
ie a de dia omea, o celi a en el p oceso de MSPD. Se a a de al e na i as de
meno cos e, pe o con una selec i idad limi ada, ya que es á con olada po la
solubilidad de los componen es de la ma iz en el disol en e de elución. Más
ecien emen e se han desa ollado algunas aplicaciones con dispe san es menos
con encionales como ib as de ca bono ac i ado o políme os de imp esión
molecula .
La elección del disol en e de elución, se lle a a cabo no malmen e, en
unción de la pola idad de los anali os. Si se a a de anali os de baja pola idad,
no malmen e se u ilizan disol en es apola es, como hexano, diclo ome ano, o
mezclas de ambos; mien as que la elución de compues os de pola idad ele ada
suele ealiza se u ilizando disol en es como ace oni ilo, ace ona, ace a o de e ilo,
agua o me anol. El olúmen de disol en e, es unción de la aplicación pues o que
depende en g an medida de la can idad de mues a y adso ben e u ilizados.
La na u aleza de la ma iz ambién a ec a al p oceso de ex acción
[588,599]. De hecho, en algunos casos es necesa io al e a el es ado de ionización
de los componen es de la mues a, pa a asegu a la exis encia de in e acciones con
la ase enlazada del sopo e sólido y/o el disol en e de elución. Así, a ios es udios
han demos ado que la adición de agen es quela an es, ácidos, bases,
an ioxidan es, e c. a la mues a du an e la e apa de mezcla, a ec a a la dispe sión y
elución de los anali os de la mues a.
O o pa áme o que a ec a a la selec i idad del p oceso, es la in oducción
de una e apa de limpieza en el sis ema. En algunos casos, la elección de un
agen e dispe san e y un disol en e adecuados, no es su icien e pa a consegui
ex ac os di ec amen e analizables. Una al e na i a u ilizada habi ualmen e, es
inclui una o a ias capas de adso ben es (co-columna), en la pa e in e io del
ca ucho de MSPD, debajo de la mues a dispe sada. Ma e iales como Flo isil, sílice
ácida, alúmina o ca bono, han sido u ilizados con es a inalidad.
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
92
2.2.6.3. Aplicaciones de MSPD
En los úl imos años, se han inc emen ado de mane a no able el núme o de
aplicaciones de MSPD. El in e és que ha despe ado es a me odología, puede
a ibui se en g an pa e, a las en ajas asociadas a la écnica. Su e sa ilidad, y la
posibilidad de ealiza la ex acción y limpieza en una sóla e apa, son los p incipales
a ac i os del mé odo, ya que conducen a una educción del iempo dedicado a la
p epa ación de la mues a, y pe mi en educi el consumo de disol en es.
La MSPD se ha aplicado a la ex acción de una g an a iedad de
con aminan es de ma ices alimen a ias [602-604], biológicas [588,605,606] y
medioambien ales [600,601] ( abla II.15).
No exis en demasiadas aplicaciones de es a écnica pa a la ex acción de
PAHs. C ouch y Ba ke [605] p oponen un mé odo pa a la de e minación de
benzo[a]pi eno en músculo de pescado, basado en MSPD y HPLC con de ección de
luo escencia y UV. 0.5 g de pescado se mezclan con 2 g de C18. La mezcla se
ans ie e a una columna que con iene 2 g de Flo isil y la elución se lle a a cabo con
ace oni ilo, consiguiendo ecupe aciones en e 74-112%. Lo eland y col. [607]
desa olla on un mé odo pa a aisla y de e mina dibenzo[a,l]pi eno en piensos de
la ucha a co i is. La mues a se dispe sa con C18 y la elución se lle a a cabo con
hexano-benceno (4:1, / ). Las ecupe aciones de dibenzo[a,l]pi eno oscila on
en e 101-107% con coe icien es de a iación en e 1-7%. Po o a pa e, Albe o y
col. [608] publica on un mé odo mul i esiduo, pa a la de e minación de PAHs en
miel. El a amien o de la mues a es á basado en MSPD con algunas
modi icaciones. 1.5 g de miel se colocan en un ubo de id io y se mezclan con 1.5
mL de me anol, u ilizando un o ex pa a la comple a disolución de la mues a. 2
mL de la disolución se ans ie en a una columna que con iene 2.5 g de Flo isil y 1 g
de sul a o sódico anhid o. La mues a de miel, se dispe sa a a és de la columna,
con ayuda del me anol. La ex acción de los anali os se lle a a cabo u ilizando 5 mL
de hexano-ace a o de e ilo (9:1, / ), median e un p oceso asis ido po
ul asonidos (2x15min). Los PAHs se de e mina on median e GC-MS, consiguiendo
ecupe aciones en e 80-101% y LODs en e 0.04-3 ng g-1. Pensado y col. [609]
han desc i o un mé odo pa a la p epa ación de mues as de pescado. Se e alua on
di e en es sopo es sólidos, así como la in luencia del con enido g aso de la
mues a, en la e iciencia de la ex acción. Bajo condiciones óp imas, la mues a se
dispe sa con C18 y sul a o sódico anhid o. Flo isil y C18 son u ilizados como
II. INTRODUCCIÓN
93
cocolumna, mien as que la elución se lle a a cabo con ace oni ilo. Las
ecupe aciones ob enidas supe an el 80% pa a odos los compues os es udiados.
Más ecien emen e, Sánchez-B une e y col. [178] p oponen un mé odo de
MSPD asis ido po ul asonidos, pa a la p epa ación de mues as de lodo. La
mues a se dispe sa con alúmina y la mezcla esul an e se ans ie e a una columna
que con iene sul a o sódico anhid o. Los anali os se ex aen con diclo ome ano,
median e un p oceso asis ido po ul asonidos (10 min). El ex ac o esul an e se
some e a una e apa de limpieza adicional, u ilizando 2 g de C18, y 10 mL de
ace oni ilo pa a la elución. T abajando en es as condiciones se ob ienen
ecupe aciones en el ango de 85-108%. O as aplicaciones ecien es, u ilizan
MSPD pa a la ex acción de PAHs de bi al os [610], bi umen [611] y enacuajos
[612].
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
94
Tabla II. 15 Condiciones u ilizadas en algunas aplicaciones de MSPD.
Anali os Ma iz Dispe san e
Co-columna
Disol en e
R (%) Re
Alquil enoles
e oxilados
Pescado (0.5 g) 2 g C18
3 g Alu
15 mL MeOH
97-100 [613]
Aminas bioac i as
T
oma e (1 g) 5 g A ena
15 mL HClO4
(0.6 M)
95-102 [592]
Bac e icidas enólicos Pol o in e io
(0.5 g)
1.5 g C18
2 g Flo
10 mL AcN
80-114 [614]
Benzo[a]pi eno Pescado (0.5 g) 2 g C18
2g Flo
8 mL AcN
74-112 [605]
Ca bama os F u a (0.5 g) 0.5 g C8
10 mL DCM-AcN (6:4)
64-106 [615]
Clenbu e ol Hígado bo ino
(0.5 g)
2 g C18
20 mL AcN (1% Ace )
96 [616]
Dibenzo[a,l]pi eno Pienso (0.5 g) 2 g C18
2 g Flo
30 mL Hex-Benz (4:1)
101-107 [607]
É
s e es
o gano os o ados
Pol o in e io
(0.5 g)
0.5 g Flo
0.5 g Alu
2.5 mL Ace
80-116 [593]
Fenoles, bis enoles Lodo y sedimen o
(0.2 g)
2 g
Flo
1-2 g Flo
2.5 mL AcN
81-105 [595]
Fen oa o Suelo (4 g) 6 g Flo
30 mL Hex-Ace E (7:1)
79-94 [617]
Fungicidas F u as y ege ales
(0.5 g)
0.5 g C18
10 mL Ace E
71-102 [618]
He bicidas Pa a as (0.5 g) 0.5 g C8
3 mL os a o+10 mL
MeOH
68-98 [619]
Iso la onoides Plan as (0.25 g) 0.5 g Oasis
HLB
1 mL H2O-MeOH (0.02 mL
NH4OH (25%) (95:5)
--- [620]
Isóme os
hexaclo ociclohexano
Plan as (5 g) 0.5 g Flo/1 g
MgSO4/0.5 g
NaCl
2 g Alu/0.5 g
Na2SO4 anh
20 mL Hex-Ace E
(70:30)
91-98 [621]
Oc a oxina A Ce eales (2.5 g) 1.5 g C8
20 mL MeOH-Fó m (99:1)
78-89 [622]
PAHs Miel (1.5 g) 1.5 mL MeOH
2.5 g Flo
/
1 g
Na2SO4 anh
5 mL Hex-Ace E (9:1)
80-101 [608]
PAHs Músculo de
pescado
(0.2 g)
2 g C18
/
0.5 g
Na2SO4 anh.
2 g Flo
/
1 g
C18
10 mL AcN
80-105 [609]
PAHs
L
odo (2 g) 3 g Alu
12 mL DCM
85-108 [178]
PAHs Bi al os (0.1 g) 0.4 g C18
0.1 g Flo
1.2 mL AcN
52-100 [610]
PAHs Bi umen (2 mL) 15 g Sil
5 g Alu/0.5 g
Cu
80 mL Hex-Ace E (4:1)
57-94 [611]
PAHs Renacuajos (2 g) 10 g Sil/35 g
Na2SO4 anh
30 g Na2SO4
anh
300 mL AcN
50-108 [612]
PCBs, PBDEs, PBBs Pienso acuicul u a
(1.5 g)
1 g C18
2 g Sil ac/1.5
g Alu
30 mL Hex
50-96 [623]
PCBs, PBDEs Ma ices biológicas
(0.5 g)
2 g Na2SO4
anh/1.5 g Flo
5 g Sil ác
20 mL Hex
74-99 [624]
PCBs, pes icidas Alimen os g asos
(0.5 g)
1.5 g Celi a
5 g Flo
5 mL DMSO
61-98 [625]
PCBs, OCPs Hue os (1 g) 2 g Flo
10 mL Hex-DCM (1:1)
82-110 [626]
Pes icidas Suelo (10 g) 10 g Flo
50 mL DCM
72-105 [594]
Pes icidas F u a (0.5 g) 0.5 g C18
100 mL DCM-MeOH (1:1)
52-108 [627]
Pes icidas F u a (0.5 g) 0.5 g C8
15 mL DCM
74-84 [628]
Pes icidas Soja (1 g) 2 g Sil
0.5 g C8
25 mL Ace E -MeOH (4:1)
60-120 [590]
Pes icidas F u a (0.025 g) 0.025 C8
100 µL Ace E
83-118 [629]
Pes icidas
T
é (0.5 g) 2 g Flo
15 mL Hex-DCM (1:1)
80-97 [597]
OCPs
T
abaco (5 g) 5 g Flo
5 g Flo
60 mL Hex
77-99 [630]
Sul onamidas Pollo (0.5 g) 2 g Alu
10 mL H2O-E OH (3:7)
85-117 [598]
Alu, alúmina; HClO4, ácido pe cló ico; Flo, Flo isil; AcN, ace oni ilo; DCM-AcN, diclo ome ano-ace oni ilo; AcN (1% Ace ); ace oni ilo
que con iene 1% de ácido acé ico; Hex-Benz, hexano-benceno; Ace, ace ona; Hex-Ace E , hexano-ace a o de e ilo; Ace E , ace a o de
e ilo; os a o; ampón os a o 50 mM, pH 7.4; H2O-MeOH (0.02 mL NH4OH (25%)), agua-me anol (con iene 0.02 mL de hid óxido
amónico al 25%); Mg2SO4, sul a o de magnesio; NaCl, clo u o sódico; Na2SO4 anh, sul a o sódico anhid o; MeOH-Fó m, me anol-ácido
ó mico; DCM, diclo ome ano; Cu, pol o de cob e; Sil, sílice; PCBs, bi enilos policlo ados; PBDEs, di enilé e es polib omados; PBBs,
bi enilos polib omados; Hex, n-hexano; Sil ac, sílice ácida; DMSO, dime ilsul óxido; OCPs, pes icidas o ganoclo ados; Hex-DCM, hexano-
diclo ome ano; DCM-MeOH, diclo ome ano-me anol; Ace E -MeOH, ace a o de e ilo-me anol; H2O-E OH, agua-e anol; ---in o mación no
disponible en la publicación; mezclas de disol en es e e idas a / .
II. INTRODUCCIÓN
95
2.3. MÉTODOS DE PURIFICACIÓN DE EXTRACTOS
Independien emen e de la écnica de ex acción u ilizada, los ex ac os
pueden con ene in e e encias (lípidos, pigmen os, esinas, u o os componen es
de la ma iz), que causan p oblemas en el análisis de los PAHs. En muchas
ocasiones, es os ex ac os deben some e se a e apas de pu i icación adecuadas,
que pe mi an elimina las sus ancias indeseadas, an es de la de e minación de los
anali os.
La elección de la écnica de pu i icación, es á in luenciada po la selec i idad
y sensibilidad que se desea alcanza , así como po el mé odo de de e minación
u ilizado. El mé odo de pu i icación más habi ual es la SPE, pe o exis en o as
posibilidades como el uso de inmunoadso ben es, o la c oma og a ía de pe meación
sob e gel. Recien emen e, ambién se encuen an aplicaciones en las que se u ilizan
écnicas de mic oex acción como e apa de limpieza.
La SPE es la écnica clásica de pu i icación y accionamien o de ex ac os.
U ilizando es a écnica, se consigue disc imina los componen es de la ma iz y los
anali os de in e és, en unción de la selec i idad del adso ben e u ilizado. Los
mé odos o iciales EPA 3630C, EPA 3610B y EPA 3620C, p oponen espec i amen e
el uso de sílice, alúmina y Flo isil, pa a la pu i icación de ex ac os o gánicos de
mues as sólidas medioambien ales [631-633].
Uno de los mayo es p oblemas asociados con el análisis de ma ices
biológicas, es que la mayo ía de ellas p esen an un ele ado con enido g aso, lo que
conduce a g andes can idades de lípidos coex aídos, sob e odo si se lle a a cabo
la ex acción de compues os apola es, como es el caso de los PAHs. La diges ión
ácida o la saponi icación, son mé odos des uc i os, u ilizados habi ualmen e pa a
la eliminación de lípidos. La SPE es o a al e na i a de uso ecuen e. Sílice, Flo isil
y alúmina son los adso ben es más comunes en es e ipo de aplicaciones
[461,552].
El lodo de depu ado a de aguas esiduales, es á conside ada como una de
las ma ices más complejas que exis e, ya que con iene g andes can idades de
con aminan es de di e en e na u aleza, lípidos y o o ipo de sus ancias, que
complican su análisis. La SPE ambién se ha u ilizado como écnica de pu i icación
de ex ac os de lodo. Oleszczuk y Ba an [634] han es udiado di e en es ipos de
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
96
adso ben es (C8, C18, C18 Pola Plus, sílice, enilsilano y cianop opilsilano) pa a la
pu i icación de ex ac os de lodo, en la de e minación de PAHs, y encon a on el C18
como una de las mejo es al e na i as. La SPE ambién es el mé odo más habi ual
pa a la limpieza de ex ac os de suelos y sedimen os [635]. Se han u ilizado un
g an núme o de adso ben es (alúmina, Flo isil, esinas de in e cambio iónico, gel de
sílice, C8, C18, enilsilano, cianop opilsilano, e c.) pa a aisla con aminan es
o gánicos de es e ipo de ex ac os.
Aplicaciones más conc e as, han u ilizado inmunoadso ben es. Es os se
basan en in e acciones an ígeno-an icue po selec i as y e e sibles, que pueden
e ene con aminan es elacionados es uc u almen e. Po ejemplo, Pé ez y col.
[636] han conseguido aisla selec i amen e los PAHs de ma ices medioambien ales
complejas (lodos y sedimen os), median e una me odología basada en las
in e acciones an ígeno-an icue po. Las mues as se ex aen p e iamen e, median e
USE con una mezcla de diclo ome ano-me anol (2:1, / ), y los ex ac os
esul an es se lle an a un olúmen inal de 100 mL de agua, pa a ealiza la
ex acción con los inmunoadso ben es an i- luo eno. Los esul ados ob enidos, se
compa a on con aquellos ob enidos median e p ocedimien os de limpieza
con encionales, y se obse ó que con es e mé odo se conseguía una mejo
selec i idad pa a los PAHs, pe mi iendo su de e minación a ni eles de ppb.
La c oma og a ía de pe meación sob e gel (gel pe mea ion
ch oma og aphy, GPC), es o a de las al e na i as. Aunque el núme o de
aplicaciones es más limi ado, es a écnica esul a especialmen e ú il, cuando se
a a de emo e ma e ial lipídico p oceden e de mues as biológicas. La EPA en su
mé odo 3640A [637], ecomienda la GPC pa a la eliminación de lípidos, políme os,
p o einas, esinas na u ales, componen es celula es, es e oides y compues os de
ele ado peso molecula . Además conside a es a écnica ap opiada pa a anali os
pola es y no-pola es, po lo que puede se u ilizada de mane a e ec i a pa a la
limpieza de ex ac os que con engan un g an ango de anali os. En e o as
aplicaciones, la GCP ha sido empleada pa a la limpieza de ex ac os de pescado
[562], lodo [182] y ege ación [638], en la de e minación de PAHs.
En la ac ualidad, muchas de las me odologías op an po acopla écnicas
de mic oex acción, como mé odos de pu i icación de ex ac os. En una p ime a
e apa, se lle a a cabo la ex acción de los anali os de las ma ices sólidas,
u ilizando écnicas como PLE, USE, Soxhle , e c., y en segundo luga , los anali os
II. INTRODUCCIÓN
97
de in e és se aislan del ex ac o median e écnicas de mic oex acción. Po ejemplo,
Ra ola y col. [639] han desa ollado un mé odo de HF-LPME, como un
p ocedimien o de limpieza ápido y simple, u ilizado en la de e minación de PAHs
en mues as ege ales complejas. HF-LPME pe mi e elimina las in e e encias
p esen es en los ex ac os, dando luga a c oma og amas (GC-MS) muy limpios, y
e i ando el de e io o de la columna c oma og á ica.
2.4. MÉTODOS DE DETERMINACIÓN
La de e minación de los PAHs se ealiza habi ualmen e median e HPLC o
GC, acopladas a di e en es sis emas de de ección. En es e capí ulo se desc iben
aspec os p ác icos de es as écnicas, en ocados al análisis de es os con aminan es.
No se incluye una explicación po meno izada de la eo ía y undamen os básicos de
las écnicas c oma og á icas, dado que exis en nume osas publicaciones dedicadas
a es e ín [640-646].
2.4.1. CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA
HPLC es la écnica de sepa ación más ampliamen e u ilizada en la
de e minación de PAHs. Su éxi o se debe a la posibilidad de ac ua de o ma muy
p ecisa sob e la selec i idad en e los compues os a a és de la elección de la
columna y de la composición del eluyen e, es deci , el saca pa ido de las
in e acciones disolución/ ase mó il/ ase es aciona ia. Además, la écnica de HPLC
puede u iliza se pa a la de e minación de un g an núme o de PAHs, incluso de
ele ado peso molecula , pues o que al con a io de lo que ocu e en GC, la
ola ilidad de los anali os no esul a un p oblema.
La de ección UV y de luo escencia son las más popula es pa a la
de e minación de los PAHs as su sepa ación median e HPLC. La de ección de
luo escencia p esen a dos en ajas ob ias sob e la de ección UV, la g an
selec i idad y mayo sensibilidad. Ambos aspec os son c uciales pues o que las
mues as medioambien ales pueden con ene bajos ni eles de PAHs y g an
can idad de compues os que pueden in e e i en el análisis.
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
104
2.4.2.3. Sis emas de de ección
Uno de los de ec o es más u ilizados es la espec ome ía de masas de
impac o elec ónico (EI) con cuad upolo. A pesa de la pob e agmen ación que
su en los PAHs, u ilizando es e sis ema de de ección, se p oducen señales in ensas
de los iones molecula es [666]. La moni o ización del ión selec i o (SIM) en GC-
EI/MS, p esen a cie as en ajas sob e el modo ull-scan, como po ejemplo, los
bajos lími es de de ección que se consiguen. En gene al, se a a de un sis ema
ácil de u iliza y de un cos e azonable, lo que ha o iginado que GC-EI/MS se
con i iese en una de las écnicas habi uales pa a la de e minación de es os
con aminan es.
La ionización química nega i a y posi i a (PCI y NCI, espec i amen e) son
modos de ionización al e na i os a EI/MS. Los mé odos con encionales de
ionización química, u ilizan me ano como gas eac i o, ob eniendo espec os de
masa simila es a aquellos p oducidos median e GC-EI/MS. O os gases eac i os
son dime il é e , e ame ilsilano, amonio, dióxido de ca bono o mezclas de gases
[679]. Riahi y col. [680] es udia on la sepa ación de 5 g upos de isóme os de PAHs
median e GC-PCI/MS, u ilizando amonio y dime il é e como gases eac i os. Los
esul ados demos a on que el dime il é e es más selec i o pa a es e g upo de
compues os. Yu chenko y Mölde [681] han u ilizado GC-PCI/MS pa a el análisis de
PAHs en pescado esco y ahumado, acei e de oli a y acei e de colza, empleando
amonio como gas eac i o. Los lími es de de ección y las ecupe aciones oscila on
en e 0.24-0.27 ppb y 75-87%, espec i amen e, pa a los seis PAHs es udiados.
GC-NCI/MS ue el mé odo u ilizado pa a la de e minación de PAHs, ni oPAHs y
oxiPAHs en mues as de suelo u bano y pa ículas a mos é icas [682]. Aunque NCI
gene almen e p oduce meno sensibilidad, se ha demos ado que si se u iliza
me ano como gas eac i o, se consigue un mé odo sensible y selec i o con los PAHs
isomé icos [666].
O a al e na i a es MS con ampa de iones (IT/MS). Es a écnica se ha
u ilizado pa a la de e minación de PAHs en agua de ma , mejillones [298],
sedimen os [683] y lodo [182]. Los analizado es de IT son ápidos, ya que un
ba ido comple o del ango habi ual de abajo (10-650 m/z) se ob iene en 1 s o
menos. No obs an e p esen an cie as limi aciones, dado que las ampas de iones
almacenan odos los iones p oducidos en la agmen ación de la mues a y los an
II. INTRODUCCIÓN
105
il ando p og esi amen e, no es posible la selección de iones discon inuos como en
el modo SIM. A pesa de es e incon enien e desde el pun o de is a de su
aplicación en análisis de ul a azas, las ampas de iones p esen an la en aja
en e a los cuad upolos, de se muy ácilmen e con igu ables pa a el abajo con
MS/MS e incluso MSn. Den o de es a modalidad, la disociación median e colisión
inducida (CID), ha mos ado ele ada sensibilidad pa a el análisis de PAHs en acei e
de mo o usado [684].
GC-FID es un mé odo que oda ía se sigue u ilizando en la ac ualidad. Una
en aja asociada a es e sis ema de de ección, es que la espues a es p opo cional
al núme o de ca bonos, po lo que se pueden cuan i ica compues os den o del
mismo g upo de isóme os, incluso si no se dispone de pa ones de calib ación de
odos ellos. En la li e a u a, se encuen an nume osas aplicaciones de GC-FID pa a
la de e minación de PAHs en mues as medioambien ales. Algunos ejemplos son el
análisis de es os con aminan es, en pa ículas aé eas [685], agua [686] y
sedimen os [687]. No obs an e, si se a a de mues as de ele ada complejidad, lo
más común es u iliza GC-MS pa a la de e minación, pues o que pe mi e ob ene
mayo exac i ud que los mé odos de de ección uni e sales. Además de consegui
mayo sensibilidad ( abla II.19), la selec i idad asociada a la na u aleza del
de ec o (MS) pe mi e minimiza las in e e encias de o as sus ancias p oceden es
de la ma iz.
Tabla II. 19 Lími es de cuan i icación ins umen ales (µg L-1) pa a los PAHs,
u ilizando dis in os sis emas en c oma og a ía de gases.
PAHs GC-FID GC-EI-MS GC-EI-MS/MS LVI-GC-EI-MS LVI-GC-EI-MS/MS
Na aleno --- 0.43 4.76 0.20 0.013
Acena ileno --- 0.71 2.03 0.61 0.029
Acena eno --- 0.83 1.33 0.66 0.0075
Fluo eno 3330 0.78 1.25 0.11 0.0072
Fenan eno 4640 0.46 0.93 0.11 0.0057
An aceno 3530 0.65 1.04 0.15 0.0071
Fluo an eno 4240 0.67 0.57 0.12 0.0046
Pi eno 3790 0.73 0.70 0.12 0.0050
Benzo[a]an aceno 3730 2.50 0.23 0.35 0.0034
C iseno 3000 3.33 0.34 0.25 0.0029
Benzo[b] luo an eno 3520 3.03 1.27 0.68 0.0098
Benzo[k] luo an eno 5680 4.76 1.72 0.71 0.0097
Benzo[a]pi eno 6200 10 3.57 0.73 0.017
Dibenzo[a,h]an aceno 3440 14.29 0.40 2.24 0.040
Benzo[g,h,i]pe ileno 8000 11.11 3.57 1.54 0.045
Indeno[1,2,3-c,d]pi eno 8250 7.69 2.56 0.56 0.033
Vol iny (µL) 1 1 1 25 25
Re . [688] [469] [182] [529] [529]
2. MÉTODOS DE ANÁLISIS
106
En los úl imos años, TOF/MS combinado con GC o LC ha despe ado g an
in e és en el análisis medioambien al [689-691]. Uno de los aspec os más
impo an es de es e mé odo de de ección, es que se puede adqui i la masa exac a,
la in o mación de ull-scan y los da os cuan i a i os en pe iodos de iempo co os.
Además, debido a su ele ado pode de esolución de masas, TOF/MS pe mi e
mejo a la elación señal/ uído, espec o al uso de un cuad upolo simple. Es e
mé odo de de e minación ha sido aplicado en el análisis de PAHs en sedimen os, é
[692] acei e ege al [693] y cenizas [694].
GC acoplado a MS con adioisó opo (iso ope- a io mass spec ome y,
IRMS) es o a de las al e na i as u ilizada pa a la de e minación de PAHs. Hace
ap oximadamen e una década, se demos ó que las uen es de emisión de PAHs al
medio ambien e, podían de e mina se median e medidas del isó opo de ca bono de
los PAHs indi iduales [695,696]. En es a écnica, GC es á acoplada a un ho no de
combus ión, de modo que la composición iso ópica del CO2 esul an e, es
con inuamen e analizada, u ilizando un analizado MS de sec o magné ico. La
elación en e el compues o especí ico y el isó opo de ca bono (13C/12C), si e pa a
de e mina cuan i a i amen e las uen es de emisión de es os con aminan es, y se
ha aplicado a es udios de con aminación del ambien es ma inos, lacus es y
e es es [697-699].
BIBLIOGRAFÍA
107
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232
hexane p o ided good eco e ies o lowe molecula weigh (mw) PAHs and low
eco e ies o highe mw PAHs (see Fig. 1). Me hanol yielded unsui able da k-
colou ed, alkaline ex ac s.
Ace one and he hexane-ace one mix u e (1:1) p o ed o be he bes
mix u e o e ec i e emo al o he analy es om he ca idge a low sol en
olumes. Two millili es o ace one o 6 mL o mix u e hexane-ace one (1:1) we e
su icien o elu e he analy es om he ca idge. Thus, he weigh o esidues in
ex ac s (see Table 1) was aken in o accoun in choosing he mos sui able sol en ,
and he mix u e o hexane-ace one (1:1) was acco dingly selec ed.
30 mL Hexane
25 mL CH
2
Cl
2
25 mL ACN
25 mL Ace one
25 mL Hex: Ace
0
20
40
60
80
100
120
An h B[a]A Ch y B[e]P B[b]F B[ghi]P I[123cd]P
Fig. 1 E ec o ex ac ion sol en on he eco e y o some ep esen a i e PAHs by
MSPD ex ac ion. Hex: n-hexane, CH2Cl2: dichlo ome hane, ACN: ace oni ile, Ace: ace one,
Hex-Ace: hexane-ace one (1:1, / ). Sample: spiked soil (concen a ions ob ained wi h he
MAE p ocedu e, see Fig. 3).
4.1.3. E ec o modi ie addi ion
The inal s age o op imiza ion o he MSPD p ocedu e consis ed o
e alua ion o he e ec o he amoun o alkaline added when he samples we e
blended. P elimina y assays showed ha his ea men was impo an in e ms o
minimising ex ac esidues and maximising eco e ies o PAHs. A se ies o
expe imen s was ca ied ou in which di e en amoun s o alkali we e added. Fo
mos o he analy es, eco e ies we e on a e age 30-50% lowe (see Fig. 2) in he
absence o alkaline ea men . As expec ed, eco e ies inc eased as he amoun o
alkali inc eased, un il a cons an alue was eached.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
233
The o e all esul s showed ha he combined e ec o Flo isil® as solid-
phase, 500 µL o sa u a ed me hanolic po assium hyd oxide solu ion as addi i e,
0.5 g o Flo isil® and 0.5 g o silica as clean-up laye s and 6 mL o hexane-ace one
(1:1, / ) as elu ion sol en makes his ex ac ion p ocedu e sui able o
de e mining 16 PAHs in a complex ma ix such as soil. Typical ch oma og ams
ob ained wi h spiked soil unde MSPD and MAE op imized condi ions a e shown in
Fig. 3. Ve y simila ch oma og aphic clean p o iles we e ob ained wi h bo h MSPD
and MAE p ocedu es, hus con i ming ha he MSPD p ocedu e can be use o
p oduce soil ex ac s eady o u he sepa a ion and analysis.
0
20
40
60
80
100
120
Ch y B[e]P B[b]F B[a]P B[ghi]P I[123cd]P
Wi hou addi i e
250 µL KOH (MeOH) sa
500 µL KOH (MeOH) sa
750 µL KOH (MeOH) sa
Fig. 2 E ec o he amoun o sa u a ed me hanolic po assium hyd oxide solu ion on
he e iciency o he MSPD ex ac ion o some ep esen a i e PAHs. KOH (MeOH) sa :
sa u a ed me hanolic po assium hyd oxide solu ion. Sample: spiked soil (concen a ions
ob ained wi h he MAE p ocedu e, see Fig. 3).
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a
b
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9
11
1213
14
15
16
Fig. 3 Ch oma og ams ob ained by luo escence de ec ion, and co esponding o (a)
spiked soil ex ac ob ained by MAE and (b) spiked soil (dilu ed 1:5) ex ac ob ained by
MSPD. Peak assignmen : 1, Naph (39.07 ng g-1); 2, Ace (38.96 ng g-1); 3, Flu (21.54 ng g-1);
4, Phen (138.88 ng g-1); 5, An h (26.38 ng g-1); 6, Fl (153.95 ng g-1); 7, Py (186.91 ng g-1);
8, B[a]A (33.13 ng g-1); 9, Ch y (74.16 ng g-1); 10, B[e]P (65.18 ng g-1); 11, B[b]F (76.40 ng
g-1); 12, B[k]F (20.59 ng g-1); 13, B[a]P (45.86 ng g-1); 14, DB[a,h]A (10.10 ng g-1); 15,
B[g,h,i]P (47.47 ng g-1); 16, I[1,2,3-cd]P (69.67 ng g-1).
4.2. Pe o mance o he analy ical p ocedu e
Calib a ion cu es we e p epa ed a i e le els. Each calib a ion le el was
injec ed wice. The ange o concen a ions and o he calib a ion igu es o me i , as
well as he de ec ion (LOD, s/n=3) and quan i ica ion (LOQ, s/n=10) limi s o he
p oposed me hod a e summa ized in Table 2. The esul s show ha all he analy es
we e quan i ied a below he limi imposed by cu en egula ions [4].
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
235
Table 2 Reg esion analysis, LODs and LOQs o he p oposed analy ical p ocedu e.
Compound Calib a ion
ange
(ng mL-1)
Calib a ion
equa ion
Slope
s anda d
e o
In e cep
s anda d
e o
Co ela ion
coe icien
LOD
S/N=3
(ng g-1) a
LOQ
S/N=10
(ng g-1) a
Naph 1-200 y=6.1948x-1.9559 0.01 1.3 0.9996 0.2 0.6
Ace 1-200 y=7.1117x+0.2985 0.03 3.2 0.9999 0.1 0.4
Flu 0.2-40 y=30.859x+2.0327 0.1 2.3 0.9999 0.03 0.08
Phen 0.1-20 y=27.522x-1.8729 0.08 0.8 0.9999 0.05 0.2
An h 0.1-20 y=34.767x-1.7347 0.1 1.1 0.9999 0.02 0.07
Fl 0.2-40 y=3.6434x-0.8683 0.01 0.3 0.9999 0.1 0.5
Py 0.1-20 y=16.776x-0.9578 0.08 0.8 0.9999 0.04 0.1
B[a]A 0.1-20 y=32.068x-0.4474 0.05 0.5 1 0.007 0.02
Ch y 0.1-20 y=1.7574x+0.0078 0.007 0.07 0.9999 0.2 0.6
B[e]P 0.2-40 y=2.1948x+0.2507 0.006 0.1 0.9999 0.1 0.4
B[b]F 0.2-40 y=10.349x+0.9212 0.03 0.6 0.9999 0.02 0.07
B[k]F 0.1-20 y=57.919x+2.4665 0.1 1.2 0.9999 0.004 0.01
B[a]P 0.1-20 y=34.237x-1.287 0.09 0.9 0.9999 0.007 0.02
DB[a.h]A 0.2-40 y=16.265x-1.2747 0.07 1.5 0.9999 0.02 0.06
B[ghi]P 0.2-40 y=23.456x-2.9172 0.09 1.8 0.9999 0.02 0.05
I[123-cd)P 0.1-20 y=3.5162x-0.1079 0.02 0.2 0.9999 0.06 0.2
a Concen a ion on d y weigh basis.
Reco e ies we e e alua ed by p ocessing soil samples wi h s anda d
addi ions a concen a ions ca. 0.5, 1, 1.5, and 2 imes he ac ual concen a ions in
o iginal samples (Table 3). As p e iously epo ed [13], signi ican losses o some
PAHs a e p oduced du ing he sol en e apo a ion s ages associa ed wi h sample
p epa a ion p ocedu es. These losses we e aken in o conside a ion and eco e ies
o he o e all analy ical p ocess we e calcula ed om he slope o he addi ion
g aph. The ex ac ion p ocess was highly e icien , wi h eco e ies highe han 94%
and ela i e s anda ds de ia ions lowe han 2% (Table 4).
J. Ch oma og . A 1165 (2007) 32
236
Table 3 A e age concen a ions and in e media e p ecision o he analysis o non-
spiked soil samples.
Compound MSPD
MAE
(ng g-1 dm) S.D. (n=6)
(ng g-1
dm)
S.D. (n=5)
Naph 46.65 0.87
46.82
1.73
Ace 5.26
0.26
5.47
0. 3
Flu 8.72
0.71
10.39
0.36
Phen 31.40 1.13
33.27
1.74
An h 2.95
0.04
2.94
0.09
Fl 38.21 1.37
36.23
0.89
Py
27.31 0.30
26.34
2.08
B[a]A 9.85
1.01
7.29
0.44
Ch y 27.24 0.49
27.35
1.76
B[e]P 18.03 0.24
17.97
0.95
B[b]F 23.21 0.82
21.28
1.72
B[k]F 8.17
0.10
8.02
0.66
B[a]P 13.94 0.06
9.43
0.82
DB[a,h]A 2.82
0.05
2.73
0.08
B[ghi]P 16.12 0.13
15.96
0.74
I[123-cd)P 17.67 0.24
17.33
0.47
In e media e p ecision was assessed by a se ies o six independen
expe imen s ca ied ou on di e en days, wi h non-spiked soil. The MSPD and MAE
echniques we e compa ed o he same soil. A e age concen a ions (on a d y
mass basis) and p ecision be ween days a e epo ed in Table 4. The deg ee o
p ecision ob ained wi h MSPD was simila o ha ob ained wi h he MAE p ocedu e
and he e was good ag eemen be ween MAE measu emen s and MSPD e alua ed
concen a ions. Fu he mo e, o check he pe o mance o he analy ical p ocedu e,
six samples o BCR 524 indus ial soil e e ence ma e ial we e p ocessed by he
desc ibed p ocedu e. The e was good ag eemen be ween he alues ob ained and
he ce i ied alues (see Table 5 o mean concen a ions and con idence in e als).
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
237
Table 4 Reco e ies and R.S.D.s o he ex ac ion p ocedu e applied o eal soil
samples.
Compound Reco e y (%)
(slope x 100)
R.S.D.
(%)
(slope e o x 100)
Naph
94.3
0.9
Ace
100.1
1.9
Flu 102.6
1.5
Phen
99.1
1.5
An h
99.9
1.6
Fl 97.4
0.9
Py
97.2
1.5
B[a]A
103.9
1.4
Ch y
99.9
0.2
B[e]P
101.3
0.5
B[b]F
100.9
1.8
B[k]F
98.7
1.7
B[a]P
97.6
1.2
DB[a,h]A 98.6
0.7
B[ghi]P 99.1
0.6
I[123-cd)P 101.0
1.9
Table 5 Measu ed concen a ions and con idence in e als compa ed wi h ce i ied
concen a ions o BCR 524 e e ence ma e ial.
Compound BCR 524
MSPD
MAE [13]
Ce i ied (µg g-1)
Measu ed (µg g-1)
x
2S.D. (n=6)
Measu ed (µg g-1)
x
2S.D. (n=5)
Py
173 11
182
5
179.9 0.1
B[a]A 22.5 1.8
22.6
0.7
23.0 0.1
B[e]P 10.6 1.4
11.8
0.4
11.5 0.6
B[b]F 13.5 1.6
14.9
0.5
14.9 0.6
B[k]F 6.2 0.6
6.6
0.3
6.4
0.05
B[a]P 8.6 0.5
9.0
0.1
9.0
0.04
I[123-cd]P 5.1 0.4
5.3
0.1
5.3
0.1
J. Ch oma og . A 1165 (2007) 32
238
5. CONCLUSIONS
To he bes o ou knowledge, he p oposed p ocedu e cons i u es he i s
applica ion o he MSPD echnique o he de e mina ion o PAHs in soil samples. The
me hod allows ex ac ion and clean-up o be ca ied ou in a single s ep, wi hou
addi ional pu i ica ion o ex ac s. Ex ac ion condi ions we e ca e ully selec ed o
achie e maximal eco e y o he PAHs con ained in soil samples while elimina ing
mos o he in e e ing ma ix componen s.
The esul s demons a e ha he accu acy, p ecision and selec i i y o he
p oposed me hod a e sa is ac o y o analysis o PAHs. Quan i ica ion limi s
achie ed by he me hod allow he applica ion o he p ocedu e below he le els
imposed by exis ing egula ions. The me hod equi es a small sample size and
o e s conside able sa ings in e ms o sol en consump ion, cos o ma e ials,
sample manipula ion and ime in ol ed.
Acknowledgemen s
This esea ch was inancially suppo ed by he Spanish Minis y o Educa ion
and Science (p ojec CTQ2006-03334/BQU), E.U. FEDER unding and he Xun a de
Galicia (p ojec PGIDIT06PXIB237039PR).
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IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
239
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1.2.4. DESARROLLO DE UN MÉTODO DE DISPERSIÓN DE LA MATRIZ
EN FASE SÓLIDA PARA LA DETERMINACIÓN DE PAHs EN MUESTRAS
DE LODO
Publicación IV
DEVELOPMENT OF A MATRIX SOLID-PHASE DISPERSION METHOD FOR THE
DETERMINATION OF POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS IN SEWAGE
SLUDGE SAMPLES
Anal. Chim. Ac a 626 (2008) 155
Doi:10.1016/j.aca.2008.07.053
Anal. Chim. Ac a 626 (2008) 155
248
A Unicen (O o-Al esa, Mad id, Spain) cen i uge was used o cen i uge he
aw sample ex ac s. Sol en e apo a ion was ca ied ou wi h a Tu bo Vap II
au oma ed ni ogen e apo a o (Zyma k, Hopkin on, MA, USA).
Ace oni ile and me hanol (g adien -g ade, Lich osol ), and n-hexane,
ace one and dichlo ome hane (Sup asol ) we e pu chased om Me ck (Da ms ad ,
Ge many). Ul apu e wa e was p oduced by means o a Milli-Q sys em supplied by
Millipo e (Bed o d MA, USA). Hyd ochlo ic acid (36%) was supplied by P olabo
(Fon enay-Sous-Bois, F ance). EPA-610 Polycyclic a oma ic hyd oca bon mix u e
and B[e]P (solid, 98.5%) we e supplied by Supelco (Belle on e PA, USA) and
D[a,l]P (10 ng µL-1) we e om D . Eh ens o e GmbH (Augsbu g, Ge many)
po assium hyd oxide (Pelle s, 85%+, AC), Flo isil (60-100 mesh), oc yldecyl-
un ionalized silica gel (70-230 mesh, 9-12% ca bon loading), aluminum oxide
ac i a ed neu al (150 mesh) and sea sand (50-70 mesh) we e pu chased om
Sigma–Ald ich (Mad id, Spain), and silica gel (230-400 mesh) was ob ained om
Me ck. Silica gel and Flo isil con ain app eciable aces o PAHs and consequen ly
equi e some washing be o e applica ion o MSPD. So ben s we e p e-washed in
columns wi h a hexane-ace one (50:50, / ) mix u e and s o ed d y be o e use.
Fo some expe imen s he no mal-phase ma e ials we e ac i a ed a 105 ºC o 48
h and hen allowed o cool down in a desicca o be o e being used in he MSPD
ca idge. Anhyd ous sodium sulpha e was supplied by Pan eac (Ba celona, Spain).
S anda d e e ence ma e ial (CRM) BCR 088 was supplied by he Ins i u e o
Re e ence Ma e ials and Measu emen s (IRMM, Geel, Belgium) and RTC-CNS312-04
e e ence ma e ial was ob ained om LGC S anda ds (Tedding on Middlesex, UK).
Du apo e il e s (Millex GV, 13 mm, 0.22 µm) we e supplied by Millipo e.
Silica (Sep-Pak, 500 mg), Flo isil (Sep-Pak, 900 mg), Oasis HLB 3 cc (60 mg) and
Oasis MAX 3 cc (60 mg) ca idges we e ob ained om Wa e s.
Mic owa e-assis ed ex ac ions (MAE) we e pe o med wi h an E hos E-320
(1000 W) Mic owa e Ex ac ion Sys em (Milles one, Leu lei ch, Ge many) equipped
wi h 12 essels, each o nominal olume 100 mL. The maximum alues o
empe a u e and p essu e inside he ex ac ion essels we e 260 ºC and 35 ba
(500 psi).
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
249
2.2. Samples
Sewage sludge sample (S1) used o de elop and op imize he p ocedu e
was ob ained om a was ewa e ea men plan (WWTP) loca ed in Lugo (Galicia,
no hwes Spain). The municipal WWTP ecei es mainly u ban was ewa e , bu also
ecei es indus ial wa e s p incipally o dai y plan s, e luen s o hospi als and he
municipal slaugh e house.
The e e ence ma e ials, BCR 088 and RTC-CNS312-04, a e d ied sewage
sludges. Addi ionally, eal samples we e used o es he applicabili y o p oposed
me hod. A sewage sludge sample (S2) was ob ained in 2000 du ing in e labo a o y
exe cises and h ee seconda y sewage sludge samples (S3, S4, S5) p oduced by
di e en ea men s, we e collec ed in di e en poin s o Galicia.
The humidi y o he ma e ials was g a ime ically e alua ed a e d ying
sample po ions o ma e ials in an o en a 105 ºC o 2h. The lipid con en o
samples was e alua ed by means o he Bligh and Dye me hod [27]. In o ma ion
abou s udied samples is compiled in Table 1. As can be seen, ma e ials wi h
di e en cha ac e is ics (lipid con en and o al ca bon) and ea men s we e aken
o his s udy.
Spiked samples we e p epa ed wi h sewage sludge by adding a s anda d
solu ion o analy es in ace oni ile. Sewage sludge (S1) was spiked wi h PAHs a
le els be ween 0.05 and 5 µg g-1, aking in o accoun he concen a ion alues in
blank sample. The spiking p ocedu e consis ed o mixing, 20 g o sewage sludge
sample wi h 10 mL o a s anda d solu ion o s udied PAHs in ace oni ile. The
mix u e was mechanically s i ed and allowed o ai d y a oom empe a u e o 24
h wi h occasional mixing. This p ocedu e was ca ied ou se e al mon hs be o e
sample analysis and all spiked and non-spiked sewage sludge samples we e hen
lyophilized and s o ed in ambe glasses a 4 ºC.
Anal. Chim. Ac a 626 (2008) 155
250
Table 1 Cha ac e iza ion o sewage sludge samples.
Sewage sludge samples
RTC-CNS312-04
-
8.4
6.1
Elemen al analysis (%)
30.4
4.3
1.3
Ana. Dig., s abilisa ion by anae obic diges ion; F. Band, dewa e ing by il e band (include ea men wi h polielec oli es); polielec ., chemical condi ioning wi h
polielec oli es; F. P ess, dewa e ing by il e p ess; cen i uge, dewa e ing by cen i uge; lime s ab., chemical s abilisa ion by lime; (-) no a ailable.
BCR088
-
12.1
9.0
27.1
3.1
1.6
S5
Lime s ab., Polielec .,
F. p ess
3.8
1.3
21.7
2.6
0.2
S4
Ana. dig., Polielec .,
Cen i uge
5.4
8.9
35.9
6.1
0.8
S3
Polielec ., F.
P ess
6.6
6.3
38.0
6.4
0.9
S2
-
5.8
3.8
17.3
1.1
0.5
S1
Ana.dig., F.
Band
6.1
2.9
14.1
1.9
0.6
Sample ea men
Humidi y (%)
Lipid con en (%)
Ca bon
Ni ogen
Sulphu
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
251
2.3. Sample p epa a ion
2.3.1. MSPD p ocedu e
Unde he inally op imized condi ions, 0.2 g (weighed accu a ely) o
lyophilized sample was i s soaked in 1 mL o sa u a ed me hanolic po assium
hyd oxide solu ion in a glass mo a , hen 1 g o Flo isil and 0.5 g o anhyd ous
sodium sulpha e we e added and he mix u e was ho oughly blended wi h he
pes le o ob ain he comple e dis up ion and dispe sion o he sample on he solid
suppo . When blending was comple e (a e 1 min), he homogeneous mix u e was
packed in o a column con aining ( om bo om o op) a laye o 1 g o Flo isil and
ano he laye o 2 g o silica. These ma e ials ac as co-column o clean-up phases
in he ca idge elu ion. A second i was placed on he op o he sample be o e
ca e ul comp ession wi h a plunge . Finally, he a ge compounds we e elu ed om
he packe columns wi h 6 mL o dichlo ome hane-me hanol (90:10, / ) mix u e.
The ex ac was concen a ed o 0.5 mL unde a s eam o ni ogen in he Tu bo
Vap. Then, 2 mL o ace oni ile (ACN) was added and he mix u e again
concen a ed o 0.5 mL.
The inal concen a ed ex ac was hen ans e ed o a 1 mL olume ic
lask and he olume made up o he ma k wi h wa e . The ex ac was il e ed
h ough a 0.22 µm Du apo e il e and 25 µL we e injec ed in o he HPLC sys em.
2.3.2. MAE p ocedu e
Sewage sludge samples we e also analysed acco ding o he p e iously
epo ed saponi ica ion-ex ac ion me hod o PAHs [13]. B ie ly, his p ocedu e
in ol es he simul aneous mic owa e-assis ed ex ac ion o PAHs wi h n-hexane
and he hyd olysis o samples wi h me hanolic po assium hyd oxide a 129 ºC o
17 min, ollowed by cen i uga ion and pu i ica ion wi h silica and Flo isil ca idges.
The MAE p ocedu e was used as e e ence me hod in he op imiza ion o he MSPD
p ocedu e.
2.4. Ch oma og aphic sepa a ion
A bina y sol en sys em made o ace oni ile and wa e was used o
ch oma og aphic sepa a ions a 1.5 mL min-1. The g adien elu ion p og am was as
Anal. Chim. Ac a 626 (2008) 155
252
ollows: ini ial condi ions, 50% ACN o 3 min, hen a linea amp o 100% ACN
wi hin 17 min and holding a 100% o 8 min. The column empe a u e was se a
35 ºC. De ec ion was pe o med a selec ed luo escence wa eleng h p og amming
o ob ain he be e sensi i i y and minimal in e e ence. The exci a ion/emission
wa eleng hs pai s (nm) we e se as ollows: 267/330 o Naph; 275/315 o Ace
and Flu; 247/357 o Phe; 238/418 o An h, Fl and Py ; 286/410 o B[a]A and
Ch y; 294/425 o B[e]P, B[b]F, B[k]F, B[a]P, DB[a,l]P, DB[a,h]A and B[g,h,i]P;
and 245/500 o I[1,2,3-cd]P.
3. RESULTS AND DISCUSION
3.1. Op imiza ion o condi ions o ma ix solid-phase dispe sion
The selec i i y o he MSPD p ocedu e depends on he so ben /sol en
combina ion used. Mos applica ions o MSPD ha e used a e e sed-phase ma e ial,
pa icula ly C18 and C8; silica, Flo isil and chemically modi ied so ben s a e used
less ecuen ly [19]. In ecen yea s, al e na i e suppo ma e ials, such as acidic
silica, sand, celi e, dia omaceous ea h, ac ylic polyme s, alumina, Oasis HLB (a
mac opo ous poly(di inylbenzene-co-N- inylpy olidone) polyme ) and molecula ly
imp in ed polyme s (MIPs) ha e been used o enhance he selec i i y o he MSPD
p ocess [20].
The na u e o he elu ion sol en is also impo an since he a ge analy es
should be e icien ly deso bed while he emaining ma ix componen s should be
e ained in he column [21].
On he o he hand, he in en ional ioniza ion o supp ession o ioniza ion o
analy es and ma ix componen s can g ea ly a ec o na u e o in e ac ions o
speci ic a ge analy es wi h he ma ix and he elu ing sol en and should be
conside ed as a a iable o a aining ep oducible and e icien ex ac ions. This
may be accomplished by adding acids, bases, sal s, chela ing o de-chela ing
agen s, an ioxidan s, e c, a he ime o sample blending and/o as an addi i e o
he elu ing sol en [19].
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
253
3.1.1. P elimina y ex ac ion assays
The i s ex ac ion assays we e ca ied ou using he p e iously epo ed
MSPD me hod o ex ac ion o PAHs om soil samples [23]. Unsa is ac o y esul s
sugges ha a e y complex ma ix such as sewage sludge equi es speci ic
me hodologies which should be ca e ully op imised o ob ain good pe o mance in
e ms o eco e y alues and ex ac cleanness. The e o e, a new me hod o
de e mina ion o PAHs om sewage sludge was de eloped.
Ini ial expe imen s we e pe o med wi h silica, C18 o Flo isil as
dispe san s. The use o wa e and anhyd ous sodium sulpha e in he dispe sion,
using C18 as solid suppo , has a posi i e e ec on he ex ac ion e iciency. The
addi ion o 200 µL o wa e and 0.5 g o anhyd ous sodium sulpha e in dispe sion
s age was shown o be sa is ac o y. A hexane-dichlo ome hane (50:50, / )
mix u e (15 mL) was ini ially selec ed as he ex ac ion sol en and 2 g o silica and
1 g o Flo isil as clean-up laye s. Ex ac s ob ained wi h silica appea ed mo e
sample ma ix coex ac i e, while no signi ican di e ences we e ound when he
samples we e dispe sed wi h C18 o Flo isil. Bo h so ben s p o ided highe
eco e ies and lowe sample ma ix esidues han silica, al hough ye
unsa is ac o y. Also, ace oni ile and hexane-ace one (50:50, / ; 15 mL) mix u e,
employing C18 as dispe san , p o ided unsa is ac o y eco e ies.
Di e en amoun s o o ganic sol en s (me hanol and n-hexane-
dichlo ome hane (50:50, / ) mix u e) as well as hyd ochlo ic acid (10%) we e
also es ed as modi ie s in he sample blending s age wi h Flo isil bu hese
addi i es did no enhance ei he eco e ies o ex ac clean-up.
3.1.2. Op imisa ion o dispe sion condi ions
On he basis o hese p elimina y assays, so ben s wi h di e en physical
and chemical p ope ies we e es ed as solid suppo s o ma ix dispe sion in
alkaline medium. Sand, Oasis MAX, Oasis HLB, alumina, Flo isil, ac i a ed Flo isil,
as well as some combina ions o hem we e assayed o assess he so ben s e ec
on he yield and selec i i y o he MSPD p ocess. I should be no ed ha Oasis HLB
and MAX we e always used in combina ion wi h ano he solid so ben (sand, Flo isil
o anhyd ous sodium sulpha e) allowing a be e blending s ep. Oasis ca idges
Anal. Chim. Ac a 626 (2008) 155
254
we e cu and he app op ia e amoun s o hese polyme ic ma e ials we e weigh ed
o be used in di e en expe imen s.
As shown in Fig. 1, bes esul s in e ms o eco e y and esidue alues
we e ob ained when Flo isil was used as dispe san . On he o he hand, Flo isil in
combina ion wi h anhyd ous sodium sulpha e p oduced lowe esidues han Flo isil
alone (see able 2).
0
20
40
60
80
100
120
Py B[a]A B[e]P B[a]P I[1,2,3-cd]P
Reco e y (%)
1 g sand [27.2 ± 1.5]
1 g sand + 0.12 g MAX [26.4 ± 1.1]
1 g Flo ac [31 ± 1]
1 g Alu [35.6 ± 2.6]
1 g sand + 0.12 g HLB [36 ± 0.5]
1 g Flo + 0.12 g HLB [25 ± 1.4]
1 g Flo [25 ± 1]
Fig. 1 In luence o di e en so ben s used as dispe san s on he eco e y o some
ep esen a i e PAHs in spiked sewage sludge sample by MSPD ex ac ion, using 10 mL o
dichlo ome hane-me hanol (90:10, / ) mix u e as elu ion sol en , 500 µL o sa u a ed
me hanolic po assium hyd oxide solu ion as addi i e and 2 g silice and 1 g Flo isil as clean-up
laye s. MAX, Oasis MAX; Flo ac , ac i a ed Flo isil; Alu, neu al alumina; HLB, Oasis HLB; Flo,
Flo isil. Values in b acke s co espond o esidues (a e age (mg g-1 sample) ± s anda d
de ia ion (n=3)) o spiked sewage sludge ex ac s. Da a o iplica e ex ac ion.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
255
Table 2 Amoun o esidue in sewage sludge ex ac s and alues o eco e y o analy es ob ained by di e en MSPD condi ions.
Resul s
Reco e ies (%)c
80
75
64
92
98
99
96
73
67
99
100
100
64
79
99
95
99
101
95
0.2 g Spiked sewage sludge sample. Da a o h ee eplica es. Alu, neu al alumina; HLB, Oasis HLB; Flo, Flo isil; Sil, silica; Na2SO4, anhyd ous sodium
sulpha e; KOH, sa u a ed me hanolic po assium hyd oxide solu ion; DCM, dichlo ome hane; MeOH, me hanol. a Amoun s o sol en o sa u a ed me hanolic
po assium hyd oxide solu ion added in he blending s ep. b A e age (mg g-1 sample) o h ee de e mina ions ± s anda d de ia ion. c A e age o 17 PAHs
eco e ies, calcula ed conside ing alues ob ained wi h MAE p ocedu e [13].
Residue (mg g-1)b
39.3 ± 3.3
16.6 ± 2.3
40.1 ± 5
35.8 ± 0.7
35.5 ± 3.2
36 ± 0.5
46.4 ± 2.9
19.9 ± 0.7
40.8 ± 2.7
25 ± 1
22.2 ± 0.2
18 ± 0.3
14.0 ± 3.2
17.2 ± 1.0
22.7 ± 0.7
17.6 ± 0.2
17.8 ± 0.5
17.4 ± 0.5
18 ± 1.1
MSPD condi ions
Ex ac ion sol en
10 mL DCM-MeOH (90:10, / )
10 mL DCM-MeOH (80:20, / )
10 mL DCM-MeOH (90:10, / )
10 mL DCM-MeOH (90:10, / )
6 mL DCM-MeOH (90:10, / )
Co-column
3 g Sil
3 g Alu
2 g Flo+1 g C18
2 g Flo+1 g Alu
2 g Flo+1 g Sil
2 g Sil+1 g Flo
3 g Flo
3 g Flo
2 g Flo+0.12 g HLB
2 g Sil+1 g Flo
2 g Sil+1 g Flo
2 g Sil+1 g Flo
2 g Sil+1 g Flo
2 g Sil+1 g Flo
2 g Sil+1 g Flo
2 g Sil+1 g Flo
2 g Sil+1 g Flo
2 g Sil+1 g Flo
2
g
Sil+1
g
Flo
Type o addi i ea
500 µL KOH
500 µL KOH
500 µL KOH
1000 µL KOH
1250 µL KOH
1500 µL KOH
500 µL KOH
1000 µL KOH
1250 µL KOH
1500 µL KOH
1000 µL KOH
Dispe san
1 g Sand+0.12 HLB
1 g Flo
1 g Flo+0.5 g Na2SO4
1 g Flo+1 g Na2SO4
1
g
Flo+0.5
g
Na2SO4
Anal. Chim. Ac a 626 (2008) 155
256
A se ies o expe imen s we e ca ied ou adding di e en amoun s o alkali
in he dispe sion s age. As can be seen in Fig. 2, o mos o he analy es,
eco e ies we e on a e age 20–60% lowe in he absence o alkaline ea men .
Reco e ies inc eased and he esidues alues dec eased as he amoun o alkali
inc eased, un il a cons an alue (1mL) was eached. I should be s essed ha he
amoun o anhyd ous sodium sulpha e is also c i ical. As can be seen in Table 2, he
expe imen s wi h 1250 -1500 µL o me hanolic sa u a ed po assium hyd oxide and
0.5 g o anhyd ous sodium sulpha e p o ided lowe eco e ies as compa ed o
simila expe imen s in ol ing 1 g o anhyd ous sodium sulpha e.
0
20
40
60
80
100
120
Fl Py B[e]P DB[a,h]A I[1,2,3-cd]P
Reco e y (%)
Wi hou addi i e [36.8 ± 1]
250 µL KOH [28.0 ± 1.8]
500 µL KOH [25 ± 1]
750 µL KOH [22.9 ± 1.4]
1000 µL KOH [17.6 ± 0.2]
1250 µL KOH [17.8 ± 0.5]
a
1500 µL KOH [17.4 ± 0.5]
a
Fig 2 E ec o he amoun o sa u a ed me hanolic po assium hyd oxide solu ion on
he ex ac ion e iciency o some ep esen a i e PAHs in spiked sewage sludge sample. MSPD
condi ions we e 1 g o Flo isil and 0.5 g o anhyd ous sodium sulpha e (a1 g o anhyd ous
sodium sulpha e) as dispe san , 2 g silice and 1 g Flo isil as clean-up laye s and 10 mL o
dichlo ome hane-me hanol (90:10, / ) mix u e as elu ion sol en . KOH, sa u a ed
me hanolic po assium hyd oxide solu ion. Values in b acke s co espond o esidues (a e age
(mg g-1 sample) ± s anda d de ia ion (n=3)) o spiked sewage sludge ex ac s. Da a o
iplica e ex ac ion.
A he ime o es ing dispe san , se e al clean-up schemes (Table 2) we e
assayed wi h he aim o p o iding sample ex ac s clean enough o di ec injec ion
in he HPLC column, while keeping high eco e ies in he PAHs ex ac ion om
sewage sludge samples.
As can be seen, Flo isil (3 g) o neu al alumina (3 g) as co-column,
educed he amoun o sample ma ix esidues al hough we e unable o p o ide
sa is ac o y ex ac ion yields. Then, di e en amoun s o Flo isil (1 o 2 g) we e
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
257
assayed in o de o e alua e he eco e ies and he esul s demons a ed ha lowe
amoun s o Flo isil p o ided a highe esidue and highly u bid ex ac s.
Finally he combina ion o silica (2 g) and Flo isil (1 g) appea ed as he
be e al e na i e o emo ing sample ma ix in e e ing compounds, and p o iding
high eco e ies o all he a ge analy es and clean ex ac s ha can be di ec ly
injec ed in he ch oma og aph.
3.1.3. E ec o he sol en on ex ac ion e iciency
Se e al elu ion sol en s, such as ace oni ile, dichlo ome hane, ace one,
hexane-ace one (50:50, / ), hexane-dichlo ome hane (50:50, / ) and di e en
dichlo ome hane-me hanol mix u es, we e es ed o ex ac ion o he PAHs om
he dispe sed sewage sludge samples.
0
20
40
60
80
100
120
Py B[k]F B[a]P I[1,2,3-cd]P
Reco e y (%)
ACN [19.5 ± 1.3]
Hex-Ace [22.1 ± 1.3]
DCM [12.4 ± 1.8]
Ace [28.0 ± 1.8]
Hex-DCM [11.7 ± 1.9]
DCM-MeOH (95:5; / ) [19.3 ± 0.8]
DCM-MeOH (90:10; / ) [36.0 ± 0.5]
Fig. 3 Reco e ies o some ep esen a i e PAHs in spiked sewage sludge sample wi h
di e en elu ion sol en s, du ing he op imisa ion s ep. MSPD condi ions we e 500 µL o
sa u a ed me hanolic po assium hyd oxide solu ion as addi i e, 1 g o sand and 0.12 g o
Oasis HLB as dispe san and 2 g silice and 1 g Flo isil as clean-up laye s. Sol en olume o
elu ion 15 mL, excep in DCM-MeOH (90:10, / ) mix u e wi h 10 mL. ACN, ace oni ile; Hex-
Ace, hexane-ace one (50:50, / ) mix u e; DCM, dichlo ome hane; Ace, ace one; Hex-DCM,
hexane-dichlo ome hane (50:50, / ) mix u e; DCM-MeOH (95:5, / ), dichlo ome hane-
me hanol (95:5, / ) mix u e; DCM-MeOH (90:10, / ), dichlo ome hane-me hanol (90:10,
/ ) mix u e. Values in b acke s co espond o esidues (a e age (mg g-1 sample) ± s anda d
de ia ion (n=3)) o spiked sewage sludge ex ac s. Da a o iplica e ex ac ion.
As can be seen in Fig. 3, dichlo ome hane p o ided eco e ies abou 80%
o almos all a ge compounds. The dichlo ome hane-me hanol (95:5, / )
Anal. Chim. Ac a 626 (2008) 155
264
Table 6 Compa a i e da a o he de eloped MSPD me hod wi h o he p ocedu es desc ibed in li e a u e o he de e mina ion o PAHs in sewage sludge.
MSPD p oposed
me hod
0.2
DCM-MeOH (9:1)
6
10 min
Buil inc
HPLC-Flu
76-104d
<6
0.0001-0.005
Low
The 16 PAHs lis ed in he US En i onmen al P o ec ion Agency (US EPA) p io i y lis we e conside ed on hese pape s. B[e]P was also included in MAE [13], while B[e]P and DB[al]P
we e including in his MSPD wo k. 27 PAHs we e conside ed in MSPD [26] Tol, oluene; Hex, n-hexane; DCM, dichlo ome hane; MeOH, me hanol; Hex-DCM (1:1), hexane-
dichlo ome hane (50:50, / ) mix u e; DCM-MeOH (9:1), dichlo ome hane-me hanol (90:10, / ) mix u e; SPE, solid-phase ex ac ion; GPC, gel pe mea ion ch oma og aphy;
HPLC-Flu, HPLC- luo escence de ec ion; GC-MS/MS, gas ch oma og aphy- mass spec ome y/ mass spec ome y. a MSPD assis ed by sonica ion; b Sol en consump ion only in
ex ac ion s age; sol en consump ion in clean-up and sol en exchanges no included; c The ex ac ion and clean-up o samples we e ca ied ou in a single s ep; d Losses alues
associa ed wi h sol en e apo a ion p ocesses we e aken in o accoun o eco e y calcula ions; e Values calcula ed conside ing da a p o ided by au ho s in he pape .
MSPDa
[26]
2
DCM
15
20 min
SPE
GC-MS
85-108
<11
0.0001-0.002
Low
MAE
[13]
0.2
Hex
10
23 min
SPE
HPLC-Flu
91-101 d
<6
0.0002-0.01
Medium
PLE
[11]
2.5
Hex-DCM (1:1)
60
20 min
SPE+GPC
GC-MS/MS
60-93
<42
0.0001-0.002e
Medium
SFE
[28]
1
CO2 (5% Tol)
11.5
40 min
No equi ed
HPLC-Flu
35-95
<20
0.04-5
Medium
Sonica ion
[12]
1
MeOH
50
25 min
SPE
HPLC-Flu
50-99
<17
0.0002-0.08
Low
Soxhle
[11]
2.5
Hex-DCM (1:1)
150
18 h
SPE+GPC
GC-MS/MS
66-92
<17
0.0001-0.002 e
Low
Soxhle
[28]
1
Tol
80
8 h
No equi ed
HPLC-Flu
63-99
<22
0.05-5
Low
Pa ame e s
Sample amoun (g)
Ex ac ion sol en
Sol en consump ionb (mL)
Ex ac ion ime
Clean-up
De e mina ion
Ex ac ion e iciency (%)
Rep oducibili y (R.S.D. %)
LOQ (µg g-1)
Cos
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
265
Ex ac ion and clean-up we e ca ied ou in a single s ep in he p oposed
MSPD me hod, while PLE in ol es mul i s ep clean-up p ocess, such as clean-up by
SPE and GPC, and addi ional e apo a ion p ocess. Sonica ion and MSPD assis ed by
sonica ion may be an in e es ing and cheap al e na i e echnique bu also equi es
clean-up o ex ac s by SPE.
The Soxhle ex ac ion should no be igno ed as i allows e icien
ex ac ion, using e y cheap equipmen . I s main d awbacks a e, o cou se, he
la ge sol en olumes used and he long ex ac ion imes equi ed. Lowe sol en
consump ion implies cos educ ion, was e disposal and less exposu e o sol en
apou s.
In summa y, he op imised MSPD p ocedu e appea s o be an ad an ageous
al e na i e when compa ed o he o he ex ac ion echniques. The main d awback
is ha expe imen al condi ions should be ca e ully op imised in o de o ensu e
e icien ex ac ion bu he p oposed MSPD me hod p o ides quan i ica ion limi s
and ex ac ion e iciencies simila o he o he echniques, wi h he ad an ages o
being as e and using low olumes o o ganic sol en s.
3.4. Applica ion o eal sewage sludge samples
The applicabili y o he p oposed MSPD me hod was es ed by he
de e mina ion o PAHs in i e sewage sludge samples (S1-S5), di e ing in he ype
o was ewa e and he applied ea men echnology.
I is in e es ing o no e ha all samples we e p ocessed by an al e na i e
echnique (MAE) [13] and he e was good ag eemen be ween MAE measu emen s
and MSPD e alua ed concen a ions.
As can be seen in Table 7, PAHs we e de ec ed in all o he samples. To al
concen a ions o he PAHs analysed be ween 1.1 and 10.3 mg kg-1 (dm, d y mass
basis) we e ound in sewage sludge samples. I should be s essed ha he alue o
10.3 mg kg–1 appea ed only in he sewage sludge sample coming om he
in e labo a o y exe cises. Remaining sludge samples exhibi con en s o he PAHs
no exceeding 8.1 mg kg-1 (sum o he 17 PAHs conside ed in his s udy). The PAHs
concen a ions ob ained in his s udy a e simila o hose ound in li e a u e
[26,29].
Anal. Chim. Ac a 626 (2008) 155
266
Table 7 Concen a ion o PAHs ound in di e en sewage sludge samples by MSPD
p ocedu e.
Compound S1 S2 S3 S4 S5
Naph 0.1
5.3 0.2 0.2 0.1
1.7 0.3
2.3 0.4 0.2
Ace 0.03 3.1 n.d n.d
0.2
0.7 n.d
Flu 0.1
0.3 0.3 0.05 0.1
3.9 0.5
0.7 0.1 3.8
Phe 0.8
0.7 1.1 1.6 0.2
2.7 3.9
3.6 0.4 0.8
An h 0.04 0.7 0.1 5.3 0.01
2.6 0.2
0.7 0.02 5.4
Fl 0.7
2.6 1.8 2.4 0.2
2.3 1.0
0.6 0.3 2.2
Py
0.6
3.8 1.6 1.3 0.2
0.9 1.1
4.3 0.2 5.7
B[a]A 0.1
1.7 0.4 11.4 0.02
1.6 0.1
1.4 0.03 0.3
Ch y 0.3
1.2 1.2 0.6 n.d
n.d
n.d
B[e]P 0.2
1.6 1.0 5.5 0.1
0.6 0.6
1.4 0.1 1.5
B[b]F 0.1
0.2 0.8 9.9 0.04
5.1 0.1
1.3 0.1 2.9
B[k]F 0.1
0.2 0.3 11.8 0.01
0.8 0.03
3.9 0.01 4.0
B[a]P 0.1
0.2 0.5 11.4 0.03
1.2 0.05
5.8 0.03 2.1
DB[a,l]P n.d
n.d n.d
n.d
n.d
DB[a,h]A 0.02 2.8 0.2 15.5 0.002
8.7 n.d
n.d
B[g,h,i]P 0.1
1.3 0.6 1.6 0.1
0.3 0.1
4.4 0.04 1.0
I[1,2,3-cd]P 0.1
0.5 0.5 5.7 0.02
1.2 0.05
0.5 0.02 6.6
PAHs 3.5
10.3
1.1
8.1
1.7
A e age (µg g –1) ela i e s anda d de ia ion (R.S.D. %); concen a ions on d y weigh
basis; n=3 eplica es pe sample; n.d, no de ec ed; PAHs, sum o 17 PAHs conside ed in his
s udy.
Rega ding he con ibu ion o each indi idual PAHs, he highes
concen a ion was ound o Phe, Fl and Py . The mos oxic o all PAHs, B[a]P, was
also ound wi h concen a ions ha a ied bee wen 0.03 and 0.5 µg g-1.
High concen a ions o Phe and Py could be explained because he sewage
wa e ecei ed in WWTP is mainly o domes ic o igin. Cha b oiling o mea accoun s
o a majo sou ce o hese compound oge he wi h An h and Fl , in households.
B[ghi]P oge he wi h Ch y and I[1,2,3-cd]P a e compounds whose sou ce can been
a ibu ed p incipally o py oli ic p ocess, p obably a ising om u ban a ic [30].
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
267
4. CONCLUSIONS
An analy ical me hodology o he de e mina ion o PAHs in sewage sludge
was de eloped. The esul s showed good pe o mance o he analy ical p o ocol.
Quan i ica ion limi s achie ed by he me hod allow he applica ion o he p ocedu e
below he le els imposed by exis ing egula ions. Reco e ies using MSPD ex ac ion
we e in all cases sa is ac o y, o e ing good ag eemen wi h he ce i ied alues and
also compa able wi h he esul s ob ained using MAE.
The p oposed p ocedu e o e s signi ican sa ing o eagen s and ime
compa ed o o he echniques used being capable o p o iding a apid isola ion o
he a ge analy es as was demons a ed by p ocessing eal samples, a e e ence
ma e ial and a ce i ied e e ence ma e ial.
In summa y, his me hod cons i u es a signi ican ad ance in simplici y and
e iciency, which makes i possible o sc een many samples and can be used o
ou ine moni o ing, including ou ine quali y con ol o sewage sludge o be used on
ag icul u al land illing acco ding o he u u e Eu opean Union sludge di ec i e,
cha ac e iza ions o con amina ed si es and moni o ing o emedial p ocesses.
Acknowledgemen s
This esea ch was inancially suppo ed by he Spanish Minis y o Educa ion
and Science (p ojec CTQ2006-03334/BQU), E.U. FEDER unding and he Xun a de
Galicia (p ojec PGIDIT06PXIB237039PR). T. Pena g a e ully acknowledges he
doc o al FPI g an om he Spanish Minis y o Educa ion and Science.
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IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
269
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1.2.5. DESARROLLO DE UN PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN DE
MUESTRAS DE LODO MEDIANTE EXTRACCIÓN SELECTIVA CON
LÍQUIDOS PRESURIZADOS
Publicación V
DEVELOPMENT OF A SAMPLE PREPARATION PROCEDURE OF
SEWAGE SLUDGE SAMPLES FOR THE DETERMINATION OF
POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS BASED ON SELECTIVE
PRESSURIZED LIQUID EXTRACTION
J. Ch oma og . A 1217 (2010) 425
Doi:10.1016/j.ch oma.2009.11.081
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
273
DEVELOPMENT OF A SAMPLE PREPARATION PROCEDURE OF
SEWAGE SLUDGE SAMPLES FOR THE DETERMINATION OF
POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS BASED ON SELECTIVE
PRESSURIZED LIQUID EXTRACTION
Mª Te esa Pena, Mª Ca men Casais, Mª Ca men Meju o, R. Cela
Dp o. Química Analí ica, Nu ición y B oma ología. Ins i u o de In es igación y Análisis
Alimen a io, Uni e sidad de San iago de Compos ela, 15782 San iago de Compos ela, Spain
Abs ac
An au oma ed, simple and sensi i e me hod based on selec i e p essu ized
liquid ex ac ion (SPLE) was de eloped o he analysis o polycyclic a oma ic
hyd oca bons in sewage sludge samples. The new sample p epa a ion p ocedu e
consis s o on-line clean-up by inclusion o so ben s in he ex ac ion cell, and
combines ele a ed empe a u es and p essu es wi h liquid sol en s o achie e as
and e icien emo al o a ge analy es om complex sewage sludge ma ices. The
e ec s o a ious ope a ional pa ame e s (e.g. sample p e ea men , ex ac ion
sol en , empe a u e, p essu e, s a ic ime, e c.) on he pe o mance o SPLE
p ocedu e we e ca e ully in es iga ed, ob aining he bes esul s when SPLE
condi ions we e ixed a 140 ºC, 1500 psi, s a ic ime o 5 min and n-hexane as
ex ac ion sol en . A new p og ammed empe a u e apo iza ion-gas
ch oma og aphy- andem mass spec ome y me hod based on la ge olume
injec ion (PTV-LVI-GC-MS/MS) was also de eloped and analy ical de e mina ions
we e pe o med by high pe o mance liquid ch oma og aphy coupled wi h
luo escence de ec ion and GC-MS/MS. The ex ac ion yields o he di e en
compounds ob ained by SPLE anged om 84.8% o 106.6%. Quan i ica ion limi s
ob ained o all o hese s udied compounds (be ween 0.0001 and 0.005 µg g-1, d y
mass) we e well below he egula o y limi s o all compounds conside ed. To es
he accu acy o he SPLE echnique, he op imized me hodology was applied o he
analysis o a ce i ied e e ence ma e ial (sewage sludge (BCR088)) and a e e ence
ma e ial (sewage sludge (RTC-CNS312-04)), wi h excellen esul s.
Keywo ds: Polycyclic a oma ic hyd oca bons; Sewage sludge analysis; Selec i e
p essu ized liquid ex ac ion; Liquid ch oma og aphy; Gas ch oma og aphy
J. Ch oma og . A 1217 (2010) 425
280
Ob iously, he sol en change s age was no necessa y o GC-MS/MS
analysis. The e o e, 1 mL o SPLE ex ac was di ec ly il e ed h ough a 0.22 µm
Du apo e il e and 25 µL was injec ed in o he GC-MS/MS sys em.
2.4. Ins umen al analysis
2.4.1. HPLC- luo escence de ec ion analysis
HPLC ch oma og aphic sepa a ions we e de eloped in a sys em comp ising
a 600E pump wi h a g adien con olle (Wa e s, Mil o d, MA, USA) and a
luo escence de ec o (Flu) (HP Se ies 1100, Agilen , Waldb om, Ge many).The
injec o (Rheodyne Model 7725i, Co a i, CA, USA) was i ed wi h a 20 µL loop.
Analy ical column empe a u es we e con olled wi h a Me aThe m 9540 o en,
(Me aChem, To ance, CA, USA). The analy ical column was a 250 mm x 4.6 mm
I.D. Wa e s PAH C18 column, (pa icle size 5 µm). A Wa e s gua d-pak, wi h No a-
Pak C18 inse s, was used o p o ec he analy ical column (bo h pu chased om
Wa e s). Agilen Chems a ion So wa e (Re . A. 06.03 [509]) was used o da a
acquisi ion.
A bina y sol en sys em made o ACN and wa e was used o
ch oma og aphic sepa a ions a 1.5 mL min-1. The g adien elu ion p og am was as
ollows: ini ial condi ions, 50% ACN o 3 min, hen a linea amp o 100% ACN
wi hin 17 min and holding a 100% o 8 min. The column empe a u e was se a
35 ºC. De ec ion was pe o med a selec ed luo escence wa eleng h p og amming
o ob ain he be e sensi i i y and minimal in e e ence. The exci a ion/emission
wa eleng hs pai s (nm) we e se as ollows: 267/330 o Naph; 275/315 o Ace
and Flu; 247/357 o Phe; 238/418 o An h, Fl and Py ; 286/410 o B[a]A, Ch y
and 5-MC; 294/425 o B[e]P, B[b]F, B[k]F, B[a]P, DB[al]P, DB[ah]A and B[ghi]P;
and 245/500 o I[1,2,3-cd]P.
2.4.2. PTV-LVI-GC-MS/MS analysis
In o de o alida e he de eloped analy ical me hodology and o
compa a i e pu poses, some sewage sludge samples we e also analyzed by GC-
MS/MS me hod, using LVI.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
281
The PTV-LVI-GC-MS/MS analysis was pe o med using a Va ian 450-GC gas
ch oma og aphy (Va ian Ch oma og aphy Sys ems, Walnu C eek, CA, USA)
coupled o an ion ap mass spec ome e Va ian 240-MS wi h a wa eboa d o
mul iple MS (MSn) analysis ope a ing in he ex e nal ap mode. The ch oma og aph
was equipped wi h an au oma ic injec o CP-8400 au osample and a 1079
p og ammed empe a u e apo iza ion (PTV) injec o (bo h om Va ian) wi h a
spli line wi h i (3.4 mm x 5.0 mm x 54mm, Sil ek deac i a ed) (Res ek,
Belle on e, PA, USA). The sys em was ope a ed by Va ian MS Wo ks a ion 6.9.1
so wa e. Sepa a ion was ca ied ou on a J&W HP-5MS capilla y column (30m x
0.25mm I.D., 0.25 µm ilm hickness) om Agilen Technologies (Palo Al o, CA,
USA).
Helium (pu i y 99.999%; Ca bu os Me álicos, A Co uña, Spain) was
employed as ca ie gas a a cons an column low o 1.5 mL min-1. The GC o en
empe a u e was p og ammed om 60 ºC (held 3 min) o 230 ºC a 15 ºC min-1;
hen, amped o 250 ºC min-1 a 10 ºC min-1, inc eased a a a e o 3 ºC min-1 up o
280 ºC (held 3 min) and inally inc eased o 300 ºC a 3 ºC min-1 (held 2 min). The
o al unning ime was 38 min.
Aliquo s o 25 µL o sample ex ac we e injec ed in o he GC sys em
ope a ing a a sy inge injec ion low a e o 20 µL s-1. The ini ial injec o
empe a u e o 60 ºC was held o 0.3 min and hen inc eased a 100 ºC min-1 o
300 ºC (held 25 min). The injec o spli a io was ini ially se a 20:1. The spli less
mode was swi ched on om 0.3 o 3 min. A 3 min, he spli a io was se a 50:1
and educed o 20:1 a 10 min. C yogenic cooling wi h CO2 was applied when he
injec o empe a u e was 280 ºC in o de o each he ini ial injec o empe a u e
as as as possible be o e con inuing wi h he nex injec ion.
The ion ap mass spec ome e was ope a ed in he elec on impac (EI)
ioniza ion posi i e mode (+70eV) using an ex e nal ioniza ion con igu a ion. The
ap, mani old and ans e line empe a u es we e main ained a 220, 40 and 300
ºC, espec i ely. Gene al pa ame e s we e as ollows: ilamen /mul iplie delay, 6.5
min; mul iplie o se +200 V, ilamen emission cu en 90 µA, au oma ic gain
con ol a ge alue 5000 coun s, and collision induced dissocia ion (CID)
wa e o m, esonan . Speci ic condi ions o each a ge compound a e lis ed in
Table 2. The a ge analy es we e iden i ied by e en ion imes and EI-MS/MS
lib a ies o s anda ds.
J. Ch oma og . A 1217 (2010) 425
282
Table 2 Selec ed MS/MS expe imen al pa ame e s and e en ion imes o a ge
compounds.
Compound Re en ion
ime (min)
Pa en
ion (m/z)
Exci a ion
s o age le el (V)
Exci a ion
ampli ude (V)
Quan i ica ion
ion (m/z)
Naph 7.72
128 48.8
1.4
102
Acy 10.32
152 57.9
2.0
150
Ace 10.60
153 58.3
1.2
152
Flu 11.46
166 63.3
1.2
165
Phe 13.01
178 67.8
1.7
176
An h 13.09
178 67.8
1.7
176
Fl 14.96
202 77.0
2.8
200
Py
15.36
202 77.0
2.8
200
B[a]A 17.92
228 86.9
2.5
226
Ch y 18.01
228 86.9
2.5
226
B[b]F 21.29
252 96.0
3.7
250
B[k]F 21.38
252 96.0
3.7
250
B[e]P 22.29
252 105.2
3.4
250
B[a]P 22.48
252 105.2
3.4
250
I[1,2,3-cd]P 27.01
276 105.2
4.3
274
DB[ah]A 27.18
278 105.9
3.8
276
B[ghi]P 28.18
276 105.2
4.3
274
3. RESULTS AND DISCUSSION
3.1. PTV-LVI-GC-MS/MS op imiza ion
Op imiza ion o he ch oma og aphic condi ions was accomplished using a
s anda d mix u e solu ion o all a ge compounds in n-hexane. Fi s ly, di e en
o en p og ams we e es ed in o de o ob ain a sui able sepa a ion o he s udied
PAHs. The injec o p og am was based on a p e iously epo ed PTV-LVI-GC-MS/MS
me hodology [32] o analysis o PAHs in wa e bu pa ame e s such as injec o
hea ing a e and injec ion olume we e e alua ed o ob ain good sensi i i y and
imp o e he peak shapes.
In o de o in es iga e he in luence o he hea ing a e, a s anda d mix u e
o PAHs was epea edly injec ed, using di e en injec o p og ams. The ini ial
empe a u e (60ºC) was inc eased o 300 ºC a 70 ºC min-1, 100 ºC min-1 and 180
ºC min-1. All s udied compounds showed be e esponses a highe hea ing a es,
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
283
he in luence o he hea ing a e being mo e p onounced o less ola ile PAHs. The
PAHs esponses dec eased sligh ly a 100 ºC min-1 whe eas an impo an
dec easing o he signal was obse ed a 70 ºC min-1. The opposi e e ec was
obse ed in he peak shapes, ob aining a de e io a ion o peak shape (mainly o
mo e ola ile compounds) by inc easing he hea ing a e a 180 ºC min-1.
The e o e, 100 ºC min-1 was chosen as he op imum injec o hea ing a e in o de
o a oid peak dis o ion while ob aining high esponses o he a ge compounds.
The e ec o injec ion olume was also in es iga ed. Di e en injec ion
olumes (7, 14, 25, 50 and 70 µL) we e es ed o ob ain he highe sensi i i y
wi hou de e io a ion o peak shape. The expe imen al esul s showed ha he
sensi i i y was inc eased wi h inc easing he injec ion olume om 7 o 25 µL while
keeping good shape o peaks. Howe e , dis o ed and/o double peak we e
obse ed when he injec ion olumes we e inc eased o 50 and 75 µL.
Consequen ly, an injec ion olume o 25 µL was es ablished.
The MS/MS de ec ion mode was chosen and he condi ions we e ca e ully
op imized o imp o e he selec i i y and sensi i i y o PAH de e mina ions. A pa en
ion was chosen o each compound by aking in o accoun hei m/z and hei
ela i e abundance (bo h as high as possible) in o de o inc ease sensi i i y. The
op imiza ion o he exci a ion ampli ude ol age o each PAH was ca ied ou using
he au oma ed me hod de elopmen op ion included in he MS/MS so wa e ool ki .
The op imum alued o his pa ame e was eached when he seconda y spec um
showed mul iple and in ense p oduc ions while he pa en ion in ensi y emained a
a ound 10%. The e ec he CID ampli ude was s udied in he esonan and non-
esonan modes o e e y compound. Poo agmen a ion was ob ained in non-
esonan mode and he esonan wa e o m ype was equi ed o ob aining a
sui able dissocia ion o he PAHs. Op imized MS/MS condi ions o each a ge
compound a e de ailed in Table 2.
3.2. Op imiza ion o condi ions o SPLE
To achie e as and e icien ex ac ion o analy es om solid ma ices using
PLE, p ope ope a ional pa ame e s (sample p epa a ion, empe a u e, p essu e,
ex ac ion ime, numbe o cycles and lush olume) and an app op ia e ex ac ion
sol en o mix u e sol en s, wi h pola i ies closely ma ching ha o he a ge
compounds, should be selec ed. Thus, he e ec o he di e en ex ac ion
J. Ch oma og . A 1217 (2010) 425
284
pa ame e s on he ex ac ion e iciency was e alua ed o ob ain op imal ex ac ion
condi ions o PAHs om sewage sludge samples.
3.2.1. Sample ea men op imiza ion
Sample p epa a ion is an essen ial pa o e e y sol en -based ex ac ion
p ocedu e. While many sample ypes can be e icien ly ex ac ed wi hou any
p e ea men , o he samples equi e some manipula ion o an e icien ex ac ion
o occu . The e ec o sample ma ix depends on sample composi ion. Solid
en i onmen al samples, such as sewage sludge, sedimen s o soils, can di e
signi ican ly in hei physical-chemical p ope ies, ype o compounds p esen o
pa icles size. These pa ame e s a ec he so p ion and e en ion o analy es [21].
On he o he hand, he complexi y o an analy ical p ocedu e inc eases wi h
he numbe o o ganic compounds p esen in he sample. Thus, sewage sludge is
o en ega ded as one o he wo s en i onmen al ma ices o ex ac as i can
con ain high concen a ions o o ganic chemicals and hei deg ada ion p oduc s as
well as high amoun s o o ganic ma e . In o de o solubilize he analy es du ing
he ex ac ion, p ope condi ions should be used o o e come he in e ac ions
be ween he o ganic ac ion and a ge compounds. This o en esul s in di y
ex ac s ha p esen la ge concen a ions o co-ex ac ed subs ances and equi e
ex ensi e clean-up s eps be o e he inal analysis. In-dep h clean-up o ex ac s
p io o ch oma og aphic analysis can be a oided by pe o ming an in si u clean-up
s ep by adding ce ain so ben s o he PLE cells. In his way, lipids and o he
coex ac able ma e ials a e p e en ed om coming ou o he ex ac .
To he bes o ou knowledge, he applica ion o PLE wi h in-cell clean-up o
he de e mina ion o PAHs in sewage sludge has only been epo ed by T ably e al.
[8]. This me hod in ol es he ex ac ion o 14 PAHs a 120 ºC using a hexane-
ace one (50:50, / ) mix u e as ex ac ion sol en and 1 g o alumina as clean-up
so ben inside cell.
The i s ex ac ion assays we e ca ied ou using he p e iously epo ed
PLE wi h in-cell clean-up me hod [8] bu da k-colou ed ex ac s esul ed wi h high
esidues a e sol en e apo a ion (Table 3). The e o e, he sample ex ac s we e
no clean enough o di ec injec ion in he ch oma og aphic sys ems (HPLC-Flu and
GC-MS/MS).
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
285
Unsa is ac o y esul s ob ained in p elimina y assays sugges ed ha e y
complex sewage sludge samples can equi e some ea men be o e ex ac ion by
PLE. In some applica ions, he sample is mixed and dispe sed wi h solid so ben s
be o e loading i in he PLE cell. De la Cal e al. [33] desc ibed a SPLE me hod o
he analysis o polyb omina ed diphenyl e he s congene s in sedimen samples.
Spiked samples we e g ound wi h alumina and coope (1:2:2) and he mix u e was
loaded in o he ex ac ion cell on op o alumina. La e Losada e al. [34] epo ed a
SPLE me hod o polyb omina ed diphenyl e he s in ish. The sample was mixed
wi h Na2SO4 a a ish Na2SO4 a io o 1:20 in a mo a un il a homogeneous mix u e
was ob ained. The mix u e was loaded in o he cell on op o 20 g o Flo isil.
Consequen ly, a second se ies o expe imen s we e pe o med including a sample
dispe sion s age. Al hough he dispe sion and he clean-up so ben s we e adap ed
om an op imized MSPD p ocedu e o sewage sludge, de eloped in ou labo a o y
[16], a se ies o expe imen s we e ca ied ou o assess he e ec o addi i e (KOH
(MeOH) sa .) and Na2SO4 on he yield and selec i i y o he PLE p ocess. P e ious
s udies showed ha hese pa ame e s we e impo an in e ms o minimizing
ex ac esidues and maximizing eco e ies o PAHs [14, 16]. The e o e, di e en
olumes o addi i e (0, 0.5, 1, 1.5 mL) as well as amoun s o Na2SO4 (0.5, 1, 1.5
and 2 g) we e es ed o achie e he op imal condi ions. The ob ained esul s we e
in good ag eemen wi h hose ob ained in he p e ious s udies. As expec ed, he
alkali ea men has a s ong posi i e e ec . Reco e ies inc eased and he esidue
amoun s dec eased as he amoun o alkali inc eased (Table 3). The eco e ies
ob ained wi h 0.5 mL o KOH (MeOH) sa . we e on a e age 10-40% lowe han wi h
1 mL o addi i e. Wi h ega d o he amoun o Na2SO4, i is in e es ing o men ion
ha i is closely ela ed wi h he amoun o addi i e. As can be seen in Table 3, 0.5
g o Na2SO4 was enough o p o ide good eco e ies when 1 mL o alkali was added
in he blending s age. Howe e , an inc easing o alkali o 1.5 mL equi ed 1.5 g o
Na2SO4 o achie e good esul s in e ms o eco e y.
In summa y, he sample p epa a ion was demons a ed be a c i ical s ep in
he de e mina ion o PAHs om complex ma ices. The sample ea men enhances
he yield o ex ac ion and p o ides he addi ional ad an age o dec easing he
amoun o co-ex ac ed subs ances, p oducing di ec ly analysable ex ac s by
HPLC-Flu and GC-MS/MS. The e o e, he sample was dispe sed in a glass mo a by
using 1 mL o KOH (MeOH) sa . as addi i e and 1 g o Flo isil and 0.5 g o Na2SO4.
Two il e s and a laye o sand we e placed a he end o he PLE cell. Then, he
J. Ch oma og . A 1217 (2010) 425
286
clean-up so ben s (1 g o Flo isil ollowed by 2 g o silica) we e in oduced in o he
cell, ollowed by he dispe sed sample. Finally, he emaining ee space o he cell
was illed up wi h sand o minimize cell oid olume. These condi ions we e
employed in all subsequen expe imen s.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
287
Table 3 Amoun o esidue in sewage sludge ex ac s and alues o eco e y o analy es ob ained by di e en SPLE condi ions.
Reco e ies (%)d
97 [16]e
78
95
98
84
78
88
96
99
82 [8]
99 [16]e
88
83
70
73
84
79
99
0.2 g o sample. Da a o h ee eplica es. Flo, Flo isil; Na2SO4, anhyd ous sodium sulpha e; KOH, sa u a ed me hanolic po assium hyd oxide solu ion; MeOH, me hanol; DCM-MeOH,
dichlo ome hane-me hanol (90:10, / ) mix u e; Hex, n-hexane; Hex-Ace, hexane-ace one (50:50, / ) mix u e; (---) no employed. a Amoun s o sol en o sa u a ed me hanolic
po assium hyd oxide solu ion added in he blending s ep. b
Remaining PLE ope a ional pa ame e s we e in all expe imen s 1500 psi, 1 s a ic cycle o 5 min and 60 s o pu ge. c
A e age (mg g-1 sample) o h ee de e mina ions ± s anda d de ia ion. d A e age o PAHs eco e ies, calcula ed conside ing alues ob ained wi h MSPD p ocedu e [16]. e Reco e ies
calcula ed conside ing alues ob ained wi h MAE p ocedu e [14]. Cell, 1 g alumina ollowed by 0.5 g o sample and 1.5 g o dia omaceous ea h; PLE condi ions, 1500 psi, 2 cycles o
5 min and 60 s o pu ge.
Resul s
Residue (mg g-1)c
22 ± 1
13 ± 3
16 ± 3
18 ± 2
29 ± 1
40 ± 2
32 ± 3
26 ± 1
27 ± 1
79 ± 5
20 ± 1
21 ± 1
22 ± 1
20 ± 2
22 ± 1
24 ± 1
23 ± 1
24 ± 1
PLE condi ionsb
Tª, lush olume
---
100 ºC, 50%
100 ºC, 50%
120 ºC, 50%
120 ºC, 50%
100 ºC, 50%
100 ºC, 50%
100 ºC, 50%
120 ºC, 50%
120 ºC, 60%
---
120 ºC, 70%
120 ºC, 70%
120 ºC, 70%
120 ºC, 70%
120 ºC, 70%
120 ºC, 70%
140 ºC, 100%
Ex ac ion sol en
DCM-MeOH
Hex
Hex
Hex
Hex
Hex-Ace
Hex-Ace
Hex-Ace
Hex-Ace
Hex-Ace
DCM-MeOH
Hex
Hex
Hex
Hex
Hex
Hex
Hex
Sample ea men condi ions
Type o addi i ea
1 mL KOH
0.5 mL KOH
1 mL KOH
1 mL KOH
1 mL MeOH
---
0.5 mL KOH
1 mL KOH
1 mL KOH
---
1 mL KOH
1 mL KOH
1 mL KOH
1.5 mL KOH
1.5 mL KOH
1.5 mL KOH
1.5 mL KOH
1 mL KOH
Dispe san
1 g Flo + 0.5 g Na2SO4
---
1 g Flo + 0.5 g Na2SO4
1 g Flo + 0.5 g Na2SO4
1 g Flo + 1 g Na2SO4
1 g Flo + 0.75 g Na2SO4
1 g Flo + 1 g Na2SO4
1 g Flo + 1.5 g Na2SO4
1 g Flo + 2 g Na2SO4
1 g Flo + 0.5 g Na2SO4
Sample
Pooled
sample
BCR088
J. Ch oma og . A 1217 (2010) 425
288
3.2.2. Sol en ex ac ion choice
Op imiza ion o he ex ac ion p ocess gene ally begins wi h an app op ia e
choice o he ex ac ion sol en . The ex ac ion o solid en i onmen al samples,
which consis o complex mix u es o di e en species a di e en concen a ion
le els, is a complica ed ask. A ele a ed empe a u e and p essu e, he ex ac ion
p ocess p oceeds as e , bu he selec i i y dec eases, because he analy es a e no
he only compounds solubilized. The e o e, he ex ac ion sol en mus be able o
solubilize he analy es o in e es , minimizing he co-ex ac ion o o he ma ix
componen s. Consequen ly, he pola i y o he ex ac ion sol en should closely
ma ch ha o he a ge compounds. I is also impo an o ake in o accoun he
compa ibili y wi h he la e ea men s eps as well as he ola ili y o sol en i
ex ac concen a ion is necessa y.
In his s udy, ex ac ion sol en s we e chosen on he basis o hose
employed in p e iously epo ed me hodologies o he de e mina ion o PAHs om
en i onmen al ma ices (sewage sludge and soil) [14, 16, 35]. Thus, a se ies o
expe imen s we e pe o med in o de o e alua e he ex ac ion capabili y o n-
hexane, a hexane-ace one (50:50, / ) mix u e and a dichlo ome hane-me hanol
(95:5, / ) mix u e. As can be seen in Fig. 1, he dichlo ome hane-me hanol (95:5,
/ ) mix u e p o ided be e eco e y alues han n-hexane and hexane-ace one
(50:50, / ). Howe e , his mix u e p o ided ex a in e e ences, as e idenced by
yellow ex ac s wi h la ge esidue ob ained a e sol en e apo a ion. Expe imen al
da a did no show signi ican di e ences be ween n-hexane and he hexane-
ace one (50:50, / ) mix u e in e ms o eco e y. Howe e , lowe sample ma ix
esidues we e ound when n-hexane was used as ex ac ion sol en ; he e o e, n-
hexane was chosen and used in u he expe imen s.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
289
Reco e y (%)
0
20
40
60
80
100
120
Phe Fl Py B[e]P
Hex [13.1 ±2.6]
Hex-Ace [31.6 ±2.8]
DCM-MeOH [62.3 ±9.1]
Fig. 1 Reco e ies o some ep esen a i e PAHs in pooled sewage sludge sample wi h
di e en ex ac ion sol en s, du ing he op imiza ion s ep. PLE condi ions we e 100 ºC, one
cycle o 5 min. and 50% o lush olume. Hex, n-hexane; Hex-Ace, hexane-ace one (50:50,
/ ) mix u e, DCM-MeOH, dichlo ome hane-me hanol (95:5, / ) mix u e. Values in b acke s
co espond o esidues (a e age (mg g-1 sample) ± s anda d de ia ion (n=3)) o pooled
sewage sludge ex ac s. Da a o iplica e ex ac ion.
3.2.3. Op imiza ion o SPLE pa ame e s
Once he sample ea men condi ions and he sol en ex ac ion we e
es ablished, ini ial expe imen s we e ca ied ou in o de o e alua e he e ec o
he p essu e on he ex ac ion e iciency o SPLE. The applica ion o high p essu e
allows main ain he sol en in he liquid s a e while abo e hei a mosphe ic boiling
poin s. Fu he mo e, he use o high p essu es acili a es ex ac ion o analy es ha
ha e been apped in ma ix po es since he p essu e o ces he sol en in o a eas
o he ma ices ha would no no mally be con ac ed by sol en using a mosphe ic
condi ions [20, 21]. Pooled sample o sewage sludge was ex ac ed a 1500 and
1700 psi. The ob ained esul s showed ha an inc ease in he ex ac ion p essu e
had no signi ican imp o emen in he ex ac ion e iciencies, da a no shown. In
ag eemen wi h p e iously published esul s [20, 28] o PLE, p essu e was ound
o play no ole o he han o keep he ex ac ion sol en liquid a he high
empe a u es used. The e o e, an ex ac ion p essu e o 1500 psi was chosen and
used in u he expe imen s.
The pu ge ime con ols he pe iod du ing which ni ogen is passing h ough
he s ainless s eel cell o sweep away all he sol en we ing he sample and he
cell illing, a he end o he s a ic ex ac ion cycle. Pu ge ime was se a de aul
J. Ch oma og . A 1217 (2010) 425
296
Time (min)
0 5 10 15 20 25
0
50
100
150
200
250
30
Fluo escence in ensi y
1
3
4
5
6
7
8
9
10 12
13
14 15
17
18
19
(a)
Time (min)
16
kCoun s
8101214
0
100
200
300
400
500
600
700
1
2
3
4
5
6
78
Ion: 102+150+152+165+176+200 m/z
17.5 20.0 22.5 25.0
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
kCoun s
15.0
9
10
13
14
12
15
Ion: 226+250 m/z
25 26 27 28 29 30 31
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
kCoun s
19
17
18
Ion: 274+276 m/z (b)
5
6
13
14
12
15
Fig. 4 Ch oma og ams ob ained by (a) HPLC-Flu and (b) PTV-LVI-GC-MS/MS,
co esponding o e e ence ma e ial (RTC-CNS312-04) ex ac s. Peak assignmen s as in Fig.
3.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
297
Table 5 Measu ed concen a ions and con idence in e als s. ce i ied and e e ence alues in BCR088 and RTC-CNS312-04.
RTC-CNS312-04
Measu ed (µg g-1)
X ± 2SD (n=4)
PTV-LVI-GC-MS/MS
2.94 ± 0.44
2.50 ± 0.63
3.29 ± 0.67
2.27 ± 0.25
0.56 ± 0.03
1.57 ± 0.36
3.94 ± 0.33
4.56 ± 0.14
1.53 ± 0.26
1.17 ± 0.12
0.25 ± 0.06
0.60 ± 0.01
0.77 ± 0.03
0.43 ± 0.05
0.69 ± 0.07
0.43 ± 0.01
Concen a ions in d y weigh basis. a Acy was no analyzed by HPLC-Flu
Measu ed (µg g-1)
X ± 2SD (n=7)
HPLC-Flu
3.10 ± 0.39
3.42 ± 0.36
2.31 ± 0.06
0.56 ± 0.07
1.89 ± 0.09
4.66 ± 0.15
4.43 ± 0.73
1.45 ± 0.20
1.22 ± 0.11
0.28 ± 0.03
0.68 ± 0.07
0.90 ± 0.09
0.44 ± 0.02
0.79 ± 0.09
0.55 ± 0.04
Re e ence alues
(µg g-1)
2.58 ± 0.53
2.42 ± 0.53
2.99 ± 0.46
2.01 ± 0.32
0.46 ± 0.11
1.67 ± 0.27
4.19 ± 0.57
4.17 ± 0.51
1.45 ± 0.18
1.12 ± 0.15
0.24 ± 0.05
0.68 ± 0.09
0.87 ± 0.12
0.41 ± 0.07
0.84 ± 0.17
0.54 ± 0.12
BCR088
Measu ed (µg g-1)
X ± 2SD (n=4)
PTV-LVI-GC-MS/MS
2.12 ± 0.10
0.91 ± 0.14
1.04 ± 0.11
1.21 ± 0.09
0.55 ± 0.01
0.84 ± 0.08
0.85 ± 0.11
Measu ed (µg g-1)
X ± 2SD (n=7)
HPLC-Flu
2.09 ± 0.14
0.86 ± 0.06
1.11 ± 0.09
1.12 ± 0.11
0.53 ± 0.04
0.86 ± 0.07
0.81 ± 0.05
Ce i ied alues
(µg g-1)
2.16 ± 0.09
0.93 ± 0.09
1.02 ± 0.07
1.17 ± 0.08
0.57 ± 0.05
0.91 ± 0.09
0.81 ± 0.06
Compound
Naph
Acya
Ace
Flu
Phe
An h
Fl
Py
B[a]A
Ch y
B[e]P
B[b]F
B[k]F
B[a]P
DB[ah]A
B[ghi]P
I[1,2,3-cd]P
J. Ch oma og . A 1217 (2010) 425
298
The applicabili y o he p oposed SPLE me hod was es ed by de e mina ion
o PAHs in se e al sewage sludge samples. All samples we e also p ocessed by wo
al e na i e echniques using MAE [14] and MSPD [16], wi h good ag eemen
be ween he sample p epa a ion echniques. To al concen a ions be ween 1.1 and
479.6 µg g-1 we e ound in sewage sludge samples. As can be seen in Table 6, wo
samples (S5 and S6, coming om highly indus ialized a eas) exhibi ed high
con en s o PAHs, exceeding he EU legal limi o he sum o selec ed PAHs. The
PAHs le els in he emaining samples we e below he maximum allowed
concen a ions.
Table 6 Concen a ion o PAHs ound in di e en sewage sludge samples by PLE-
HPLC-Flu.
Compound S1
S2 S3
S4
S5
S6
Naph 0.15 ± 0.8 --- 0.3 ± 2.7
4.2 ± 2.9
7.6 ± 4.1
90.7 ± 3.1
Ace n.d
0.2 ± 0.5
n.d
0.5 ± 5.5
0.8 ± 2.4
17.6 ± 4.6
Flu 0.05 ± 8.7 0.4 ± 6.8
0.09 ± 2.6
0.4 ± 0.9
2.2 ± 6.1
43.1 ± 4.0
Phe 0.25 ± 6.1 4.1 ± 0.9
0.5 ± 3.6
1.8 ± 6.2
14.9 ± 3.4
207.0 ± 6.3
An h 0.01 ± 2.9 0.2 ± 4.6
0.02 ± 3.0
0.1 ± 3.7
0.5 ± 5.1
3.9 ± 7.8
Fl 0.20 ± 7.4 n.d 0.3 ± 0.7
0.7 ± 1.9
7.2 ± 3.9
87.2 ± 4.8
Py 0.20 ± 8.4 1.1 ± 1.3
0.2 ± 1.6
0.4 ± 0.6
4.3 ± 4.0
29.8 ± 4.9
B[a]A 0.02 ± 2.5 0.1 ± 1.1
0.03 ± 2.1
0.04 ± 3.0
0.1 ± 1.8
0.3 ± 5.2
Ch y n.d
n.d n.d
n.d
n.d
n.d
5-MC n.d
n.d n.d
n.d
n.d
n.d
B[e]P 0.08 ± 4.0 0.6 ± 1.1
0.1 ± 11.5
n.d
n.d
n.d
B[b]F 0.04 ± 2.5 0.1 ± 1.7
0.05 ± 2.2
0.1 ± 4.0
n.d
n.d
B[k]F 0.01 ± 6.7 0.03 ± 11.0
0.02 ± 7.1
0.03 ± 6.8
n.d
n.d
B[a]P 0.03 ±4.0 0.1 ± 9.6
0.03 ± 5.4
0.03 ± 8.6
n.d
n.d
DB[al]P n.d
n.d n.d
n.d
n.d
n.d
DB[ah]A 0.003 ± 2.5 n.d n.d
n.d
n.d
n.d
B[ghi]P 0.05 ± 4.1 0.1 ± 4.2
0.04 ± 2.8
0.04 ± 4.2
n.d
n.d
I[1,2,3-cd]P 0.02 ± 1.9 0.05 ± 3.5
0.03 ± 1.9
0.03 ± 5.6
n.d
n.d
∑PAHs leg 0.9
6.0 1.3
4.0
29.3
384.6
∑PAHs 1.1
7.1 1.8
8.4
37.5
479.6
A e age (µg g-1) ± ela i e s anda d de ia ion (RSD, %); concen a ion on d y weigh basis; n=3 eplica es pe sample; n.d.,
no de ec ed; (-), no a ailable; ΣPAHs leg, sum o PAHs conside ed in EU legisla ion; ΣPAHs, sum o PAHs conside ed in his
s udy.
The op imized SPLE p ocedu e appea s o be an ad an ageous al e na i e,
being as (one single s a ic cycle o 5 min is employed) and simple, a oiding use o
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
299
chlo ina ed sol en s, using low olumes o o ganic sol en s and equi ing small
amoun s o sample.
4. CONCLUSIONS
A new SPLE p ocess has been de eloped and alida ed o he i s ime o
he de e mina ion o 19 PAHs in complex sewage sludge ma ices. Ex ac ion
condi ions we e ca e ully selec ed o achie e maximal eco e y o PAHs con ained
in sewage sludge while elimina ing mos o he in e e ing ma ix componen s.
Sample ea men combined wi h he use o solid so ben s in he ex ac ion cell
allowed ob aining a di ec ly analyzable ex ac . Ano he ad an age o he p oposed
me hodology is ha mos o he s eps in ol ed in he sample p epa a ion p ocedu e
a e pe o med au oma ically and up o 24 samples can be p ocessed sequen ially
and una ended. Combining he e iciency wi h he au oma ion o PLE signi ican
imp o emen s in he PAHs analysis h oughpu can be a ained.
A PTV injec ion me hod was op imized o he GC-MS/MS analysis o PAHs.
PTV injec ions o e s he possibili y o in oducing la ge olumes o sample in o he
GC sys em, which imp o es he sensi i i y, de ec ion and quan i ica ion limi s wi h
espec o hose ob ained by con en ional spli /spli less injec ion. Thus, sewage
sludge ex ac s ob ained using he de eloped SPLE p ocedu e we e success ully
analyzed by he op imized PTV-LVI-GC-MS/MS me hod and HPLC-Flu.
In summa y, he de eloped me hodology shows good pe o mance,
p o iding good eco e ies o all s udied compounds and allows he de e mina ion
o PAHs in he low “mic og am pe kilog am” ange in a ep oducible and simple
way. The p oposed me hodology appea s o be a sensi i e, selec i e and eliable
analy ical me hod, sui able o high h oughpu moni o ing he PAHs concen a ions
in sewage sludge as es ablished by he EU Regula ions.
Acknowledgemen s
This esea ch was inancially suppo ed by he Spanish Minis y o Educa ion
and Science (p ojec CTQ2006-03334/BQU), E.U. FEDER unding and he Xun a de
Galicia (p ojec PGIDIT06PXIB237039PR). T. Pena g a e ully acknowledges he FPI
con ac om he Spanish Minis y o Educa ion and Science.
J. Ch oma og . A 1217 (2010) 425
300
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[7] C.A. Menzie, B.B. Po ocki, J. San odona o, En i on. Sci. Technol., 26 (1992)
1278.
[8] E. T ably, N. Delgènes, D. Pa u eau, J.P. Delgènes, In e n. J. En i on. Anal.
Chem. 84 (2004) 995.
[9] S. Pé ez, M. Guillamón, D. Ba celó, J. Ch oma og . A 938 (2001) 57.
[10] H.R. Roge s, Sci. To al En i on. 185 (1996) 3.
[11] Council o he Eu opean Communi y, 27 Ap il, 2000. Wo king documen on
Sludge, 3 d D a , B ussels.
[12] M.I.H. Helaleh, A. Al-Omai , A. Nisa , B. Ge ao, J. Ch oma og . A 1083 (2005)
153.
[13] V. Flo on, J. Houessou, A. Bosio, C. Del eil, A. Be mond, V. Camel, J.
Ch oma og . A 999 (2003) 175.
[14] M.T. Pena, L. Pensado, M.C. Casais, M.C. Meju o, R. Cela, Anal. Bioanal.
Chem. 387 (2007) 2559.
[15] J.D. Be se , R. Holze , J. Ch oma og . A 852 (1999) 545.
[16] M.T. Pena, M.C. Casais, M.C. Meju o, R. Cela, Anal. Chim. Ac a 626 (2008)
155.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
301
[17] C. Miège, J. Dugay, M.C. Hennion, J. Ch oma og . A 995 (2003) 87.
[18] P. Oleszczuk, S. Ba an, J. Haza d. Ma . B 113 (2004) 237.
[19] C. Miège, M. Bouzige, S. Nicol, J. Dugay, V. Pichon, M.C. Hennion, J.
Ch oma og . A 859 (1999) 29.
[20] B.E. Rich e , B.A. Jones, J.L. Ezzel, N.L. Po e , Anal. Chem. 68 (1996) 1033.
[21] H. Gie gielewicz-Mozajska, L. Dab owski, J. Namiesnik, C i . Re . Anal. Chem.
31 (2001) 149.
[22] M.M. Schan z, Anal. Bioanal. Chem. 386 (2006) 1043.
[23] P. Canosa, D. Pé ez-Palacios, A. Ga ido-López, M.T. Tena, I. Rod íguez, E.
Rubí, R. Cela, J. Ch oma og . A 1161 (2007) 105.
[24] M. Ga cía-López, I. Rod íguez, R. Cela, J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6986.
[25] J. Radjeno ic, A. Jelic, M. Pe o ic, D. Ba celó, Anal. Bioanal. Chem. 393
(2009) 1685.
[26] W. Wang, B. Meng, X. Lu, Y. Liu, S. Tao, Anal. Chim. Ac a 602 (2007) 211.
[27] V. Fe nández-González, E. Concha-G aña, S. Munia egui-Lo enzo, P. López-
Mahía, D. P ada-Rod íguez, J. Ch oma og . A 1196-1197 (2008) 65.
[28] N. Alexand ou, M. Smi h, R. Pa k, K. Lumb, K. B ice, In e n. J. En i on. Anal.
Chem. 81 (2001) 257.
[29] N. Ra ola, S. Laco e, A. Al es, D. Ba celó, J. Ch oma og . A 1114 (2006) 198.
[30] V. Yusà, O. Pa do, P. Ma í, A. Pas o , Food Addi . Con am. 22 (2005) 482.
[31] P. Mani akiza, A. Co aci, P. Schepens, J. Food Comp. Anal. 14 (2001) 93.
[32] C. Feigel, GC/MS Va ian Applica ion No e 45, GC/MS/MS analysis o PAH’s in
wa e using la ge olume injec ions, Va ian Ch oma og aphy Sys ems, Walnu
C eek, CA, USA. A ailable in www. a ianinc.com.
[33] A. de la Cal, E. Elja a , D. Ba celó, J. Ch oma og . A 1021 (2003) 165.
J. Ch oma og . A 1217 (2010) 425
302
[34] S. Losada, F.J. San os, M.T. Galce án, Talan a 80 (2009) 839.
[35] M.T. Pena, M.C. Casais, M.C. Meju o, R. Cela, J. Ch oma og . A 1165 (2007)
32.
[36] Dionex Applica ion No e ASE 208, Me hods op imiza ion in accele a ed sol en
ex ac ion, Dionex Co po a ion, Sunny ale, CA, USA, 2004. A ailable in
www.dionex.com.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
303
1.2.6. CONSIDERACIONES ADICIONALES Y CONCLUSIONES
A lo la go del Capí ulo 1.2, se han expues o los esul ados ob enidos en el
desa ollo de a ias me odologías pa a el análisis de PAHs en mues as de lodo y
suelo, median e HPLC-Flu y GC-MS/MS, empleado las écnicas de MAE, MSPD y PLE
pa a la ex acción de los anali os de la ma iz.
La ex acción selec i a de compues os especí icos de mues as de lodo es
una a ea muy complicada, po que los lodos con ienen una g an a iedad de
componen es y con aminan es, que di ie en en pola idad y na u aleza química,
además de g andes can idades de ca bón. Po o o lado, la na u aleza hid o óbica
de los PAHs, conduce a una ue e adso ción en la ma e ia o gánica y los ácidos
húmicos de los suelos, lo que di icul a su ex acción. Gene almen e, se equie en
mé odos de ex acción y limpieza muy e icien es, pa a lle a a cabo la co ec a
de e minación analí ica.
En es e abajo, se han desa ollado me odologías ápidas y sencillas pa a
el análisis de PAHs en mues as de lodo y suelo, median e las cuales se consiguen
ex acciones cuan i a i as de los con aminan es es udiados, así como bajos lími es
de cuan i icación, que pe mi en su de e minación a los ni eles es ablecidos en la
legislación exis en e.
A con inuación, se exponen, de un modo más conc e o, algunas
conclusiones y conside aciones adicionales elacionadas con cada uno de los
abajos de in es igación desa ollados en es e Capí ulo 1.2.
PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS DE LODO Y SUELO
MEDIANTE EXTRACCIÓN Y SAPONIFICACIÓN ASISTIDAS POR
MICROONDAS
Po p ime a ez, se ha u ilizado la ene gía de mic oondas pa a lle a a cabo
simul áneamen e, la ex acción de los PAHs y la hid ólisis del ma e ial lipídico de
mues as de lodos y suelos.
A pesa de que cie as condiciones de ex acción, como iempo,
empe a u a y olúmen de disol en e, ue on adop adas del abajo p e iamen e
desa ollado pa a pescados; la di e en e na u aleza de la ma iz, hizo necesa io la
1. MUESTRAS SÓLIDAS
304
op imización de pa áme os, como el disol en e de ex acción y el p o ocolo de
limpieza de los ex ac os. Además, se e aluó la in luencia del a amien o alcalino
en la limpieza de los ex ac os y en la ecupe ación de los anali os.
U ilizando n-hexano como disol en e de ex acción y una disolución
sa u ada de hid óxido po ásico en me anol pa a la saponi icación de las mues as,
se consigue la ex acción cuan i a i a de odos los compues os es udiados.
El a amien o alcalino eje ce una cla a in luencia posi i a en la
ecupe ación de los anali os y en la limpieza de los ex ac os. La inclusión de una
e apa de diges ión alcalina du an e la ex acción, p oduce la ionización de
compues os ácidos, ales como de i ados enólicos y sus ancias húmicas,
di icul ando su ans e encia al disol en e de ex acción no-pola y libe ando los
anali os asociados a es os componen es de la ma iz. Así, las ecupe aciones
ob enidas pa a la mayo ía de los anali os en ausencia de hid ólisis alcalina ue on
en e 40-60% meno es.
La pu i icación de los ex ac os esul ó más e ec i a cuando se u iliza un
ca uchos de silice y Flo isil conec ados en se ie, acondicionados con 4 mL de
diclo ome ano y 4 mL de hexano-diclo ome ano (1:1, / ) y elución con 8 mL de la
misma mezcla.
El mé odo desa ollado pa a mues as de lodos, se aplicó a suelos ag ícolas
e indus iales, ob eniendo excelen es esul ados en ambos casos, lo que demues a
la g an aplicabilidad de la me odología op imizada.
Finalmen e, el mé odo se alidó u ilizando ma e iales de e e encia
ce i icados (BCR088 (lodo) y CRM 524 (suelo indus ial)).
OPTIMIZACIÓN DE UN PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN DE MUESTRA
BASADO EN LA DISPERSIÓN DE LA MATRIZ EN FASE SÓLIDA PARA EL
ANÁLISIS DE PAHs EN SUELO
El mé odo desa ollado cons i uye la p ime a aplicación de MSPD pa a la
de e minación de PAHs en suelos.
La op imización de las a iables de ex acción esul ó se un pa áme o
cla e a la ho a de ob ene ecupe aciones cuan i a i as de los anali os. El
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
305
a amien o alcalino de la mues a en la e apa de dispe sión, y la elección del
disol en e de elución adecuado, ue on ac o es de g an impo ancia pa a consegui
esul ados sa is ac o ios.
El a amien o alcalino a o ece la ex acción de con aminan es o gánicos
que es án asociados u ocluídos en la ma e ia o gánica del suelo, y que son de di ícil
acceso pa a los disol en es. La hid ólisis de la ma e ia o gánica ompe enlaces
és e es y o igina la descomposición de la cadena húmica mac omolecula ,
a o eciendo la llegada del disol en e a los con aminan es o gánicos. Los
compues os o gánicos que es án asociados a la ma e ia o gánica median e enlaces
hid olizables, se án libe ados en es as condiciones.
Po o o lado, las condiciones alcalinas o iginan una ex ensión de la
es uc u a molecula polimé ica, como esul ado de epulsiones mu uas en e
g upos ca gados nega i amen e (ca boxilos, enólicos e hid oxilos). Es o ambién
mejo a la accesibilidad del disol en e den o de la es uc u a mac omolecula ,
a o eciendo la ex acción de los con aminan es.
Como esul ado, los PAHs adso bidos, se uel en más accesibles al
disol en e y se consigue una ex acción más e icien e. Así, 2 mL de ace ona o 6 mL
de una mezcla hexano-ace ona (1:1, / ), son su icien es pa a la ex acción
cuan i a i a de odos los PAHs es udiados.
Respec o a la limpieza de los ex ac os, la combinación de sílice y Flo isil en
la co-columna ue la opción más e ec i a a la ho a de elimina los compues os
in e e en es, p oduciendo mejo es esul ados en é minos de ecupe ación y
limpieza de los ex ac os. Así, se consigue la ex acción y limpieza en una sóla
e apa, educiendo el iempo de análisis, el consumo de disol en es y la
manipulación de la mues a.
En de ini i a, la op imización de los pa áme os de ex acción ha pe mi ido
ob ene excelen es ecupe aciones (94.3-102.6%) pa a odos los PAHs
es udiados.
El mé odo se ha alidado u ilizando un ma e ial de e e encia ce i icado,
ob eniendo buena conco dancia en e los alo es encon ados y los alo es
ce i icados en el ma e ial; y además se ha es ablecido una compa ación en e los
1. MUESTRAS SÓLIDAS
312
En las ablas IV.2 y IV.3 se obse a que los esul ados ob enidos median e
las di e en es me odologías es udiadas son compa ables en e sí, no obse ándose
a iaciones impo an es en las concen aciones de PAHs. La di e encia más no able
se encuen a en los alo es del esiduo seco, ob enidos as lle a a sequedad
median e co ien e de ni ógeno, un de e minado olúmen de ex ac o. En odos los
casos, los alo es más bajos se ob ienen median e MAE, obse ándose una mayo
di e encia en aquellas mues as que p esen an un ele ado con enido lipídico. Es a
endencia esul a azonable, ya que median e es a me odología, la saponi icación
de los lípidos se lle a a cabo con un olúmen ele ado (4 mL) de una disolución de
hid óxido po ásico en me anol, y es á a o ecida po el calen amien o median e
ene gía de mic oondas. Además, es e p o ocolo incluye una e apa de cen i ugación
seguido de una e apa de limpieza adicional median e SPE, con ca uchos de sílice y
Flo isil conec ados en se ie. En el caso de MSPD y PLE, se u iliza un meno olúmen
de disolución alcalina pa a la saponi icación, y además en el caso de MSPD se lle a
a cabo a empe a u a ambien e, po lo que p obablemen e el p oceso no sea an
exhaus i o.
Tabla IV.3 Concen aciones (µg g-1 ± 2 SD) de PAHs encon adas en mues as eales median e
los es mé odos p opues os.
PAHs Pool lodos con adición Mues a 1
MAE (n=3) MSPD (n=6)
PLE (n=7)
MAE (n=3)
MSPD (n=3) PLE (n=3)
Na 0.47 ± 0.02 0.432 ± 0.006
0.50 ± 0.07
4.3 ± 0.2
4.2 ± 0.6
4.2 ± 0.2
Ace 0.56 ± 0.02 0.591 ± 0.004
0.68 ± 0.08
0.44 ± 0.04
0.396 ± 0.07
0.46 ± 0.05
Flu 0.37 ± 0.02 0.446 ± 0.001
0.47 ± 0.03
0.45 ± 0.03
0.45 ± 0.02
0.438 ± 0.008
Fen 3.338 ± 0.008 3.211 ± 0.006
3.4 ± 0.1
1.86 ± 0.004
1.876 ± 0.017 1.8 ± 0.2
An 0.276 ± 0.002 0.263 ± 0.002
0.25 ± 0.05
0.10 ± 0.01
0.093 ± 0.004 0.088 ± 0.007
Fluo 1.335 ± 0.006 1.297 ± 0.004
1.2 ± 0.1
0.78 ± 0.02
0.75 ± 0.04
0.70 ± 0.03
Pi 1.099 ± 0.005 1.095 ± 0.002
1.09 ± 0.05
0.44 ± 0.02
0.44 ± 0.02
0.386 ± 0.005
B[a]P 0.324 ± 0.004 0.311 ± 0.002
0.32 ± 0.02
0.036 ± 0.001
0.038 ± 0.003 0.037 ± 0.002
C is 2.147 ± 0.003 2.154 ± 0.007
2.17 ± 0.09
n.d.
n.d.
n.d.
B[e]P 0.842 ± 0.01 0.84 ± 0.01
0.83 ± 0.08
n.d.
n.d.
n.d.
B[b]F 0.508 ± 0.009 0.506 ± 0.003
0.51 ± 0.08
0.060 ± 0.003
0.057 ± 0.002 0.056 ± 0.004
B[k]F 0.35 ± 0.05 0.330 ± 0.001
0.34 ± 0.03
0.028 ± 0.001
0.026 ± 0.001 0.026 ± 0.004
B[a]P 0.357 ± 0.03 0.350 ± 0.001
0.33 ± 0.02
0.03 ± 0.01
0.027 ± 0.005 0.028 ± 0.005
DB[a,l]P 0.044 ± 0.001 0.045 ± 0.001
0.04 ± 0.01
n.d.
n.d.
n.d.
DB[a,h]P 0.40 ± 0.07 0.384 ± 0.002
0.36 ± 0.05
n.d.
n.d.
n.d.
B[g,h,i]P 0.25 ± 0.05 0.221 ± 0.001
0.23 ± 0.02
0.042
± 0.001
0.041 ± 0.003 0.042 ± 0.004
I[1,2,3-c,d]P 0.150 ± 0.005 0.114 ±0.004
0.15 ± 0.02
0.036 ± 0.001
0.033 ± 0.001 0.030 ± 0.003
Residuo a 7.2 ± 0.5 21.6 ± 1.6
21.8 ± 0.9
10.2 ± 1.4
104.2 ± 2.6
20.4 ± 2.1
Residuo sin SPE a 29.1 ± 1.6
48.0
± 6.8
C (%) 32.6 42.3
Lípidos (%) 6.2 20.8
Concen aciones e e idas a peso seco; pool de lodos con adición, mezcla de lodos con adición en e 0.1 -1 µg g-1; a esiduo (mg g-1) ±
SD; esiduo sin SPE, se e ie e al esiduo seco ob enido con MAE sin e apa de limpieza median e SPE; n.d., no de ec ado; C (%),
po cen aje de ca bono que con iene la mues a; lípidos (%), po cen aje de lípidos que con iene la mues a.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
313
Sin emba go, a pesa de que los esiduos ob enidos con MSPD y PLE son
lige amen e más ele ados que los co espondien es a MAE, la limpieza de los
ex ac os se ealiza de mane a simul ánea a la ex acción de los anali os, median e
el uso de co-columna y limpieza en celda, espec i amen e. De es e modo, se
consiguen impo an es en ajas en é minos de iempo de p epa ación de mues a,
y en el caso de la MSPD ambién de un aho o conside able de disol en e. Es
impo an e des aca que no se ap ecia on di e encias impo an es en los pe iles
c oma og á icos ob enidos median e HPLC con de ec o de luo escencia pa a los
di e en es ex ac os. En las igu as IV.1 y IV.2 se ep esen an a modo de ejemplo
los c oma og amas de los ex ac os del ma e ial de e e encia BCR088 y de la
mues a 1.
En de ini i a, se p oponen es p ocedimien os de p epa ación de mues a,
que se án elegidos en unción de las necesidades de cada labo a o io y de los
medios que es e disponga. MAE y PLE equie en una in e sión inicial debido al
ele ado cos e de los equipos de ex acción, mien as que MSPD sólo equie e de
una mano y mo e o de id io, po lo que el cos e es muy bajo. Sin emba go, si lo
que se pe sigue es la au oma ización, pa a lle a a cabo el análisis de un núme o
ele ado de mues as, la mejo opción es PLE, ya que pe mi e ealiza has a 24
ex acciones de mane a desa endida.
1. MUESTRAS SÓLIDAS
314
0
20
40
60
80
1
2
3
4
56
7
8
10 11
12
13
15
16
17
0 5 10 15 20 25
0
25
50
75
100
125
150
175
0
25
50
75
100
125
150
175
3
478
10
11
12 13
16
17
5
6
1
15
9
100
200
1
2
3
4
5
6
78
910
11
12
13
14
15
16
17
14
0
20
40
60
80
270/293
100
9
Tiempo (min)
In ensidad de luo escencia
a)
b)
c)
Columna Vydac 201TP52
Columna Wa e s PAH C
18
Columna Wa e s PAH C
18
Figu a IV.1 C oma og amas de los ex ac os de lodo BCR088 ob enidos median e a) MAE-HPLC-
Flu, b) MSPD-HPLC-Flu, c) PLE-HPLC-Flu. Asignación de los picos: 1, na ; 2, ace; 3, lu; 4, en; 5, an ; 6,
luo ; 7, pi ; 8, B[a]A; 9, c is; 10, B[e]P; 11, B[b]F; 12, B[k]F; 13, B[a]P; 14, DB[a,l]P; 15, DB[a,h]P, 16,
B[g,h,i]P, 17, I[1,2,3-c,d]P.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
315
Tiempo (min)
0 5 10 15 20 25
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0
20
40
60
80
100
120
140
0
20
40
60
80
100
In ensidad de luo escencia
1
2
3
4
56
7811 12 13 16
17
1
2
3
4
56
7
811
12 13 16
17
12
3
4
56
7
811
12 13 16
17
a)
b)
c)
Figu a IV.2 C oma og amas de los ex ac os de la mues a 1 ob enidos median e a) MAE-HPLC-
Flu, b) MSPD-HPLC-Flu, c) PLE-HPLC-Flu. Asignación de los picos: 1, na ; 2, ace; 3, lu; 4, en; 5, an ; 6,
luo ; 7, pi ; 8, B[a]A; 9, c is; 10, B[e]P; 11, B[b]F; 12, B[k]F; 13, B[a]P; 14, DB[a,l]P; 15, DB[a,h]P, 16,
B[g,h,i]P, 17, I[1,2,3-c,d]P.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
317
2. DETERMINACIÓN DE PAHs EN MUESTRAS ACUOSAS
La con aminación del agua cons i uye uno de los p incipales p oblemas
ambien ales. Can idades ingen es de sus ancias o iginadas en la ac i idad humana
son e idas al ma , a los íos, a oyos y lagos. Pes icidas, desechos químicos,
me ales pesados, esiduos adiac i os, hid oca bu os, plaguicidas y plás icos, son
algunas de las sus ancias que se encuen an, en can idades mayo es o meno es, al
analiza las aguas de los más emo os luga es del mundo.
Los PAHs es án conside ados como se ios con aminan es del agua. A pesa
de su ma cado ca ác e hid o óbico, es os con aminan es es án p esen es en el
medio acuá ico, como consecuencia de su ue e adso ción a ma e ia pa iculada y
sedimen os. Además, la g an can idad de uen es que emi en PAHs al medio
ambien e, con ibuye a que la con aminación en los sis emas de almacenamien o,
en las uen es de abas ecimien o sub e áneas y supe iciales, así como en o os
cue pos de agua, sea un hecho que ocu a con ela i a ecuencia.
En base a la g an dis ibución y a los e ec os noci os que eje cen es os
con aminan es, y eniendo en cuen a que el agua es uno de los ecu sos na u ales
undamen ales, esul a de g an impo ancia lle a a cabo con oles p e en i os que
pe mi an e alua la calidad de la misma.
La de e minación de PAHs en aguas no es una a ea sencilla. La mayo ía de
los p oblemas asociados con la de e minación de es os con aminan es en mues as
acuosas, es án de i ados de las bajas concen aciones en las que se encuen an,
como consecuencia de su baja solubilidad en agua. O os ac o es que di icul an su
de e minación son las pé didas du an e las e apas de mues eo y almacenamien o,
debido undamen almen e a la endencia de los PAHs a adso be se a las pa edes de
los ecipien es que con ienen las mues as. Po o o lado, la cuan i icación de u ina
de PAHs en aguas a los bajos ni eles es ablecidos po la EPA y la EU, equie e el
desa ollo de mé odos analí icos que p opo cionen ex acciones muy e icien es, y
que pe mi an su de e minación de mane a simple, ápida y con bajo cos e.
Como se ha mencionado p e iamen e (Capí ulo II.2.1), las écnicas más
comunes de ex acción de PAHs en mues as de agua son LLE y SPE. Sin emba go,
es as écnicas son ediosas y p esen an nume osas des en ajas, ales como un
ele ado consumo de disol en e y o mación de emulsiones es ables en LLE,
2. MUESTRAS ACUOSAS
318
adso ciones muy ue es y en algunos casos i e e sibles en SPE, y posibles
pé didas de moléculas olá iles du an e la e apa de concen ación de disol en e en
ambas écnicas. O a des en aja, es que gene almen e equie en g andes
olúmenes de mues a.
Las endencias ac uales en Química Analí ica, es án di igidas hacia la
simpli icación de la p epa ación de mues a. Así, el desa ollo de me odologías
p ecisas y sensibles, a la pa que ápidas y simples, se ha con e ido en un
impo an e obje i o.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
319
2.1. DETERMINACIÓN DE PAHs EN AGUA
2.1.1. INTRODUCCIÓN
El obje i o de es e apa ado es desc ibi el desa ollo de un mé odo de
de e minación de PAHs en agua, u ilizando DLLME como écnica de ex acción y
concen ación y HPLC con de ección de luo escencia como écnica de análisis.
Una de las en ajas más sob esalien es que ca ac e iza a la DLLME y p incipal
causa de su elección, es que aúna en una sola e apa ex acción y concen ación de
los anali os, hecho que simpli ica ía sob emane a los análisis a ealiza . A p io i, se
le p esuponían algunas en ajas que mejo a ían las conocidas limi aciones de
écnicas más con encionales; en e ellas, su sencillez y la escasa can idad de
disol en e eque ido.
En el momen o de desa olla es e abajo, se p esen aba un incon enien e
adicional, ya que la mayo ía de las aplicaciones de DLLME u ilizan un disol en e
o gánico clo ado, que en nues o caso, esul a incompa ible con el sis ema de
de e minación. Pa a sol en a es e p oblema, se plan ea la posibilidad de u iliza un
líquido iónico como disol en e de ex acción. Las p opiedades ísicoquímicas de
los ILs dependen de la na u aleza y amaño del ca ión y del anión que los o man.
Po an o, podemos ajus a las a iando la es uc u a y combinaciones de ca iones y
aniones, siendo es a e sa ilidad una de las p incipales ca ac e ís icas de es os
ma e iales.
En base a los undamen os de la écnica de ex acción u ilizada, el
disol en e de ex acción debe se inmiscible en agua, y a su ez debe p esen a
capacidad de ex acción pa a los anali os. Así, los ILs es udiados en es e abajo,
pe enecen a la amilia hexa luo o os a o de 1-alquil-3-me ilimidazolio. Se
a a de ILs inmiscibles en agua, que p esen an cadenas alquílicas de di e en e
longi ud en el ca ión imidazolio. Es as cadenas le con ie en ca ác e apola y
disminuyen la solubilidad en agua, a o eciendo el paso de los PAHs de la mues a
de agua hacia el disol en e de ex acción.
Como se ha mencionado an e io men e, la baja pola idad de los PAHs
de e mina una de las p incipales di icul ades a la ho a de su análisis en mues as de
agua. Su ca ác e hid ó obo es al, que los PAHs ienden a adso be se en cualquie
ma e ial sólido (pa edes de id io de ecipien es, conduc os po los que pasa la
2. MUESTRAS ACUOSAS
320
mues a, e c.) causando impo an es pé didas du an e el mues eo,
almacenamien o y en algunos casos du an e el análisis. La adición de un disol en e
o gánico miscible con el agua en el momen o del mues eo, e i a las pé didas po
adso ción del ecipien e en el que la mues a se á almacenada. Sin emba go, es e
es un ac o a ene en cuen a a la ho a de desa olla un mé odo de análisis, ya
que la p esencia de un disol en e o gánico en la mues a, puede in lui en el
sis ema de ex acción.
En consecuencia, se ha e aluado la in luencia de la adición de un disol en e
o gánico en la e apa de mues eo, en la e iciencia del p oceso de ex acción de los
anali os. Así, se ha op imizado el ipo de disol en e y el po cen aje del mismo.
Po o o lado, se han es udiado los di e en es ac o es in luyen es en el
p oceso de DLLME, e aluando la ecupe ación de los anali os y los ac o es de
en iquecimien o. Así, se han op imizado pa áme os como iempo de ex acción,
iempo de cen i ugación, ipo y olúmen del disol en e de ex acción, ipo y
olúmen del disol en e dispe san e, e c.
Una ez op imizado el mé odo de ex acción, se han es udiado los
pa áme os analí icos del mé odo p opues o, y inalmen e, és e se aplica al análisis
de di e en es mues as de agua (g i o, bo ella, uen e, pozo, ío, agua de llu ia y
agua esidual).
Los esul ados ob enidos se esumen en la publicación que se incluye a
con inuación.
2.1.2. DESARROLLO DE UN MÉTODO DE MICROEXTRACCIÓN
LÍQUIDO-LÍQUIDO DISPERSIVA PARA EL ANÁLISIS DE PAHs EN
MUESTRAS DE AGUA
Publicación VI. “De elopmen o an ionic liquid based dispe si e liquid-liquid
mic oex ac ion me hod o he analysis o polycyclic a oma ic hyd oca bons in
wa e samples”, J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356 (pág. 321).
2.1.2. DESARROLLO DE UN MÉTODO DE MICROEXTRACCIÓN
LÍQUIDO-LÍQUIDO DISPERSIVA PARA EL ANÁLISIS DE PAHs EN
MUESTRAS DE AGUA
Publicación VI
DEVELOPMENT OF AN IONIC LIQUID BASED DISPERSIVE LIQUID-
LIQUID MICROEXTRACTION METHOD FOR THE ANALYSIS OF
POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS IN WATER SAMPLES
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
Doi:10.1016/j.ch oma.2009.07.032
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
328
2.2. Samples
Nine wa e samples we e selec ed o alida ing he op imised me hod.
These include ap, bo led, oun ain and well wa e s, ainwa e , wo con amina ed
no d inking i e wa e s, ea ed was ewa e and aw was ewa e .
Tap wa e was collec ed om ou own labo a o y a e lowing o 10 min.
Bo led wa e was acqui ed om a local ma ke . Foun ain, well, i e wa e s and
ainwa e we e aken om di e en poin s o Galicia (no hwes Spain). The ea ed
and aw was ewa e s we e ob ained om a was ewa e ea men plan (WWTP)
also loca ed in Galicia.
All samples we e collec ed in ambe glass bo les, s o ed in he da k a 4 ºC
and analyzed wi hin 48 h o collec ion. The ea ed and aw was ewa e s we e
i s ly il e ed h ough glass ib e il e s and secondly h ough a 0.45 µm mic opo e
memb anes. I should be s essed ha o a oid losses o PAHs du ing s o age and
manipula ion and ensu e consis en eco e ies, 10% ( / ) o 2-p opanol was added
o he sample wa e s con aine s be o e samples collec ion.
2.3. Sample p epa a ion
2.3.1. DLLME p ocedu e
Unde he inally op imised condi ions, a 10 mL aliquo o he wa e sample
con aining 10% ( / ) o 2-p opanol was placed in a conical bo om glass ube.
DLLME was pe o med by a apid injec ion o 1 mL ace one (dispe se sol en ),
con aining 50 µL o [C8MiM][PF6] (ex ac ion sol en ), o he wa e sample using a
mic opipe e. I should be no ed ha he ex ac ion mix u e was p epa ed
be o ehand by weigh ing wi h analy ical balance, because o [C8MiM][PF6] is oo
iscous o be exac ly ans e ed by mic opipe e o sy inge.
The injec ion o he ex ac ion mix u e led o a cloudy sample solu ion.
Then, he ube was cooled in an ice-wa e ba h o 2 min o enhance he ex ac ion
o PAHs om he sample solu ion in o he iny d ople s o [C8MiM][PF6].
The inal s ep o he mic oex ac ion p ocedu e was cen i uga ion (5 min a
4000 pm) o collec he dispe sed ionic liquid in he bo om o he conical es
ube. The uppe aqueous phase was emo ed wi h a Pas eu pipe e and he
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
329
olume o sedimen ed phase (27±1 µL) was measu ed using a 100 µL
mic osy inge. The ionic liquid ex ac is oo iscous o be injec ed di ec ly in he
HPLC sys em, hus i was dilu ed wi h me hanol o 0.5 mL. Then, he ex ac was
il e ed h ough a 0.22 µm Du apo e il e and 20 µL we e injec ed in o he HPLC
sys em.
2.3.2. LLE p ocedu e
Some wa e samples (well, ainwa e and aw was ewa e ) we e also
analysed acco ding o a p e iously epo ed liquid-liquid ex ac ion me hod o PAHs
[9]. B ie ly, his p ocedu e in ol es he LLE wi h dichlo ome hane, ollowed by
d ying he o ganic ex ac wi h anhyd ous sodium sulpha e, concen a ion o ex ac
unde ni ogen s eam and inal sol en exchange o ace oni ile.
2.4. Ch oma og aphic sepa a ion
A bina y sol en sys em made o ace oni ile and wa e was used o
ch oma og aphic sepa a ions a 1.5 mL min-1. The g adien elu ion p og am was as
ollows: ini ial condi ions, 50% ace oni ile o 3 min, hen a linea amp o 100%
ace oni ile wi hin 17 min and holding a 100% o 8 min. The column empe a u e
was se a 35ºC. De ec ion was pe o med a selec ed luo escence wa eleng h
p og amming o ob ain he be e sensi i i y and minimal in e e ence. The
exci a ion/emission wa eleng hs pai s (nm) we e se as ollows: 267/330 o Naph;
275/315 o Ace and Flu; 247/357 o Phe; 238/418 o An h, Fl and Py ; 286/410
o B[a]A, Ch y and 5-MC; 294/425 o B[e]P, B[b]F, B[k]F, B[a]P, DB[a,l]P,
DB[a,h]A and B[g,h,i]P; and 245/500 o I[1,2,3-cd]P.
3. RESULTS AND DISCUSSION
The ex ac ion e iciency o IL-DLLME p ocedu e depends o some impo an
expe imen al pa ame e s which should be in es iga ed in de ail. The e ec s o
addi ion o o ganic sol en , ype and olume o ex ac ion sol en , ype and olume
o dispe se sol en , e ec o he sal addi ion, ex ac ion ime and cen i uga ion
ime we e s udied. In o de o e alua e he abo e-ci ed ac o s, en ichmen ac o s
(EFs) and ex ac ion eco e ies ha e been used. EFs we e de ined as he a io
be ween he concen a ion o each compound in he se led phase and he ini ial
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
330
concen a ion o analy e in he aqueous sample. Reco e ies we e calcula ed as he
p oduc o EFs by he a io be ween he olumes o he sedimen ed phase and he
wa e sample, mul iplied by 100. Op imiza ion o IL-DLLME condi ions was
pe o med using ul apu e wa e samples spiked wi h PAHs concen a ions be ween
1 and 15 µg L-1, depending on he conside ed species and each da a poin was
ob ained om he mean alue o h ee ex ac ions.
3.1. Op imisa ion o condi ions o dispe si e liquid-liquid
mic oex ac ion
3.1.1. Ope a ional pa ame e s
IL-DLLME is known o be a as me hod, in which he mo e ime consuming
s eps a e usually he ex ac ion and cen i uga ion o he sample solu ion. Thus,
bo h pa ame e s we e i s ly s udied in o de o educe he ime in u he
expe imen s.
A se ies o expe imen s we e ca ied ou using di e en ex ac ion ways in
he IL-DLLME me hod. Fig. 1 compa es he eco e y alues ob ained by using
manual shaking, ice-wa e ba h, lea e o s and and sonica ion. E icien ex ac ions
we e achie ed wi h manual shaking, sonica ion and ice-wa e ba h. Thus, on he
basis o simplici y and lowe cos o p oposed me hod, in u he expe imen s, he
sample solu ion was cooled wi h ice-wa e ba h.
Reco e y (%)
Lea e o s and
a
[79 µL]
Ice-wa e
a
[81 µL]
Manual shaking
a
[80 µL]
Sonica ion
a
[82 µL]
0
20
40
60
80
100
120
Flu Phe B[a]P DB[a,h]A B[g,h,i]P
Fig. 1 Reco e ies o some ep esen a i e PAHs in spiked ul apu e wa e wi h di e en ex ac ion
modes, du ing he op imisa ion s ep. IL-DLLME condi ions we e 10 mL o wa e sample con aining 10 %
( / ) o 2-p opanol; 1 mL ace one as dispe se sol en , 100 µL o [C8MiM][PF6] as ex ac ion sol en and
cen i uga ion o 5 min a 4000 pm. Values in b acke s co espond o se led phase olume; da a o
iplica e ex ac ions; a 2 min.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
331
The ex ac ion in ol es a ans e ing p ocess o a ge compounds om he
aqueous phase in o he ionic liquid phase which is ime dependen . Thus, ex ac ion
ime is one o he mos impo an ac o s in mos o he ex ac ion p ocedu es,
especially in mic oex ac ion me hods such as SPME and LPME.
In his expe imen , ex ac ion ime means he ime om he momen ha
he solu ion con aining he ace one-[C8mim][PF6] mix u e was pu in o ice wa e
ba h un il s a ing o cen i uge. To e alua e he op imum ex ac ion ime,
expe imen s we e ca ied ou in a pe iod o 0, 1, 2, 5, 10, 20, 30 and 40 min,
espec i ely. O he expe imen al condi ions we e 10 mL o wa e con aining 10%
( / ) o 2-p opanol, 1 mL o ace one as dispe se sol en , 100 µL o [C8mim][PF6]
as ex ac ion sol en and cen i uga ion o 5 min (4000 pm).
The esul s indica ed ha he ex ac ion equilib ium was a ained wi hin 2
min and longe ex ac ion ime would no a ec he ex ac ion e iciency
app eciably. In u he expe imen s, he cloudy solu ion was jus allowed o s and
in o ice-wa e ba h o 2 min be o e being cen i uged.
The cen i uga ion also plays an impo an ole in he sepa a ion p ocedu e.
The ionic liquid se led in he conic ube bo om du ing his p ocess. In o de o
in es iga e he cen i uga ion ime, expe imen s we e pe o med by cen i uging o
5, 10 and 20 min a 4000 pm a e ex ac ion. Simila esul s we e achie ed using
cen i uga ion imes comp ised be ween 5 and 20 min. Thus, he lowe alue (5
min) was selec ed o speed up sample p epa a ion. On he o he hand, assays
pe o med wi h cen i uga ion imes lowe han 5 min p o ided unsa is ac o y
esul s.
Ano he impo an ac o o conside in he de elopmen o an ex ac ion
me hod o PAHs is hei s ong adso p ion on o he su ace o con aine s, which is
a consequence o hei high hyd ophobici y and esul s in conside able losses o
hese pollu an s du ing s o age o samples [29]. The adso p ion can be p e en ed
by he addi ion o he sample o an o ganic sol en [30] (e.g. ace oni ile, 2-
p opanol o me hanol) in pe cen ages be ween 10% and 40% ( / ), bu i s e ec
on e iciency o IL-DLLME p ocess mus be checked.
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
332
In o de o e alua e his e ec , di e en sol en s (me hanol, ace oni ile
and 2-p opanol) we e es ed in he p esen pape . 10 mL o Milli-Q wa e wi h 10%
( / ) o o ganic sol en s p e iously men ioned we e analysed by IL-DLLME.
Compa ison o he da a ob ained e ealed simila eco e y alues o 2-p opanol
(91-101%), ace oni ile (88-103%) and me hanol (79-102%). Howe e , lowe
se led phase olumes and consequen ly highe EFs (Fig. 2) we e ob ained wi h 2-
p opanol; he e o e, 2-p opanol was chosen and used in u he expe imen s.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Ace Fl Ch y B[e]P B[a]P B[g,h,i]P
EFs
i-P OH [27 µL]
ACN [40 µL]
MeOH [34 µL]
Fig.2 In luence o he addi ion o di e en o ganic sol en s on he en ichmen ac o s o he IL-
DLLME me hod. Da a o 10 mL o wa e using 1 mL o ace one con aining 50 µL o [C8MiM][PF6]. Ex ac ion
in an ice-wa e ba h o 2 min; cen i uga ion o 5 min (4000 pm). Mean alues o n=3 eplica es. Values
in b acke s co espond o se led phase olume; EFs, en ichmen ac o s; i-P OH, 2-p opanol; ACN,
ace oni ile, MeOH, me hanol.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
333
Table 1 Reco e ies ± RSD (%) achie ed o di e en olumes o o ganic sol en .
Compound Wi hou
addi ion
[36 µL]a
5 % i-P OH
[36 µL]a
10 % i-P OH
[27 µL]a
15 % i-P OH
[20 µL]a
20 % i-P OH
[10 µL]a
Naph 92.8 ± 0.2 89.7 ± 1.7
91.3 ± 0.1
66.9 ± 4.8
42.0 ± 12.5
Ace 96.6 ± 0.3 91.0 ± 4.6
96.9 ± 0.1
76.3 ± 4.8
51.3 ± 11.2
Flu 99.8 ± 1.2 95.6 ± 1.8
98.1 ± 0.4
81.5 ± 4.3
56.3 ± 10.5
Phe 98.9 ± 0.3 89.2 ± 13.1
99.9 ± 0.6
86.3 ± 5.2
61.1 ± 10.8
An h 97.0 ± 0.6 94.8 ± 2.0
98.7 ± 0.3
84.3 ± 5.0
60.9 ± 9.6
Fluo
96.5 ± 0.5 93.5 ± 4.2
100.2 ± 0.5
86.7 ± 5.4
63.8 ± 9.9
Py
85.9 ± 1.3 86.5 ± 2.9
101.3 ± 0.8
86.6 ± 8.1
63.1 ± 10.2
B[a]A 89.0 ± 1.0 88.7 ± 3.1
98.3 ± 0.3
87.7 ± 5.0
66.9 ± 8.7
Ch y 89.6 ± 1.2 89.2 ± 3.5
99.7 ± 0.4
87.9 ± 5.3
66.1 ± 8.8
5-MC 89.6 ± 1.2 90.9 ± 2.4
98.2 ± 1.1
88.6 ± 4.6
67.2 ± 9.2
B[e]P 87.8 ± 0.7 87.7 ± 3.0
98.2 ± 0.7
87.9 ± 6.2
66.9 ± 9.2
B[b]F 88.3 ± 0.6 88.8 ± 2.2
97.0 ± 0.3
88.0 ± 5.1
67.1 ± 8.6
B[k]F 87.7 ± 1.1 88.7 ± 3.0
96.9 ± 0.2
89.0 ± 5.3
67.7 ± 8.6
B[a]P 87.6 ± 0.4 88.5 ± 2.4
99.4 ± 0.5
89.6 ± 5.7
68.0 ± 8.5
DB[a,l]P 82.5 ± 1.0 82.4 ± 2.5
92.7 ± 0.6
87.6 ± 6.6
66.1 ± 8.7
DB[a,h]A 81.9 ± 0.5 81.6 ± 2.2
90.9 ± 0.3
86.3 ± 5.8
64.7 ± 8.6
B[g,h,i]P 80.9 ± 1.2 81.4 ± 4.0
95.9 ± 0.2
88.1 ± 6.8
66.3 ± 8.6
I[1,2,3-cd]P 84.2 ± 1.5 87.8 ± 1.8
93.3 ± 1.0
85.8 ± 4.0
64.2 ± 7.5
Da a o 9 mL o wa e (adding di e en olumes o o ganic sol en ) using 1 mL o ace one con aining 50
µL o [C8MiM][PF6]. Ex ac ion in an ice-wa e ba h o 2 min; cen i uga ion o 5 min (4000 pm); n=3
eplica es. a Volume o he se led phase; i-P OH: 2-p opanol.
Di e en pe cen ages o 2-p opanol we e also assayed in o de o e alua e
he o ganic sol en e ec on he yield o he IL-DLLME p ocess. Fo i ied aqueous
samples we e analysed wi h IL-DLLME a e p e ious 2-p opanol addi ion (0%, 5%,
10%, 15% and 20% ( / )). Resul s demons a ed ha 2-p opanol concen a ion
was a c i ical pa ame e . As can be seen in Table 1, o mos o he analy es, he
eco e y alues inc eased wi h 2-p opanol concen a ion, p obably because he
addi ion o 2-p opanol dec eased he adso p ion o PAHs on he ube su ace.
Ano he possible eason is ha he addi ion o 2-p opanol inc eased he di usion
a e o PAHs om wa e sample o IL. Howe e , he eco e y alues as well as he
se led phase olume, dec eased when 2-p opanol pe cen ages we e highe han
10%. This ac could be due o he inc ease o PAHs solubili y in he 2-p opanol-
wa e mix u e and subsequen educ ion o PAHs pa i ioning in a ou o he IL.
Taking in o accoun hese esul s, a pe cen age o 10% ( / ) o 2-p opanol was
adop ed as he maximum allowable in he ollowing s udies.
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
334
3.1.2. Type and olume o ex ac ion sol en
The selec ion o an app op ia e ex ac ion sol en has a main ole in DLLME
p ocess, in o de o achie e good eco e y, EFs and selec i i y o he a ge
compounds. The e o e, kind and olume o he sol en was s udied and op imised.
Ex ac ion sol en should ha e special cha ac e is ics including low solubili y
in wa e , ex ac ion capabili y o in e es ed compounds, highe densi y han wa e
and i should also show a good ch oma og aphic beha iou . Mos o he
halogena ed sol en s applied in DLLME ha e all o abo e p ope ies, bu hese
compounds a e highly oxic and hei use is no desi able. ILs ep esen a good and
e icien al e na i e o he con en ional o ganic chlo ina ed sol en s in DLLME
p ocedu e.
In his s udy, h ee ILs including [C4MiM][PF6] (densi y,1.36 g mL-1),
[C6MiM][PF6] (densi y, 1.29 g mL-1) and [C8MiM][PF6] (densi y,1.22 g mL-1) we e
compa ed as ex ac ion sol en s. The alkyl pa o he 1-alkyl-3-me hylimidazolium
hexa luo ophospha e has signi ican in luence on i s physical and chemical
p ope ies, such as densi y, iscosi y, and solubili y [31] ha migh a ec he
ex ac ion e iciency o a ge analy es.
In o de o e alua e he e ec o ex ac ion sol en , a se ies o sample
solu ions we e es ed using 1 mL o ace one con aining 100 µL o ionic liquid.
Signi ican di e ences we e no ound be ween [C6MiM][PF6] and [C8MiM][PF6]
whe eas low eco e y alues (29.6-48.9%) we e ob ained when [C4MiM][PF6] was
es ed as ex ac ion sol en (da a no shown). Mo eo e , sedimen ed phase
olumes lowe han 5 µL we e ob ained, causing p edic able di icul ies and
sys ema ic e o s in i s emo al wi h a mic osy inge. The e o e, [C4MiM][PF6] was
no u he conside ed.
P elimina y assays demons a ed ha he ex ac ion s ep (ice-wa e ba h)
was impo an in e ms o maximising eco e ies o PAHs. Thus, [C6MiM][PF6] and
[C8MiM][PF6] p o ided simila sa is ac o y esul s when he ice-wa e ba h
ex ac ion s ep was included in he analy ical p ocedu e, so no clea dis inc ion
be ween bo h ex ac ans can be made. The e o e, in a second se ies o
expe imen s, he ex ac ion capabili y o [C6MiM][PF6] and [C8MiM][PF6] was
e alua ed in absence o he ice-wa e ba h ex ac ion s ep. To do his, 10 mL
spiked wa e samples we e ex ac ed using 1 mL o ace one con aining 100 µL o
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
335
each IL ex ac an . The injec ion o he ex ac ion mix u e led o a cloudy sample
solu ion which was cen i uged o 5 min a 4000 pm. As can be seen in Fig. 3,
[C8MiM][PF6] p o ides highe ex ac ion e iciency (67.5-87.7%) han [C6MiM][PF6]
(21.0-41.9%) when he ice-wa e ba h ex ac ion s ep is no included in he
p ocedu e. Taking in o accoun ha he densi ies and wa e solubili y o 1-alkyl-3-
me hylimidazolium hexa luo ophospha e dec eases as he 1-alkyl g oup is
leng hened, i seems easonable ha hyd ophobic compounds such as PAHs exhibi
mo e a ini y o [C8MiM][PF6], which was inally selec ed as ex ac an .
Reco e y (%)
0
20
40
60
80
100
Naph Phe Py Ch y B[a]P
[C
6
MiM][PF
6
][C
8
MiM][PF
6
]
Fig. 3 In luence o ex ac ion sol en on he eco e y o some ep esen a i e PAHs in spiked
ul apu e wa e by IL-DLLME, using 10 mL o wa e sample (10 % ( / ) o 2-p opanol), 50 µL o ionic liquid
and 1 mL o ace one as dispe se sol en . Cen i uga ion 5 min a 4000 pm. Da a o iplica e ex ac ion;
[C8MiM][PF6], 1-oc yl-3-me hylimidazolium hexa luo ophospha e; [C6MiM][PF6], 1-hexyl-3-
me hylimidazolium hexa luo ophospha e.
The olume o ex ac ion sol en was ano he impo an ac o ha could
a ec he ex ac ion e iciency. To examine he e ec o he ex ac ion sol en
olume, solu ions con aining di e en olumes o ionic liquid we e subjec ed o he
same IL-DLLME p ocedu e. Thus, he e ec o ionic liquid olume on he ex ac ion
e iciency was s udied by using 1 mL o ace one con aining di e en olumes o
[C8MiM][PF6] (20, 30, 40, 50, 60, 80 and 100 µL).
The olume o [C8MiM][PF6] had de e mined he occu ence o he cloudy
s a e o sample solu ion. Thus, when 20 µL o [C8MiM][PF6] we e employed, he
mix u e p esen ed uni o m anspa en aspec , and no se led phase was isible a
he bo om o he conical ube a e cen i uga ion. Phases sepa a ion was ne e
obse ed employing olumes lowe han 30 µL.
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
336
Fig. 4 depic s he ex ac ion e iciency e sus olume o ex ac ion sol en
o some ep esen a i e PAHs. As can be seen, he ange o eco e y inc eased
g adually when he olume o [C8MiM][PF6] was inc eased om 30 o 50 µL,
emaining cons an om 50 o 100 µL, which indica es he quan i a i e ex ac ion
and high dis ibu ion coe icien s o PAHs in hese condi ions. Ob iously, by
inc easing he olume o ex ac ion sol en om 50 o 100 µL he olume o se led
phase inc eases (27-81 µL); he e o e, en ichmen ac o s dec ease om 300-334
o 99-123. Then, 50 µL [C8MiM][PF6] was chosen as he op imum ex ac ion sol en
olume in o de o ob ain high en ichmen ac o , low de ec ion limi and good
eco e y, while keeping easy he ex ac s eco e ies and manipula ion.
Reco e y (%)
0
20
40
60
80
100
120
30
µ
L 40
µ
L 50
µ
L 60
µ
L 80
µ
L 100
µ
L
Py
B[a]P
Flu
Fig. 4 E ec o he olume o 1-oc yl-3-me hylimidazolium hexa luo ophospha e on he eco e y
o some ep esen a i e PAHs in spiked ul apu e wa e ob ained by IL-DLLME. Ex ac ion condi ions: 10 mL
wa e (10 % ( / ) o 2-p opanol), 1 mL o ace one con aining di e en olumes o ionic liquid, ex ac ion in
ice-wa e ba h o 2 min and cen i uga ion o 5 min a 4000 pm. Mean alues o iplica e ex ac ion.
3.1.3. Type and olume o dispe se
The ex ac ion sol en will dispe se as e y ine d ople s, when apidly
injec ed wi h a dispe se sol en in he aqueous sample. Thus, ela i e miscibili y o
he dispe se sol en wi h he ex ac ion sol en (ionic liquid) and aqueous phase is
he mos impo an ac o a ec ing he selec ion on dispe se sol en . Ace one,
ace oni ile and me hanol, exhibi adequa e p ope ies and we e selec ed as
dispe se sol en . Then, he e ec o hese sol en s on he pe o mance o IL-
DLLME was in es iga ed. Fo his pu pose, a se ies o sample solu ions we e s udied
by using 1 mL o each dispe se sol en con aining 50 µL [C8MiM][PF6].
Expe imen al da a did no show any di e ence be ween expe imen s in e ms o
eco e y, da a no gi en. Howe e , he highes se led phase olume was ob ained
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
337
when ace oni ile was employed as dispe se , and consequen ly, he en ichmen
ac o s we e lowe o all s udied compounds. Signi ican di e ences we e no ound
be ween me hanol and ace one; bu he less oxici y and he low cos o ace one
make i a be e choice.
The e ec o ace one olume was also in es iga ed. Di e en olumes o
ace one (0.5, 1 and 1.5 mL) we e es ed o ob ain he bes esul s in e ms o
eco e y and EFs. As can be seen in Fig. 5, simila eco e y alues we e ob ained
when 0.5 and 1 mL we e employed. Howe e , he ex ac ion e iciency was
conside ably educed wi h inc easing o ace one om 1 o 1.5 mL. On he o he
hand, by inc easing he olume o ace one, he olume o sedimen ed phase was
dec eased due o inc eased solubili y o ionic liquid in he sample solu ions. Taking
in o accoun ha en ichmen ac o s a e dependen o he yield o he ex ac ion as
well as he size o he se led phase, a dec easing o olume o sedimen ed phase
p o ides a inc easing o en ichmen ac o s. Based on hese esul s, 1 mL was
chosen as he dispe se olume.
Reco e y (%)
0.5 mL [34 µL]
1 mL [27 µL]
1.5 mL [19 µL]
0
20
40
60
80
100
120
Naph Ace An h B[k]F I[1,2,3-cd]P
Fig. 5 In luence o he dispe se sol en olume on eco e ies o he IL-DLLME me hod.
Ex ac ion condi ions: sample, 10 mL (10 % ( / ) o 2-p opanol); ex ac ion sol en , 50 µL [C8MiM][PF6];
dispe se sol en , ace one; ex ac ion, ice-wa e ba h (2 min); cen i uga ion, 5 min (4000 pm.). Values in
b acke s co espond o se led phase olume. Da a e e o h ee independen de e mina ions.
3.1.4. E ec o ionic s eng h
Sal was o en added in o he sample solu ion o imp o ing he ex ac ion
e iciency in mos adi ional ex ac ion p ocesses. Thus, he sal ing-ou e ec has
been commonly used in LLE, SPME and LPME. Gene ally, addi ion o sal dec eased
he solubili y o analy es in he aqueous sample and enhances hei pa i ioning in o
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
344
Finally, Table 5 summa izes he analy ical cha ac e is ics o p e iously
published ex ac ion echniques o he de e mina ion o PAHs in wa e samples. IL-
DLLME, LPME and SBSE ga e signi ican ly highe eco e y alues. Howe e , LPME
me hod exhibi s high quan i ica ion limi s, while he SBSE me hod equi es high
ex ac ion imes, inc easing he o e all sample ea men ime. The emaining
me hods p o ide lowe eco e y alues, p obably due o losses o some PAHs in
sol en e apo a ion p ocess in LLE o d ying o ca idges in SPE. The p e iously
epo ed DLLME me hod shows lowe eco e y and highe quan i ica ion limi s han
he p oposed p ocedu e. Thus, he op imised IL-DLLME p ocedu e appea s o be an
ad an ageous al e na i e when compa ed o he o he ex ac ion echniques, wi h
he ad an ages o being as e , simple and using smalle olumes o o ganic
sol en s.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
345
Table 5 Compa a i e da a o he de eloped IL-DLLME me hod wi h o he p ocedu es desc ibed in li e a u e o he de e mina ion o PAHs in wa e samples.
IL-DLLME
p oposed
me hod
10
[C8MiM][PF6]
0.05
2
HPLC-Flu
90-102
<6
0.1-7.0
18
a Sol en consump ion only in ex ac ion s age; sol en consump ion in clean-up, sol en exchanges and ca idges ac i a ion no included. b Time employed in ex ac ion s age; any
o he ope a ions we e no included. c Values calcula ed conside ing da a p o ided by au ho s in he pape . d Numbe o PAHs s udied in each p ocedu e. Hex, n-hexane; Hex-DCM,
hexane-dichlo ome hane (50:50, / ) mix u e; Tol, oluene; GC-MS/MS, gas ch oma og aphy-mass spec ome y/mass spec ome y; HPLC-UV, HPLC-UV de ec ion; - no a ailable.
DLLME [15]
5
C2Cl4
0.008
Seconds
GC-FID
60-111
<11
23.3-100.0 c
16
LPME [14]
15
[C8MiM][PF6]
0.003
30
HPLC-Flu
-
<12
-
12
LPME [13]
3
Tol
0.003
20
HPLC-UV
89-102
<9
3333.3-11666.7c
6
SBSE [12]
100
No equi ed
No equi ed
720
GC-MS
90-104
<15
0.3-9.5
8
SPME [11]
18
No equi ed
No equi ed
70
GC-MS/MS
60-102
<14
0.1-1.0
27
SPE [10]
50
Hex-DCM
5
50
HPLC-Flu
67-99
<5
0.7-56.2
17
LLE [9]
250
DCM
90
6
HPLC-Flu
51-104
<11
0.1-4.4
15
LLE [8]
300
Hex
77
72
HPLC-Flu
81-106
<14
0.1-0.4
15
Pa ame e s
Sample amoun (mL)
Ex ac ion sol en
Sol en consump ion (mL) a
Ex ac ion ime (min) b
De e mina ion echnique
Ex ac ion e iciency (%)
P ecision (RSD %)
LOQ (ng L-1)
PAHs numbe d
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
346
3.3. Applica ion o eal wa e samples
The applicabili y o he p oposed IL-DLLME me hod was es ed by he
de e mina ion o PAHs in nine di e en wa e samples ( ap, bo led, oun ain, well,
wo con amina ed i e s, ainwa e , ea ed and aw was ewa e ). I is in e es ing
o no e ha h ee di e en samples (well wa e , ainwa e and aw was ewa e )
we e also p ocessed by an al e na i e echnique (LLE) [9]. Ob iously, s anda d
addi ion p o ocol was used as quan i ica ion echnique o samples ha showed
ma ix e ec s ( i e samples, ea ed was ewa e and aw was ewa e ), whe eas
ex e nal calib a ion was employed wi h emaining wa e samples.
As can be seen in Table 6, he PAHs le els we e well below he maximum
allowed concen a ions in all es ed samples. To al concen a ions (sum o 18 PAH)
be ween 127.8 and 413.2 ng L-1 we e ound in d inking wa e s ( ap, bo led,
oun ain, well) whe eas ainwa e exhibi ed concen a ion alues be ween 7.1 and
110.6 ng L-1. Low concen a ions o PAHs we e ound in i e samples bu i should
be no iced ha he i e samples we e collec ed du ing a ainy pe iod. Fig. 6
depic s ypical ch oma og ams ob ained o spiked and non-spiked well wa e
samples wo king in he op imal condi ions desc ibed.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
347
Table 6 Concen a ion o PAHs ound in di e en wa e samples by IL-DLLME p ocedu e.
T ea ed was ewa e
269.2 ± 12.1
501.1 ± 10.4
606.1 ± 5.1
40.0 ± 4.0
16.4 ± 1.0
n.d.
12.8 ± 0.3
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
14.9 ± 1.1
2.0 ± 2.5
2.4 ± 0.9
n.d.
n.d.
8.4 ± 2.2
n.d.
1473.2
A e age (ng L-1) ± ela i e s anda d de ia ion (RSD %); n=3 eplica es pe sample; n.d., no de ec ed; ∑PAHs, sum o 18 PAHs conside ed in his
s udy.
Ri e 2
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
8.7 ± 1.0
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
8.7
Ri e 1
n.d.
n.d.
n.d.
9.9 ± 11.8
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
9.9
Rainwa e
110.6 ± 5.2
34.9 ± 11.7
n.d.
18.8 ± 6.0
n.d.
n.d.
7.1 ± 4.5
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
171.3
Well
245.2 ± 7.7
65.0 ± 4.6
n.d.
47.8± 3.5
8.1 ± 2.3
19.7 ± 2.5
15.0 ± 9.3
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
5.0 ± 10.4
0.8 ± 11.6
3.5 ± 5.5
n.d.
n.d.
3.1 ± 11.0
n.d.
413.2
Foun ain
84.1 ± 2.1
38.8 ± 2.6
n.d.
5.9 ± 2.0
n.d.
n.d.
6.3 ± 8.2
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
2.8 ± 7.3
n.d.
137.8
Bo led
174.5 ± 1.5
43.0 ± 4.7
n.d.
30.9 ± 7.4
n.d.
n.d.
9.6 ± 8.2
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
2.4 ± 1.0
n.d.
260.4
Tap
89.4 ± 1.7
27.0 ± 0.1
n.d.
5.5 ± 0.1
n.d.
n.d.
3.7 ± 0.2
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
2.2 ± 0.4
n.d.
127.8
Compound
Naph
Ace
Flu
Phe
An h
Fluo
Py
B[a]A
Ch y
5-MC
B[e]P
B[b]F
B[k]F
B[a]P
DB[a,l]P
DB[a,h]A
B[g,h,i]P
I[1,2,3-c,d]P
∑PAHs
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
348
Fluo escence In ensi y
Time (min)
0
50
100
150
200
250
300
0 5 10 15 20 25
0
5
10
15
20
25
1
2
3
45
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
1
2
4
567
12 13 14 17
(a)
(b)
3
Fig. 6 Ch oma og ams ob ained by HPLC- luo escence de ec ion, co esponding o (a) spiked well
wa e a concen a ions om 0.4–6 µg L-1 and (b) non-spiked well wa e ex ac s ob ained using IL-DLLME
de eloped p ocedu e. Peak assignmen : (1) Naph, (2) Ace, (3) Flu, (4) Phe, (5) An h, (6) Fl , (7) Py , (8)
B[a]A, (9) Ch y, (10) 5-MC, (11) B[e]P, (12) B[b]F, (13) B[k]F, (14) B[a]P, (15) Db[a,l]P, (16) DB[a,h]A,
(17) B[g,h,i]P and (18) I[1,2,3-cd]P.
T ea ed was ewa e exhibi ed concen a ions a le els o 1473.2 ng L-1
whe eas any a ge compounds we e de ec ed in aw was ewa e . Thus, he
concen a ion o a ge compounds appea ed o be highe in he e luen han he
in luen . This end ma ches wi h ha epo ed by Be gq is e al [34]. The elease
o PAHs in he e luen s om municipal was ewa e ea men plan s migh inc ease
he en i onmen al con amina ion by eadily bioa ailable pollu an s in he ecipien
wa e s. In some cases, ace concen a ions o oxic o ganic pollu an s a e also
emo ed, as a side-e ec o he in ended ea men . The high lipophilici y o PAHs
inc eases hei adso p ion o he small pa icles in he was ewa e du ing he
ea men p ocess. Thus, pollu an s p esen in he was ewa e migh e-pa i ion
be ween he wa e phase and pa icle phase du ing he cou se o he chemical and
biological p ocesses in ol ed in he was ewa e ea men . The inc ease in he
concen a ion o hese compounds du ing he ea men p ocess is a conce n o he
ea men me hod and maybe also o he ou side en i onmen .
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
349
Rega ding he con ibu ion o each indi idual PAHs, wo- and h ee- ing
compounds such as naph, ace and phen p edomina e, whe eas he concen a ion o
he high-molecula weigh ( i e- and six- ing) compounds emained below 12.3 ng
L-1. The mos oxic o all PAHs, B[a]P, was only ound in well wa e and ea ed
was ewa e a concen a ion alues o 3.5 and 2.0 ng L-1, espec i ely.
Finally, i should be men ioned ha he PAHs concen a ions ob ained in
his s udy a e simila o hose ound in li e a u e [11, 35].
4. CONCLUSIONS
An analy ical me hodology o he de e mina ion o PAHs in wa e samples
was de eloped. The high a ini y o [C8MiM][PF6] o he a ge analy es pe mi s
ex ac ion and p econcen a ion o he PAHs in o one s ep, o e ing signi ican
sa ing o eagen s and ime compa ed o o he echniques. Addi ionally, he use o
ionic liquid in ol es some ad an ages such as he educ ion o exposu e o oxic
sol en , possibili y o ob ained mo e ep oducible esul s since e apo a ion o
ex ac an is no equi ed and ob aining a di ec ly analysable ex ac in a sho -
single s ep.
The wide applicabili y o he p ocedu e was e i ied by conside ing sample
ma ices o di e en complexi y. Ma ix e ec s we e obse ed when analysing he
mo e complex samples (con amina ed i e samples, ea ed was ewa e and aw
was ewa e ). The e o e, s anda d addi ion p o ocol was employed as quan i ica ion
echnique in hese ype o samples, whe eas ex e nal calib a ion was used wi h
emaining ma ices.
In summa y, he de eloped me hodology shows good pe o mance o he
analy ical p o ocol, exhibi s excellen eco e ies o all s udied compounds and
allows he de e mina ion o he PAHs in he low “nanog am pe li e ” ange in a
ep oducible and simple way.
Acknowledgemen s
This esea ch was inancially suppo ed by he Spanish Minis y o Educa ion and
Science (p ojec CTQ2006-03334/BQU), E.U. FEDER unding and he Xun a de
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
350
Galicia (p ojec PGIDIT06PXIB237039PR). T. Pena g a e ully acknowledges he
doc o al FPI g an om he Spanish Minis y o Educa ion and Science.
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2000/60/EC, Eu opean Commission, B ussels, 2006.
[7] Di ec i e 2008/105/EC, 2008, O icial Jou nal o he Eu opean Communi ies L-
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en i onmen al quali y s anda ds in he ield o wa e policy, amending and
subsequen ly epealing Council Di ec i es 82/176/EEC, 83/513/EEC, 84/156/EEC,
84/491/EEC, 86/280/EEC and amending Di ec i e 2000/60/EC o he Eu opean
Pa liamen and o he Council.
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IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
351
[11] V. Fe nández, E. Concha, S. Munia egui, P. López, D. P ada, J. Ch oma og . A
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[12] C. Hue as, J. Mo illo, J. Use o, I. G acia-Mana illo, Talan a 72 (2007) 1149.
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[15] M. Rezaee, Y. Assadi, M.-R.M. Hosseini, E. Aghaee, F. Ahmadi, S. Be ijani, J.
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[16] M. Ga cía, I. Rod íguez, R. Cela, J. Ch oma og . A 1166 (2007) 9.
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[23] M. C uz-Ve a, R. Lucena, S. Cá denas, M. Valcá cel, J. Ch oma og . A 1202
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[24] V. Pino, Q.Q. Bal aza , J.L. Ande son, J. Ch oma og . A 1148 (2007) 92.
[25] E. Aguile a-He ado , R. Lucena, S. Cá denas, M. Valcá cel, J. Ch oma og . A
1201 (2008) 106.
[26] Q. Zhou, X. Zhang, J. Xiao, J. Ch oma og . A 1216 (2009) 4361.
[27] Y. Liu, E. Zhao, W. Zhu, H. Gao, Z. Zhou, J. Ch oma og . A 1216 (2009) 885.
[28] Q. Zhou, H. Bai, G. Xie, J. Xiao, J. Ch oma og . A 1188 (2008) 148.
J. Ch oma og . A 1216 (2009) 6356
352
[29] L. Wolska, M. Rawa-Adkonis, J. Namiesnik, Anal. Bioanal. Chem. 382 (2005)
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IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
353
2.1.3. CONSIDERACIONES ADICIONALES Y CONCLUSIONES
En es e abajo se ha desa ollado una me odología analí ica basada en
DLLME y HPLC-Flu, u ilizando un líquido iónico como ex ac an e. Aunque la DLLME
ya había sido aplicada an e io men e pa a la ex acción de PAHs en aguas, es e
mé odo cons i uye la p ime a aplicación de DLLME, u ilizando un IL como disol en e
de ex acción de es os anali os.
La ele ada a inidad del [C8MiM][PF6] po los PAHs, pe mi e lle a a cabo la
ex acción y concen ación de los anali os en una sóla e apa. La mayo longi ud de
la cadena alquílica p esen e en el ca ión imidazolio, le con ie e meno solubilidad en
agua, que sus homólogos [C4MiM][PF6] y [C6MiM][PF6], a o eciendo la ex acción
de los PAHs desde la ase acuosa hacia el [C8MiM][PF6].
El uso de un líquido iónico como disol en e de ex acción, p opo ciona
en ajas adicionales, en e a los disol en es o gánicos con encionales, ya que se
ob iene un ex ac o compa ible con el sis ema c oma og á ico u ilizado, que puede
inyec a se di ec amen e sin necesidad de ealiza un cambio de disol en e. De es e
modo se e i an las e apas de e apo ación, que gene almen e aen como
consecuencia pé didas de los anali os más olá iles. Como consecuencia, se
consigue la de e minación de los anali os de un modo más ep oducible, con
endimien os de ex acción en o no al 100% pa a odos los compues os es udiados.
La op imización de los pa áme os de ex acción ha pe mi ido ob ene
excelen es ecupe aciones (90.3% a 103.8%) pa a odos los compues os
es udiados, así como ele ados ac o es de en iquecimien o (301 a 346). Median e
la adición de un 10% de 2-p opanol en la e apa de mues eo, se e i a la adso ción
de los PAHs sob e las pa edes del ecipien e, ob eniendo esul ados ep oducibles
(R.S.D.< 5.7%).
La me odología p opues a es al amen e sensible. Los lími es de
cuan i icación ob enidos, del o den del bajo ng L-1 (0.1-7 ng L-1) pe mi en la
de e minación de los anali os a los ni eles es ablecidos po la EPA y la EU pa a
aguas de bebida y aguas supe iciales. Además se a a de un mé odo sencillo,
ápido y de bajo cos e, an o en consumo de disol en es como en iempo de
análisis.
ACRÓNIMOS
361
ACRÓNIMOS
ADN Desoxy ibonucleic acid Ácido desoxi ibonucleico
AEDT E hylenediamine e ace ic acid Ácido e ilendiamino e acé ico
ASE Assis ed sol en ex ac ion Ex acción asis ida po disol en es
ATSDR Agency o oxic subs ances and
disease egis y
Agencia pa a sus ancias óxicas y
el egis o de en e medades
CAS Chemical abs ac se ice ---
CBs Chlo obenzenes Clo obencenos
CERCLA Comp ehensi e en i onmen al
esponse compensa ion, and
liabili y ac
Ley de esponsabilidad,
compensación y ecupe ación
ambien al
CID Collision induced dissocia ion Disociación inducida po colisión
[CnMIM] [PF6] 1-alkyl-3-me hylimidazolium
hexa luo ophospha e
Hexa luo o os a o de 1-alquil-3-
me ilimidazolio
CPE Cloud poin ex ac ion Ex acción po pun o nube
CRM Ce i ied e e ence ma e ial Ma e ial de e e encia ce i icado
DAD Diode a ay de ec o De ec o de diodos en se ie
DDT Dichlo o-diphenyl- ichlo oe hane Diclo o-di enil- iclo oe ano
DLLME Dispe si e liquid‐liquid
mic oex ac ion
Mic oex acción líquido‐líquido
dispe si a
ECD Elec on cap u e de ec o De ec o de cap u a de elec ones
EDAR Sewage ea men plan Es ación depu ado a de aguas
esiduales
EF En ichmen ac o Fac o de en iquecimien o
EI Elec on impac Impac o elec ónico
ACRÓNIMOS
362
EPA En i onmen al P o ec ion Agency Agencia de p o ección del medio
ambien e
ET-AAS Elec o he mal a omic abso p ion
spec ome y
Espec ome ía de abso ción
a ómica elec o é mica
EU Eu opean Union Unión Eu opea
FID Flame ioniza ion de ec o De ec o de ionización de llama
Flu Fluo escence de ec o De ec o de luo escencia
FPD Flame pho ome ic de ec o De ec o o omé ico de llama
GC Gas Ch oma og aphy C oma og a ía de gases
GPC Gel pe mea ion ch oma og aphy C oma og a ía de pe meación en
gel
HF-LPME Hollow ibe -liquid phase
mic oex ac ion
Mic oex acción en ase líquida con
ib a hueca
HPLC High pe o mance liquid
c oma og aphy
C oma og a ía líquida de al a
esolución
IARC In e na ional agency o esea ch
on cance
Agencia in e nacional de
in es igación del cánce
ICP Induc i ely coupled plasma Plasma de acoplamien o inducido
ILs Ionic liquids Líquidos iónicos
IRMS Iso ope- a io mass spec ome y Espec ome ía de masas con
adioisó opo
IT Ion ap T ampa de iones
Kcw Pa i ion cons an ca bon‐wa e Cons an e de pa ición
ca bón‐agua
Kow Pa i ion cons an oc anol‐wa e Cons an e de pa ición
oc anol‐agua
LLE Liquid-liquid ex ac ion Ex acción líquido-líquido
ACRÓNIMOS
363
LODs Limi o de ec ion Lími e de de ección
LOQs Limi s o quan i ica ion Lími es de cuan i icación
LPME Liquid‐phase mic oex ac ion Mic oex acción en ase líquida
LVI La ge olume inyec ion Inyección de g andes olúmenes
MAE Mic owa e-assis ed ex ac ion Ex acción asis ida po mic oondas
MASE Memb ane‐assis ed sol en
ex ac ion
Ex acción con disol en es asis ida
po memb anas
MASP Mic owa e-assis ed sample
p epa a ion
P epa ación de mues a asis ida
po mic oondas
MS Mass spec ome y Espec ome ía de masas
MSPD Ma ix solid-phase dispe sion Dispe sión de la ma iz en ase
sólida
NCI Nega i e chemical ioniza ion Ionización química nega i a
NIST Na ional ins i u e o s anda d and
echnology
Ins i u o nacional de es ánda es y
Tecnología
NTP Na ional oxicology p og am P og ama nacional de oxicología
OES Op ical emission spec ome e s Espec ome o de emisión óp ica
OMS Wo ld Heal h O ganiza ion O ganización mundial de la salud
OPPs O ganophospho us pes icides Pes icidas o gano os o ados
PAH Polycyclic a oma ic hyd oca bons Hid oca bu os a omá icos
policíclicos
PBDEs Polyb omina ed diphenyl e he s Di enilé e es polib omados
PCBs Polychlo ina ed biphenyls Bi enilos policlo ados
PCI Posi i e chemical ioniza ion Ionización química posi i a
PDMS Polydime hylsiloxane Polidime ilsiloxano
ACRÓNIMOS
364
PFE P essu ized luid ex ac ion Ex acción con luidos p esu izados
PLE P essu ized liquid ex ac ion Ex acción con líquidos
p esu izados
PM Molecula mass Peso molecula
ppb Pa pe billion Pa es po billón
PTFE Poly e a luo oe hylene Poli e a luo oe ileno
PTV P og ammed- empe a u e
apo izing
Vapo ización a empe a u a
p og amada
R Reco e y Recupe acion
pm Re olu ion pe minu e Re oluciones po minu o
RSD Rela i e s anda d de ia ion Des iación es ánda ela i a
RTILs Room empe a u e ionic liquids Líquidos iónicos a empe a u a
ambien e
SBSE S i ba so p i e ex ac ion Ex acción con ba as agi ado as
SD S anda d de ia ion Des iación es ánda
SDME Single d op mic oex ac ion Mic oex acción con go a
suspendida
SFE Supe c i ical luid ex ac ion Ex acción con luidos supe c í icos
SFO Solidi ica ion o loa ing o ganic
d op
Solidi icación de la go a o gánica
lo an e
SIM Single ion moni o ing Moni o ización de un solo ión
SIMS Seconda y ion mass spec ome y Espec ome ía de masas de iones
secunda ios
SPE Solid-phase ex ac ion Ex acción en ase sólida
SPME Solid-phase mic oex ac ion Mic oex acción en ase sólida
TOF Time o ligh Tiempo de uelo
ACRÓNIMOS
365
USALLE Ul asound‐assis ed liquid‐liquid
ex ac ion
Ex acción liquid‐líquido asis ida
po ul asonidos
USAEME Ul asound‐assis ed emulsi ica ion
ex ac ion
Emulsi icación‐mic oex acción
asis ida po ul asonidos
USE Ul asound-assis ed sol en
ex ac ion
Ex acción asis ida po
ul asonidos
UV Ul a iole Ul a iole a
VWD Va iable wa eleng h de ec ion De ec o de longi ud de onda
a iable
