Estudio del comportamiento fotoquímico y determinación de compuestos fitosanitarios en matrices medioambientales y agroalimentarias mediante técnicas avanzadas de extracción y microextracción

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA FACULTAD 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 ios ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO FOTOQUÍMICO Y DETERMINACIÓN DE COMPUESTOS FITOSANITARIOS EN MATRICES MEDIOAMBIENTALES Y AGROALIMENTARIAS MEDIANTE TÉCNICAS AVANZADAS DE EXTRACCIÓN Y MICROEXTRACCIÓN Ma ía Fe nández Ál a ez Memo ia pa a op a al g ado de Doc o a en Química San iago de Compos ela, Junio 2009 Dña. Ma ía Llompa Vizoso y Dña. Ma a Lo es Aguín, 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, y D. Thie y Dagnac, In es igado del Cen o de In es igacións Ag a ias de Mabegondo-INGACAL, Xun a de Galicia, Au o izan: A la Licenciada Dña. Ma ía Fe nández Ál a ez a la p esen ación del abajo i ulado “ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO FOTOQUÍMICO Y DETERMINACIÓN DE COMPUESTOS FITOSANITARIOS EN MATRICES MEDIOAMBIENTALES Y AGROALIMENTARIAS MEDIANTE TÉCNICAS AVANZADAS DE EXTRACCIÓN Y MICROEXTRACCIÓN” que ha ealizado bajo nues a di ección, pa a op a al g ado de Doc o a en Química. Y pa a que así cons e, i mamos la p esen e au o ización en San iago de Compos ela, a día 11 de Junio de 2009. Dña. Ma ía Llompa Vizoso Dña. Ma a Lo es Aguín D. Thie y Dagnac Ag adecimien os Ag adecimien osAg adecimien os Ag adecimien os En p ime luga quie o En p ime luga quie oEn p ime luga quie o En p ime luga quie o da las g acias a mis di ec o e da las g acias a mis di ec o e da las g acias a mis di ec o e da las g acias a mis di ec o es ss s de Tesis de Tesis de Tesis de Tesis, , , , Ma a Lo es Ma a Lo esMa a Lo es Ma a Lo es, ,, , Ma ía Llompa Ma ía Llompa Ma ía Llompa Ma ía Llompa y Thie y Dag y Thie y Dagy Thie y Dag y Thie y Dagnac. nac.nac. nac. Ag a Ag a Ag a Ag adece les dece lesdece les dece les su apoyo, su apoyo, su apoyo, su apoyo, la o mación ecibida y el b in la o mación ecibida y el b in la o mación ecibida y el b in la o mación ecibida y el b inda me la da me la da me la da me la opo unidad opo unidadopo unidad opo unidad de ealiza es e abajo. de ealiza es e abajo. de ealiza es e abajo. de ealiza es e abajo. G acias ambién a Ca men Ja es G acias ambién a Ca men Ja es G acias ambién a Ca men Ja es G acias ambién a Ca men Ja es po la ayuda p es ada du an e odos po la ayuda p es ada du an e odos po la ayuda p es ada du an e odos po la ayuda p es ada du an e odos es os años. es os años.es os años. es os años. G GG G acias acias acias acias al Depa amen o de Química Analí ica, Nu ición y B oma ología, al Ins i u o de al Depa amen o de Química Analí ica, Nu ición y B oma ología, al Ins i u o de al Depa amen o de Química Analí ica, Nu ición y B oma ología, al Ins i u o de al Depa amen o de Química Analí ica, Nu ición y B oma ología, al Ins i u o de In es igación In es igaciónIn es igación In es igación y Análisis Alimen a ios (II y Análisis Alimen a ios (II y Análisis Alimen a ios (II y Análisis Alimen a ios (IIAA) AA)AA) AA) y y y y, ,, , en especial en especial en especial en especial, ,, , a R a R a R a Ra ael Cela a ael Celaa ael Cela a ael Cela po po po po acoge me acoge meacoge me acoge me en su en su en su en su g upo de in es igación g upo de in es igacióng upo de in es igación g upo de in es igación y pe mi i me y pe mi i me y pe mi i me y pe mi i me la ealización de es e abajo. la ealización de es e abajo. la ealización de es e abajo. la ealización de es e abajo. G acias ambién a la Xun a de Galicia y G acias ambién a la Xun a de Galicia yG acias ambién a la Xun a de Galicia y G acias ambién a la Xun a de Galicia y al Minis e io de Ciencia e Inno ación al Minis e io de Ciencia e Inno ación al Minis e io de Ciencia e Inno ación al Minis e io de Ciencia e Inno ación po po po po la lala las ss s beca beca beca becas ss s dis u ada dis u adadis u ada dis u adas ss s du an e la ealización de es du an e la ealización de es du an e la ealización de es du an e la ealización de es a Tesis. a Tesis.a Tesis. a Tesis. A Josep M A Josep MA Josep M A Josep M. .. . Bayona y a oda la gen e del Bayona y a oda la gen e del Bayona y a oda la gen e del Bayona y a oda la gen e del IIQAB en el IIQAB en el IIQAB en el IIQAB en el CSIC de Ba celona CSIC de Ba celonaCSIC de Ba celona CSIC de Ba celona po po po po su acogida y su acogida y su acogida y su acogida y ayuda ayudaayuda ayuda du an e mi du an e mi du an e mi du an e mi es ancia es ancia es ancia es ancia. .. . Mol es g àcies. Mol es g àcies.Mol es g àcies. Mol es g àcies. Al p o Al p oAl p o Al p o eso Waldema Wa dencki, po acep a me en su g upo de in es igación eso Waldema Wa dencki, po acep a me en su g upo de in es igación eso Waldema Wa dencki, po acep a me en su g upo de in es igación eso Waldema Wa dencki, po acep a me en su g upo de in es igación du an e los es du an e los es du an e los es du an e los es meses que pasé en la Fa meses que pasé en la Fameses que pasé en la Fa meses que pasé en la Facul ad de Química de la Uni e sidad Poli écnica de Gdansk. Dziekuje cul ad de Química de la Uni e sidad Poli écnica de Gdansk. Dziekuje cul ad de Química de la Uni e sidad Poli écnica de Gdansk. Dziekuje cul ad de Química de la Uni e sidad Poli écnica de Gdansk. Dziekuje ba dzo. ba dzo.ba dzo. ba dzo. A AA A Pablo, no sólo po que ha abajado du amen e pa a que una pa e impo an e de es e abajo Pablo, no sólo po que ha abajado du amen e pa a que una pa e impo an e de es e abajo Pablo, no sólo po que ha abajado du amen e pa a que una pa e impo an e de es e abajo Pablo, no sólo po que ha abajado du amen e pa a que una pa e impo an e de es e abajo uese posible, sino ambién po uese posible, sino ambién po uese posible, sino ambién po uese posible, sino ambién po s ss su compañía y apoyo incondicionales. G acias po odo, u compañía y apoyo incondicionales. G acias po odo,u compañía y apoyo incondicionales. G acias po odo, u compañía y apoyo incondicionales. G acias po odo, ambién po las discusiones pa ón in e no ambién po las discusiones pa ón in e no ambién po las discusiones pa ón in e no ambién po las discusiones pa ón in e no- -- -su ogado que ya empiezo a echa de menos. su ogado que ya empiezo a echa de menos.su ogado que ya empiezo a echa de menos. su ogado que ya empiezo a echa de menos. A AA A Lucía LucíaLucía Lucía, ,, , po po po po ayuda me an ísimo ayuda me an ísimoayuda me an ísimo ayuda me an ísimo y siemp e con una son isa en la ca a, y siemp e con una son isa en la ca a, y siemp e con una son isa en la ca a, y siemp e con una son isa en la ca a, y y y y ambién po ambién po ambién po ambién po lo lolo los s s s sus os mañane os sus os mañane os sus os mañane os sus os mañane os que que que que le añaden emoción al día a día. le añaden emoción al día a día. le añaden emoción al día a día. le añaden emoción al día a día. A AA A Jo ge, po Jo ge, po Jo ge, po Jo ge, po que ha sido un que ha sido un que ha sido un que ha sido un apoyo apoyo apoyo apoyo muy muy muy muy impo an e impo an eimpo an e impo an e odos es os años, odos es os años, odos es os años, odos es os años, po po po po es a siemp e dispues o a echa me una mano, y po q es a siemp e dispues o a echa me una mano, y po q es a siemp e dispues o a echa me una mano, y po q es a siemp e dispues o a echa me una mano, y po que es a a ue es a a ue es a a ue es a a la ez que no me ha hecho la ez que no me ha hechola ez que no me ha hecho la ez que no me ha hecho ei . ei . ei . ei . A AA A Noe Noe Noe Noe po po po po s ss su compañía u compañía u compañía u compañía y y y y a aa a Pili Pili Pili Pili po po po po saca me de saca me de saca me de saca me de an os an os an os an os apu os apu osapu os apu os. .. . ♫ No hace an o del e ano, pe o y No hace an o del e ano, pe o yNo hace an o del e ano, pe o y No hace an o del e ano, pe o ya emos las p ime as hojas cae ; a emos las p ime as hojas cae ;a emos las p ime as hojas cae ; a emos las p ime as hojas cae ; o a ez como cada año o a ez como cada año o a ez como cada año o a ez como cada año, ,, , como un cí culo gi ando una y o a ez como un cí culo gi ando una y o a ezcomo un cí culo gi ando una y o a ez como un cí culo gi ando una y o a ez... ... ... ... ♪ g acias g acias g acias g acias ambién a ambién a ambién a ambién a Rosa RosaRosa Rosa po anima me en mis po anima me en mis po anima me en mis po anima me en mis “D “D“D “Días íos ías íosías íos ías íos” ”” ”, y , y , y , y a aa a Ca men po Ca men po Ca men po Ca men po s ss sus usus us sabios consejos y po los momen os sabios consejos y po los momen os sabios consejos y po los momen os sabios consejos y po los momen os “ ““ “gachu ain gachu aingachu ain gachu ain” ”” ”. .. . Y g acias a Y g acias aY g acias a Y g acias a oda la gen e oda la gen e oda la gen e oda la gen e del IIAA del IIAA del IIAA del IIAA en gene al en gene al en gene al en gene al po que, po que, po que, po que, sin sin sin sin su susu su p esencia, es os años no hubie an p esencia, es os años no hubie an p esencia, es os años no hubie an p esencia, es os años no hubie an sido lo mismo sido lo mismosido lo mismo sido lo mismo. G acias po habe me p es ado . G acias po habe me p es ado. G acias po habe me p es ado . G acias po habe me p es ado ayuda siemp e que lo he necesi ado, po llama me ayuda siemp e que lo he necesi ado, po llama me ayuda siemp e que lo he necesi ado, po llama me ayuda siemp e que lo he necesi ado, po llama me cuando salía mi canción en la adio, po p egun a siemp e ¿Vas cuando salía mi canción en la adio, po p egun a siemp e ¿Vas cuando salía mi canción en la adio, po p egun a siemp e ¿Vas cuando salía mi canción en la adio, po p egun a siemp e ¿Vas a hace PLE?, po esas a hace PLE?, po esas a hace PLE?, po esas a hace PLE?, po esas llamadas in uc í e as pa a la oz mis e iosa, po las e ulias musicales llamadas in uc í e as pa a la oz mis e iosa, po las e ulias musicalesllamadas in uc í e as pa a la oz mis e iosa, po las e ulias musicales llamadas in uc í e as pa a la oz mis e iosa, po las e ulias musicales, ,, , po apoya me en la po apoya me en la po apoya me en la po apoya me en la c uzada an i c uzada an ic uzada an i c uzada an i- -- -ai e acondicionado, y po ese guión de ai e acondicionado, y po ese guión de ai e acondicionado, y po ese guión de ai e acondicionado, y po ese guión de “ ““ “Cáme a GeCé Cáme a GeCéCáme a GeCé Cáme a GeCé” ”” ” que se quedó en p oyec o que se quedó en p oyec o que se quedó en p oyec o que se quedó en p oyec o pe o que deja á pa a el ecue do alguna que o pe o que deja á pa a el ecue do alguna que o pe o que deja á pa a el ecue do alguna que o pe o que deja á pa a el ecue do alguna que o a ase memo able a ase memo ablea ase memo able a ase memo able. .. . G acias G acias G acias G acias Rocío y Rocío yRocío y Rocío y Ramón Ramón Ramón Ramón, po , po , po , po ues a ues a ues a ues a amis ad y amis ad y amis ad y amis ad y po las noches de “Lemb anzas” que han po las noches de “Lemb anzas” que han po las noches de “Lemb anzas” que han po las noches de “Lemb anzas” que han con e ido al jue es en un día an especial. Ojalá esos planes de u u o de los que siemp e con e ido al jue es en un día an especial. Ojalá esos planes de u u o de los que siemp e con e ido al jue es en un día an especial. Ojalá esos planes de u u o de los que siemp e con e ido al jue es en un día an especial. Ojalá esos planes de u u o de los que siemp e hablamos se cumplan y, si no, siemp e p hablamos se cumplan y, si no, siemp e phablamos se cumplan y, si no, siemp e p hablamos se cumplan y, si no, siemp e pod emos mon a una d od emos mon a una dod emos mon a una d od emos mon a una des ile ía en Co uña… es ile ía en Co uña…es ile ía en Co uña… es ile ía en Co uña… G acias Bea y G acias Bea yG acias Bea y G acias Bea y U U U Uxía. Casi sin da nos cuen a xía. Casi sin da nos cuen axía. Casi sin da nos cuen a xía. Casi sin da nos cuen a lle amos siendo amigas lle amos siendo amigas lle amos siendo amigas lle amos siendo amigas más de la mi ad de más de la mi ad de más de la mi ad de más de la mi ad de nues as idas nues as idasnues as idas nues as idas y es oy con encida de que así segui á siendo y es oy con encida de que así segui á siendo y es oy con encida de que así segui á siendo y es oy con encida de que así segui á siendo. Es e abajo ambién . Es e abajo ambién . Es e abajo ambién . Es e abajo ambién os osos os lo debo a lo debo a lo debo a lo debo a oso as oso as oso as oso as, ya que sali , iaja , concie ea y, en de i , ya que sali , iaja , concie ea y, en de i, ya que sali , iaja , concie ea y, en de i , ya que sali , iaja , concie ea y, en de ini i a, pasa momen os ni i a, pasa momen os ni i a, pasa momen os ni i a, pasa momen os jun as jun asjun as jun as me me me me pe mi e pe mi e pe mi e pe mi e ca ga ca gaca ga ca ga las pila las pila las pila las pilas pa a segui adelan e. s pa a segui adelan e. s pa a segui adelan e. s pa a segui adelan e. G acias niñas! G acias niñas!G acias niñas! G acias niñas! G acias G aciasG acias G acias Paula y Miguel. Es os años que hemos es ado más lejos Paula y Miguel. Es os años que hemos es ado más lejos Paula y Miguel. Es os años que hemos es ado más lejos Paula y Miguel. Es os años que hemos es ado más lejos los los los los unos de los o os me he unos de los o os me he unos de los o os me he unos de los o os me he dado cuen a de lo mucho dado cuen a de lo mucho dado cuen a de lo mucho dado cuen a de lo mucho que que que que os necesi o y de lo mucho que os necesi o y de lo mucho que os necesi o y de lo mucho que os necesi o y de lo mucho que dis u o cua dis u o cuadis u o cua dis u o cuando es amos jun os. ndo es amos jun os. ndo es amos jun os. ndo es amos jun os. G acias mani os, po que sé que siemp e puedo con a con oso os G acias mani os, po que sé que siemp e puedo con a con oso osG acias mani os, po que sé que siemp e puedo con a con oso os G acias mani os, po que sé que siemp e puedo con a con oso os pa a lo que sea pa a lo que sea pa a lo que sea pa a lo que sea. . . . Y, Y, Y, Y, inalmen e, g acias a mis pad es, po que sin inalmen e, g acias a mis pad es, po que sin inalmen e, g acias a mis pad es, po que sin inalmen e, g acias a mis pad es, po que sin ues o ues o ues o ues o ca iño ca iño ca iño ca iño, apoyo , apoyo, apoyo , apoyo y y y y sac i icio sac i icio sac i icio sac i icio dia io dia io dia io dia ios ss s yo yo yo yo nunca hubie a llegado has a aquí. nunca hubie a llegado has a aquí.nunca hubie a llegado has a aquí. nunca hubie a llegado has a aquí. No os lo digo nunca, pe No os lo digo nunca, pe No os lo digo nunca, pe No os lo digo nunca, pe o os quie o un mon ón! o os quie o un mon ón!o os quie o un mon ón! o os quie o un mon ón! ♫ Ques ions un olding like Ques ions un olding likeQues ions un olding like Ques ions un olding like books and hei pages books and hei pagesbooks and hei pages books and hei pages They jus keep on u ning o me They jus keep on u ning o meThey jus keep on u ning o me They jus keep on u ning o me And I keep on asking, And I keep on asking,And I keep on asking, And I keep on asking, Why e e y ques ion will somehow ela e back o me Why e e y ques ion will somehow ela e back o meWhy e e y ques ion will somehow ela e back o me Why e e y ques ion will somehow ela e back o me I was old by a knigh o he sun, I was old by a knigh o he sun, I was old by a knigh o he sun, I was old by a knigh o he sun, Tha wisdom could se Tha wisdom could se Tha wisdom could se Tha wisdom could se people ee people ee people ee people ee Be con en in you ques ions Be con en in you ques ionsBe con en in you ques ions Be con en in you ques ions And may I jus men ion And may I jus men ionAnd may I jus men ion And may I jus men ion You’ e only a d op in he sea You’ e only a d op in he seaYou’ e only a d op in he sea You’ e only a d op in he sea Di ec ion e ol ing Di ec ion e ol ingDi ec ion e ol ing Di ec ion e ol ing These ques ions I’m sol ing bu nobody hea s wha I say These ques ions I’m sol ing bu nobody hea s wha I sayThese ques ions I’m sol ing bu nobody hea s wha I say These ques ions I’m sol ing bu nobody hea s wha I say My answe s unspoken o swee es emo ion, My answe s unspoken o swee es emo ion,My answe s unspoken o swee es emo ion, My answe s unspoken o swee es emo ion, Belie e how I eel oday Belie e how I eel odayBelie e how I eel oday Belie e how I eel oday Jus belie e how yo Jus belie e how yoJus belie e how yo Jus belie e how you eel oday u eel odayu eel oday u eel oday ♪ (k.S.) (k.S.)(k.S.) (k.S.) A mis pad es y he manos A mis pad es y he manosA mis pad es y he manos A mis pad es y he manos ÍNDICE IV 5.2 FOTODEGRADACIÓN EN EL MEDIOAMBIENTE.............................103 5.3 APLICACIONES TÉCNICAS DE LOS PROCESOS DE FOTODEGRADACIÓN.........................................................................105 5.4 CINÉTICA DE LOS PROCESOS DE FOTODEGRADACIÓN................105 5.5 TÉCNICAS Y PROCEDIMIENTOS PARA ESTUDIAR EL COMPORTAMIENTO FOTOQUÍMICO DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS .........................................................................................................106 5.6 FOTO-SPME.................................................................................108 5.7 FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES.......................................109 5.7.1 INTRODUCCIÓN.......................................................................... 110 5.7.2 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA ALETRINA....................... 111 5.7.3 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA CIFLUTRINA ................... 114 5.7.4 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA CIHALOTRINA................. 115 5.7.5 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA CIPERMETRINA ............... 117 5.7.6 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA DELTAMETRINA............... 120 5.7.7 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DEL FENVALERATO ................... 124 5.7.8 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DEL FLUCITRINATO .................. 127 5.7.9 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA PERMETRINA .................. 129 5.7.10 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA FENOTRINA .................. 131 5.7.11 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA TRANSFLUTRINA ........... 132 5.8 FOTODEGRADACIÓN DEL BUTÓXIDO DE PIPERONILO................133 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................136 II. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS .................................143 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................148 III. EXPERIMENTAL ......................................................149 1. PATRONES............................................................................... 151 2. REACTIVOS, GASES Y DISOLVENTES ........................................ 153 3. MATERIAL................................................................................ 154 ÍNDICE V 4. PREPARACIÓN DE LAS DISOLUCIONES DE TRABAJO ................ 156 4.1 CAPÍTULOS IV.1, IV.2 Y IV.3 (DETERMINACIÓN DE PESTICIDAS EN SUELO, PIENSO Y LECHE)................................................................. 156 4.2 CAPÍTULO IV.4 (FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES) ........... 156 5. ACONDICIONAMIENTO Y LIMPIEZA DEL MATERIAL ................. 157 5.1 LIMPIEZA DEL MATERIAL........................................................... 157 5.2 ACONDICIONAMIENTO Y LIMPIEZA DE FIBRAS DE SPME........... 158 5.3 ACONDICIONAMIENTO DE REACTIVOS ...................................... 159 6. GESTIÓN DE RESIDUOS ........................................................... 159 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................161 CAPÍTULO IV.1. DETERMINACIÓN DE PESTICIDAS EN SUELO ...... 165 1.1 PARTE EXPERIMENTAL............................................................... 166 1.1.1 MUESTRAS ANALIZADAS ..............................................................166 1.1.2 PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN. SPME.......................................167 1.1.3 ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO Y DETECCIÓN. CONDICIONES INSTRUMENTALES................................................................................168 1.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS ..................................................... 170 1.2.1 OPTIMIZACIÓN DE LA SEPARACIÓN CROMATOGRÁFICA ...................170 1.2.2 EXPERIMENTOS PREVIOS DE SPME................................................171 1.2.2.1 In luencia del inc emen o de la empe a u a de ex acción y de la adición de disol en e ........................................................................171 1.2.2.2 Selección de ib as ................................................................173 1.2.3 OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE SPME: DISEÑO FACTORIAL...........175 1.2.3.1 Ca as Pa e o y g á icos de e ec os p incipales..........................176 1.2.3.2 G á icos de in e acciones .......................................................179 1.2.4 PARÁMETROS ANALÍTICOS DE CALIDAD DEL MÉTODO.....................182 1.2.5 ESTUDIO DEL EFECTO MATRIZ Y EVALUACIÓN DE LA EXACTITUD .....184 1.2.6 ANÁLISIS DE MUESTRAS DE SUELO REALES ...................................187 BIBLIOGRAFÍA................................................................................. 190 ÍNDICE VI CAPÍTULO IV.2. DETERMINACIÓN DE PESTICIDAS EN PIENSO .... 193 2.1 PARTE EXPERIMENTAL ...............................................................194 2.1.1 MUESTRAS ANALIZADAS.............................................................. 194 2.1.2 PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN. MSPD...................................... 195 2.1.3 PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN. PSE......................................... 197 2.1.4 PROCEDIMIENTOS DE LIMPIEZA BASADOS EN LA EXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA (SPE) ..................................................................................... 198 2.1.5 ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO Y DETECCIÓN. CONDICIONES INSTRUMENTALES............................................................................... 199 2.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS: MSPD...........................................201 2.2.1 EXPERIMENTOS PREVIOS DE MSPD............................................... 201 2.2.2 OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE MSPD: DISEÑO FACTORIAL.......... 202 2.2.3 INFLUENCIA DEL TAMAÑO DE MUESTRA ........................................ 210 2.2.4 PURIFICACIÓN DE LOS EXTRACTOS .............................................. 211 2.2.5 CONCENTRACIÓN DE LOS EXTRACTOS .......................................... 211 2.2.6 PARÁMETROS ANALÍTICOS DE CALIDAD DEL MÉTODO .................... 212 2.2.7 ESTUDIO DEL EFECTO MATRIZ Y EVALUACIÓN DE LA EXACTITUD..... 214 2.3 DISCUSIÓN DE RESULTADOS: PSE..............................................218 2.3.1 EXPERIMENTOS PREVIOS DE PSE.................................................. 218 2.3.2 OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE PSE: DISEÑO FACTORIAL............. 220 2.3.2.1 Ca as Pa e o y g á icos de e ec os p incipales ......................... 222 2.3.2.2 G á icos de in e acciones....................................................... 225 2.3.3 INFLUENCIA DEL NÚMERO Y TIPO DE FILTROS ............................... 228 2.3.4 CONCENTRACIÓN DE LOS EXTRACTOS .......................................... 228 2.3.5 PURIFICACIÓN DE LOS EXTRACTOS .............................................. 229 2.3.6 PARÁMETROS ANALÍTICOS DE CALIDAD DEL MÉTODO .................... 231 2.3.7 ESTUDIO DEL EFECTO MATRIZ Y EVALUACIÓN DE LA EXACTITUD..... 234 2.4 ANÁLISIS DE MUESTRAS DE PIENSO REALES .............................236 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................240 CAPÍTULO IV.3. DETERMINACIÓN DE PESTICIDAS EN LECHE....... 243 3.1 PARTE EXPERIMENTAL ...............................................................244 3.1.1 MUESTRAS ANALIZADAS.............................................................. 244 3.1.2 PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN. SPME ...................................... 245 ÍNDICE VII 3.1.3 ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO Y DETECCIÓN. CONDICIONES INSTRUMENTALES................................................................................246 3.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS ..................................................... 247 3.2.1 EXPERIMENTOS PREVIOS DE SPME................................................247 3.2.1.1 In luencia del modo de mues eo y de la elación de dilución......247 3.2.1.2 In luencia del olumen de ace ona ..........................................249 3.2.1.3 In luencia del iempo de ex acción .........................................250 3.2.1.4 In luencia del ecub imien o de la ib a ....................................251 3.2.2 OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE SPME: DISEÑO FACTORIAL...........253 3.2.2.1 Ca as Pa e o y g á icos de e ec os p incipales..........................254 2.2.2.2 G á icos de in e acciones .......................................................257 3.2.3 PARÁMETROS ANALÍTICOS DE CALIDAD DEL MÉTODO.....................261 3.2.4 ANÁLISIS DE MUESTRAS DE LECHE CON DIFERENTE CONTENIDO GRASO .........................................................................................................264 3.2.5 EVALUACIÓN DE LA EXACTITUD ....................................................265 3.2.6 ANÁLISIS DE MUESTRAS DE LECHE REALES ...................................267 BIBLIOGRAFÍA................................................................................. 268 CAPÍTULO IV.4. ESTUDIO DE LA FOTODEGRADACIÓN DE INSECTICIDAS PIRETROIDES...................................................... 271 4.1 PARTE EXPERIMENTAL............................................................... 272 4.1.1 MUESTRAS ANALIZADAS ..............................................................272 4.1.2 SPME Y PROCEDIMIENTOS DE FOTODEGRADACIÓN.........................272 4.1.2 TEST DE OSCURIDAD...................................................................274 4.1.3 ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO Y DETECCIÓN. CONDICIONES INSTRUMENTALES................................................................................275 4.1.4 MEDIDA DE ESPECTROS UV-VIS....................................................277 4.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS: PIRETROIDES DIHALOGENOVINÍLICOS.................................................................. 277 4.2.1 EXPERIMENTOS PRELIMINARES.....................................................279 4.2.1.1 Espec os UV ........................................................................279 4.2.1.2 Tes de oscu idad..................................................................279 4.2.2 FOTO-SPME ................................................................................281 4.2.2.1 In luencia del iempo de i adiación.........................................281 ÍNDICE VIII 4.2.2.2 Compo amien o ciné ico de p ime o den ............................... 282 4.2.3 ESTUDIO CINÉTICO UTILIZANDO UNA MUESTRA DE AGUA REAL ...... 284 4.2.4 IDENTIFICACIÓN DE FOTOPRODUCTOS ......................................... 285 4.2.3.1 Fo odeg adación de la λ-cihalo ina ........................................ 294 4.2.3.2 Fo odeg adación de la pe me ina........................................... 296 4.2.3.3 Fo odeg adación de la ci lu ina.............................................. 299 4.2.3.4 Fo odeg adación de la cipe me ina ........................................ 302 4.2.3.5 Fo odeg adación de la del ame ina ........................................ 304 4.2.4 FOTO-SPME UTILIZANDO LUZ SOLAR NATURAL .............................. 305 4.3 DISCUSIÓN DE RESULTADOS: PIRETROIDES DE USO DOMÉSTICO Y BUTÓXIDO DE PIPERONILO..............................................................307 4.3.1 EXPERIMENTOS PRELIMINARES .................................................... 308 4.3.1.1 Espec os UV ....................................................................... 308 4.3.1.2 Tes de oscu idad ................................................................. 309 4.3.2 FOTO-SPME................................................................................ 310 4.3.2.1 In luencia del iempo de i adiación ........................................ 310 4.3.2.2 Compo amien o ciné ico de p ime o den ............................... 311 4.3.3 IDENTIFICACIÓN DE FOTOPRODUCTOS ......................................... 313 4.3.3.1 Fo op oduc os de la empen ina ............................................. 322 4.3.3.2 Fo op oduc os de la ans lu ina ............................................ 323 4.3.3.3 Fo op oduc os de la ale ina................................................... 326 4.3.3.4 Fo op oduc os de la eno ina................................................. 327 4.3.3.5 Fo op oduc os de la ci eno ina .............................................. 329 4.3.3.6 Fo op oduc os del PBO .......................................................... 331 4.4 DISCUSIÓN DE RESULTADOS: PIRETROIDES CARENTES DE ANILLO CICLOPROPANO................................................................................332 4.4.1 EXPERIMENTOS PRELIMINARES .................................................... 333 4.4.1.1 Espec os UV ....................................................................... 333 4.4.1.2 In luencia de la uen e de i adiación ...................................... 334 4.4.1.3 Tes de oscu idad ................................................................. 336 4.4.2 FOTO-SPME................................................................................ 336 4.4.2.1 In luencia del iempo de i adiación ........................................ 336 4.4.2.2 Compo amien o ciné ico de p ime o den ............................... 338 4.4.3 IDENTIFICACIÓN DE FOTOPRODUCTOS ......................................... 340 ÍNDICE IX 4.4.3.1 Deca boxilación y u as elacionadas .......................................352 4.4.3.2 Fo op oduc os asociados con la pa e ácida ..............................354 4.4.3.3 Fo op oduc os asociados con la pa e alcohol............................355 4.5 TOXICIDAD DE LOS FOTOPRODUCTOS ....................................... 356 BIBLIOGRAFÍA................................................................................. 358 V. CONCLUSIONES/CONCLUSIONS ............................... 363 ANEXO I: ESTANCIAS ................................................... 377 ANEXO I.1. ANÁLISIS DE MUESTRAS DE AIRE INDOOR DE EDIFICIOS MODERNOS CON CASOS DETECTADOS DE LIPOATROFIA SEMICIRCULAR ........................................................................... 381 BIBLIOGRAFÍA................................................................................. 383 ANEXO I.2. FOTO-SPME DE CONTAMINANTES INDOOR ................ 385 ANEXO I.3. ESTUDIO DE LA FOTOOXIDACIÓN DEL ACEITE MEDIANTE SPME ........................................................................................... 411 BIBLIOGRAFÍA................................................................................. 413 ANEXO II: LISTADO DE PUBLICACIONES...................... 423 ANEXO III: ACRÓNIMOS............................................... 427 1 ABSTRACT 1. PESTICIDAS 8 pes icidas sob e la salud humana y el medioambien e, exis en egulaciones es ic as ela i as a su egis o y uso po odo el mundo, especialmen e en los países desa ollados. No obs an e y, a pesa de los a ances en lo que espec a al con ol biológico de las plagas y al desa ollo de la esis encia de las plan as a las mismas (ag icul u a ecológica), los pes icidas son oda ía indispensables pa a alimen a y p o ege de en e medades a la población mundial. Es más, se ha es imado que, si no se aplica an pes icidas, se pod ía pe de ap oximadamen e un e cio de las cosechas. [2] 1.2 CLASIFICACIÓN Los pes icidas se pueden clasi ica a endiendo a di e en es c i e ios: o ganismo obje i o, cons i ución química, oxicidad, modo de acción, e c. En unción del ipo de o ganismo que el pes icida desee con ola se dis inguen, en e o os, los siguien es g upos [1]: • ungicidas: ma an hongos (incluyendo añublos, moho, oyas, e c.), • he bicidas: ma an malas hie bas y o as plan as no deseadas, • insec icidas: ma an insec os y o os a ópodos, • aca icidas: ma an áca os que se alimen an en plan as y animales, • moluscicidas: ma an ca acoles y babosas, • nema icidas: ma an nema odos (o ganismos mic oscópicos simila es a los gusanos que se alimen an en las aíces de las plan as), • o icidas: ma an hue os de insec os y áca os, • e omonas: compues os bioquímicos que in e umpen el apa eamien o de los insec os, • oden icidas: con olan a los a ones y a o os oedo es. Los he bicidas, insec icidas y ungicidas son los pes icidas más habi uales y, sob e la base de su cons i ución química, se di e encian los siguien es subg upos [2]: I. INTRODUCCIÓN 9 he bicidas: insec icidas: ungicidas: • amidas • benzoilu eas • azoles • ácidos benzoicos • ca bama os • bencimidazoles • ca bama os • o ganoclo ados • di ioca bama os • ni ilos • o gano os o ados • mo olinas • ni oanilinas • pi e oides • misceláneo • o gano os o ados • enoxi ácidos • pi idinas y compues os de amonio cua e na ios • pi idacinas y pi idacinonas • iazinas • u eas En la Tabla I.1.1 se han incluido los nomb es comunes de los pes icidas (y algunos p oduc os de su deg adación) es udiados en el p esen e abajo, además de la clasi icación co espondien e en unción de su uso y de su cons i ución química. 1. PESTICIDAS 10 Tabla I.1.1 Clasi icación de los pes icidas es udiados en el p esen e abajo. 1.3 EVOLUCIÓN Y DESARROLLO DEL MERCADO DE PESTICIDAS El uso de pes icidas se ha is o inc emen ado en 50 eces desde 1950 y, hoy en día, se u ilizan unos 2,5 millones de oneladas de pes icidas indus iales al año. La Figu a I.1.2 mues a la e olución de las en as desde 1990 has a el 2005. De acue do con el In o me Anual del 2001-2002 de la Asociación pa a la P o ección del Cul i o en Eu opa (ECPA), las p incipales á eas ag ícolas en el uso de pes icidas son No e Amé ica, Eu opa y Asia con un 31,9%, 23,8% y 22,6%, espec i amen e, en 2001. Clase química Pes icida Uso Ale ina Insec icida Ci eno ina Insec icida Ci lu ina Insec icida λ-Cihalo ina Insec icida Cipe me ina Aca icida/Insec icida Del ame ina Insec icida Empen ina Insec icida Feno ina Insec icida Fen ale a o Aca icida/Insec icida Fluci ina o Aca icida/Insec icida Pe me ina Aca icida/Insec icida Te lu ina Insec icida Te ame ina Insec icida Pi e oides T ans lu ina Insec icida Aldehído de end ina P oduc o de deg adación/me aboli o Ald ina Insec icida Ce ona de end ina P oduc o de deg adación/me aboli o α -Clo dano Insec icida γ-Clo dano Insec icida 4,4’-DDD Insec icida 4,4’-DDE P oduc o de deg adación/me aboli o 4,4’-DDT Aca icida/Insec icida Dield ina Insec icida Endosul án I Aca icida/Insec icida Endosul án II Aca icida/Insec icida End ina Insec icida Epóxido de hep aclo o P oduc o de deg adación/me aboli o Hep aclo o Insec icida α -Lindano Aca icida/Insec icida/Roden icida β-Lindano Aca icida/Insec icida/Roden icida γ-Lindano Aca icida/Insec icida/Roden icida δ-Lindano Aca icida/Insec icida/Roden icida Me oxiclo o Insec icida O ganoclo ados Sul a o de endosul án P oduc o de deg adación/me aboli o Clo pi i os Aca icida/Insec icida/Nema icida O gano os o ados Feni o ion Aca icida/Insec icida Ace oclo o He bicida Amidas Alaclo o He bicida I. INTRODUCCIÓN 11 Además, los he bicidas son el p incipal g upo de pes icidas u ilizado en el mundo, seguidos de los insec icidas y de los ungicidas. No obs an e, se debe ene en cuen a que la can idad de pes icidas aplicada en una de e minada á ea geog á ica depende de las condiciones climá icas y del b o e de plagas y en e medades de cada año en pa icula . [3, 4] 1.4 RESTRICCIONES EN EL USO DE PESTICIDAS. LEGISLACIÓN El egis o de un pes icida conc e o pa a su aplicación sob e un de e minado cul i o demanda una se ie de da os que p ueben su e icacia y segu idad en el uso. Po eso, no malmen e se equie e in o mación ace ca de sus p opiedades ísico-químicas, mé odos analí icos, e icacia, oxicología, eco oxicología, y des ino y compo amien o en el medioambien e. Además, en los países desa ollados se han es ingido los esiduos emanen es en los cul i os as la aplicación de los pes icidas pa a así ga an iza un consumo alimen a io segu o. Pa a ello, se han es ablecido ni eles de esiduo máximos (MRLs) en di e en es alimen os con o me a las buenas p ác icas ag ícolas, los e ec os óxicos obse ados pa a el pes icida en cues ión, y la can idad de alimen o consumido. Los MRLs no malmen e se ijan eniendo en cuen a además el consumo dia io admisible (ADI) de los pes icidas, que es la can idad de pes icida que se puede inge i dia iamen e du an e oda la ida sin mos a un e ec o ad e so ap eciable [2]. Los MRLs es án p opues os po la Reunión Conjun a FAO/OMS sob e Residuos de Pes icidas (JMPR) [5] y ecomendados po el Comi é del Codex sob e Residuos de Pes icidas (Codex Commi ee on Pes icide Residues) [6]. 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 millones de dóla es ($) Figu a I.1.2 E olución del me cado mundial de pes icidas desde 1990 has a el 2005 [3]. 1. PESTICIDAS 12 Además, exis e una legislación comuni a ia eu opea especí ica en elación con los esiduos de medicamen os e e ina ios y de de e minados plaguicidas y con aminan es en los alimen os de o igen animal. La Di ec i a 96/23/CE dispone las exigencias que deben espe a se en la plani icación y pues a en p ác ica de los planes nacionales de con ol de los esiduos en animales i os y en p oduc os de o igen animal. El obje i o p incipal que se pe sigue es de ec a el uso de sus ancias ilegales en la p oducción animal y el uso indebido de p oduc os e e ina ios au o izados, así como ga an iza la aplicación de medidas adecuadas pa a minimiza la eapa ición de es e ipo de esiduos en los alimen os de o igen animal. En i ud de es a no ma i a, los Es ados miemb os es án obligados a p esen a cada año planes nacionales de con ol de los esiduos, pa a que sean ap obados po la Comisión Eu opea. En e las sus ancias indeseables conside adas po es a di ec i a se encuen an compues os o ganoclo ados, compues os o gano os o ados, pi e oides y ca bama os; mien as que los animales y p oduc os aba cados incluyen bo inos, o inos, cap inos, po cinos, équidos, a es de co al, conejos, caza sil es e y de c ía, acuicul u a, miel, leche y hue os. [7] En lo que a los esiduos de sus ancias indeseables en leche se e ie e, la Unión Eu opea (EU) ha es ablecido MRLs pa a una pa e impo an e de los pes icidas es udiados en es a Tesis [8]. Po o o lado, ambién se han es ablecido lími es legales pa a p o ege a los consumido es de la exposición a ni eles inacep ables de pes icidas en piensos y en los p incipales cul i os empleados pa a su elabo ación. Así, de acue do con la di ec i a eu opea 2002/32/EC ace ca de sus ancias indeseables en alimen os pa a animales, se es ablecie on MRLs comp endidos en e 5 y 2000 ng g -1 pa a los pes icidas o ganoclo ados más comunes [9]. Además, en Sep iemb e del 2008 en ó en igo en la Unión Eu opea una nue a egulación que ha moniza los lími es aplicables y que cub e no sólo los p oduc os pa a consumo humano si no ambién pa a la alimen ación animal [8, 10]. Es a egulación incluye pes icidas usados en el ámbi o ag ícola ac ualmen e y ambién en el pasado, an o den o como ue a de la EU y plan ea la p egun a de en qué medida se e á a ec ada la di ec i a ac ual 2002/32/EC, ya que és a no menciona ningún pes icida de uso ecien e mode no. Además, si no se alude especí icamen e a un de e minado i osani a io, se le aplica po de ec o un MRL de 10 ng g -1 . En la Tabla I.1.2 se mues an los MRLs es ablecidos po la legislación eu opea ac ual pa a los pes icidas es udiados en es a Tesis en leche, alimen os pa a I. INTRODUCCIÓN 13 animales e ing edien es más comunes en piensos de ganado (cebada, semilla de soja, maíz y igo). Tabla I.1.2 Legislación eu opea igen e en elación a los MRLs de los pes icidas in es igados en leche, en alimen os pa a animales y en los ing edien es más habi uales empleados pa a la elabo ación de piensos de ganado [8-10]. aald ina y dield ina combinados dsuma de los isóme os I, II y sul a o de endosul án bsuma de α - y γ-clo dano esuma de hep aclo o y epóxido de hep aclo o csuma de p,p’-DDT, o,p’-DDT, p,p’-DDE y p,p’-DDD MRL ng g-1 Legislación en alimen os pa a animales (con enido en humedad del 12%) MRL ng g-1 Pes icida leche p oduc os des inados a la alimen ación de animales MRL ng g-1 cebada s emilla de soja maíz igo Todos los alimen os pa a animales a excepción de: 10 Ald ina y Dield inaa 6 g asas 200 10 20 10 10 Todos los alimen os pa a animales a excepción de: 20 Clo danob 2 g asas 50 20 Todos los alimen os pa a animales a excepción de: 50 DDTc 40 g asas 500 50 50 50 50 Todos los alimen os pa a animales a excepción de: 100 maíz 200 semillas de acei e 500 Endosul ánd 50 alimen os comp le os pa a peces 5 50 500 50 50 Todos los alimen os pa a animales a excepción de: 10 End ina g asas 50 10 10 10 10 Todos los alimen os pa a animales a excepción de: 10 Hep aclo oe 4 g asas 200 10 10 10 10 Todos los alimen os pa a animales a excepción de: 20 α -Lindano g asas 200 Alimen os compues os pa a animales a excepción de: 10 alimen os pa a ganado acuno 5 Componen es de piensos a excepción de: 10 β-Lindano g asas 100 Todos los alimen os pa a animales a excepción de: 200 γ-Lindano 1 g asas 2000 10 10 10 10 Me oxiclo o 10 10 10 10 10 Ace oclo o 10 10 10 100 10 Alaclo o 10 50 200 200 50 Clo pi i os 10 200 50 50 50 Feni o ion 500 10 500 500 1. PESTICIDAS 14 Tabla I.1.2 Legislación eu opea igen e en elación a los MRLs de los pes icidas in es igados en leche, en alimen os pa a animales y en los ing edien es más habi uales empleados pa a la elabo ación de piensos de ganado [8-10], (con inuación). suma de isóme os gMRL pa a cis-del ame ina Po o o lado, la egulación de si ios con aminados es á ecibiendo cada ez más a ención en la EU y, en Sep iemb e del 2006, la Comisión Eu opea adop ó una es a egia exhaus i a dedicada a la p o ección de los suelos. Sin emba go, ac ualmen e sólo nue e es ados miemb os de la EU poseen legislación especí ica ela i a a la p o ección de suelos [11]. España es uno de esos países y ue en el 2005 cuando el gobie no in odujo una egulación pa a la e aluación y con ol de suelos con aminados. De acue do con es a di ec i a, un suelo se decla a á con aminado cuando en él se iden i iquen iesgos inacep ables pa a la p o ección de la salud humana (o del ecosis ema) debidos a la p esencia de los compues os incluidos en el Real Dec e o Español 9/2005, siendo la mayo ía de ellos compues os o ganoclo ados y a omá icos. Pa a e alua la con aminación de los suelos se han p opues o ni eles de e e encia gené icos en unción del uso del suelo (indus ial, u bano u o os) [12]. En la Tabla I.1.3 se incluyen los ni eles de e e encia gené icos es ablecidos pa a los pes icidas es udiados en es a Tesis po la legislación española pa a la p o ección de la salud humana. Tal y como se deduce de la abla, menos de la mi ad de los i osani a ios in es igados en es e abajo es án legislados, siendo odos ellos o ganoclo ados. MRL ng g-1 Legislación en alimen os pa a animales (con enido en humedad del 12%) MRL ng g-1 Pes icida leche p oduc os des inados a la alimen ación de animales MRL ng g-1 cebada semilla de soja maíz igo Ci lu ina 20 20 20 50 20 λ-Cihalo ina 50 50 50 20 20 Cipe me ina 20 2000 50 50 2000 Del ame inag 50 2000 50 2000 2000 Feno ina 50 50 50 50 50 Fen ale a o y Es en ale a o (RR+SS) 200 50 20 50 Fen ale a o y Es en ale a o (RS+SR) 20 50 50 20 20 Fluci ina o 50 50 50 50 50 Pe me ina 50 50 50 50 50 Te lu ina 50 50 50 50 50 I. INTRODUCCIÓN 15 Tabla I.1.3 Ni eles de e e encia gené icos en suelo es ablecidos po la legislación española pa a los pes icidas in es igados [12]. Ni eles de e e encia gené icos pa a la p o ección de la salud humana (mg/Kg) Pes icida uso indus ial uso u bano o os usos* Ald ina 1 0,1 0,01 Clo dano 1 0,1 0,01 4,4’-DDD 70 7 0,7 4,4’-DDE 60 6 0,6 4,4’-DDT 20 2 0,2 Dield ina 1 0,1 0,01 Endosul án 60 6 0,6 End ina 1 0,1 0,01 Epóxido de hep aclo o 1 0,1 0,01 α -Lindano 1 0,1 0,01 β-Lindano 1 0,1 0,01 γ-Lindano 1 0,1 0,01 *incluye ac i idades ag ícolas En los siguien es apa ados de es e Capí ulo I.1 se desc ibi án con mayo p o undidad los dis in os g upos de pes icidas es udiados en es a Tesis. Se ha p es ado especial a ención a los pi e oides ya que, jun o con los o ganoclo ados, son el g upo de i osani a ios más nume oso de los incluidos en es e abajo; además, la bibliog a ía ela i a a es os compues os es bas an e escasa si se compa a con la g an can idad de in o mación publicada ace ca de los pes icidas o ganoclo ados. 1. PESTICIDAS 16 1.5 PESTICIDAS PIRETROIDES 1.5.1 INTRODUCCIÓN El pi e o es el ex ac o na u al de i ado de las lo es de las plan as Ch ysan hemum cine a iae olium (Figu a I.1.3) y Ch ysan hemum cineum. Desde hace iempo se sabe que el pi e o posee p opiedades insec icidas y ue en Asia, al ededo del año 1800, cuando se comenzó a emplea es e ex ac o pa a la manu ac u a de p oduc os an ipulgas y an ipiojos. Los seis compues os ac i os del pi e o se llaman pi e inas. Las pi e inas indi iduales son: pi e ina I, pi e ina II, jasmolina I, jasmolina II, cine ina I y cine ina II. Es os compues os son és e es de dos ácidos ca boxílicos (ácido c isan émico, pa a la se ie I, y ácido pi é ico, pa a la se ie II) y de es ciclopen enolonas (pi e olona, jasmolona y cine olona) [13]. Las es uc u as de las seis pi e inas se mues an en la Figu a I.1.3. El p incipal incon enien e del pi e o como insec icida es su ines abilidad a la luz y al ai e, lo que limi a su e ec i idad en la p o ección de cul i os y en o os con ex os del con ol de insec os en los que la ac i idad esidual del pes icida es esencial. Los es ue zos po modi ica la es uc u a de las pi e inas na u ales con el obje i o de inc emen a la o oes abilidad, man eniendo la ac i idad insec icida y la ela i a baja oxicidad aguda hacia los mamí e os, conduje on al desa ollo de los pi e oides sin é icos. La mayo ía de los pi e oides sin é icos se desa olla on pa iendo de la sus i ución secuencial de elemen os es uc u ales de las pi e inas po elemen os es uc u ales no edosos seleccionados pa a conse a la o ma molecula y las p opiedades ísicas de la es uc u a o iginal. Las pi e inas son és e es de un ácido ciclop opanoca boxílico y de un alcohol ciclopen enolona y, en un p incipio, las Figu a I.1.3 Es uc u a de las pi e inas [14] y o og a ía de la plan a Ch ysan hemum cine a iae olium. O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O Pi e ina Pi e ina I I Pi e ina Pi e ina II II Jasmolina Jasmolina I I Jasmolina Jasmolina II II Cine ina Cine ina I I Cine ina Cine ina II II O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O Pi e ina Pi e ina I I Pi e ina Pi e ina II II Jasmolina Jasmolina I I Jasmolina Jasmolina II II Cine ina Cine ina I I Cine ina Cine ina II II I. INTRODUCCIÓN 17 modi icaciones sin é icas man u ie on cons an e una de es as pa es de la molécula mien as que en la o a se in oducían nue as ca ac e ís icas es uc u ales. Sin emba go, en las siguien es e apas de diseño de los nue os compues os se emplea on como plan illas los ecién descubie os pi e oides con la ac i idad insec icida, la es abilidad y o as p opiedades deseadas [15]. De mane a que, aunque es án basados en la es uc u a química y en la ac i idad biológica de las pi e inas, el desa ollo sin é ico de los pi e oides ha supues o modi icaciones químicas impo an es que hacen que es os compues os sean menos deg adables en el medioambien e pe o ambién más óxicos [16]. El uso de es os pes icidas eside en el con ol de plagas de insec os en la ag icul u a, en el ámbi o domés ico y en el almacén de p oduc os [16] y, a menudo, se o mulan con compues os como el bu óxido de pipe onilo (del que se habla á en el Apa ado 1.5.7), el sul óxido de pipe onilo y el sesamex, que uncionan como sine gis as inc emen ando la e ec i idad del insec icida [13]. 1.5.2 ESTRUCTURA La mayo ía de los pi e oides son és e es sin é icos de i ados de las pi e inas. Sin emba go, ambién hay un g upo de é e es oxima que exhiben una ac i idad insec icida simila a la de las pi e inas y los és e es pi e oides; pe o se dispone de pocos da os ace ca de es os compues os y no se han ab icado p oduc os come ciales de los mismos [13]. Po o o lado, un g an núme o de insec icidas pi e oides p esen an un anillo ciclop opánico aunque o os, como el en ale a o y el luci ina o, ca ecen de dicho elemen o es uc u al. La química y la ac i idad de los pi e oides pe mi e clasi ica los en dos g upos (Tipo I y Tipo II) dependiendo del sus i uyen e alcohol. El g upo Tipo I es muy amplio e incluye a los pi e oides que con ienen el g upo desciano-3- enoxibencilo (p. ej. eno ina) u o os alcoholes (p. ej. ale ina, empen ina, ans lu ina). En cuan o a los pi e oides de Tipo II, es án más es echamen e de inidos en é minos de su es uc u a química pues o que con ienen especí icamen e el g upo α -ciano-3- enoxibencilo (p. ej. ci eno ina) [17]. 1. PESTICIDAS 24 espina do sal) como en el pe i é ico (ne ios en o as pa es del cue po) [17]. Los pi e oides de Tipo I causan p incipalmen e emblo es (sínd ome-T) y los pi e oides de Tipo II p o ocan co eoa e osis y sali ación (sínd ome-CS). No obs an e, pi e oides como la pe me ina exhiben ca ac e ís icas (T y CS) de ambos g upos [25]. 1.5.5.2 Relación en e es e eoquímica y oxicidad La oxicidad de los pi e oides depende mucho de la es e eoquímica de la molécula. Algunos pi e oides pueden llega a ene has a 16 isóme os y cada isóme o iene su p opia oxicidad [16]. En los pi e oides que poseen el anillo ciclop opano, el isome ismo en o no a dicho anillo a ec a de mane a impo an e a la oxicidad de es os insec icidas. La p esencia de dos cen os qui ales en el anillo conduce a la exis encia de dos pa es de dias e eoisóme os. Es os dia e eoisóme os y sus enan ióme os se mues an en la Figu a I.1.4. Las con o maciones 1R en el anillo ciclop opano son conside ablemen e más óxicas que las 1S. Po o o lado, an o los isóme os cis como los ans mues an ac i idad insec icida, pe o poseen di e en es oxicidades hacia los mamí e os siendo los isóme os cis más po en es. Además, los pi e oides que con ienen un sus i uyen e ciano en la pa e alcohol (Tipo II) mues an una oxicidad di e en e en unción del isome ismo óp ico del ca bono α . Se ha demos ado que la con o mación S al ededo del ca bono α es conside ablemen e más óxica hacia los insec os si se compa a con la con o mación R. La p oducción de pi e oides con di e en es elaciones isomé icas es una de las azones po las que hay una g an a iedad en las oxicidades de es os compues os [13]. 1.5.5.3 Toxicidad aguda en mamí e os La oxicidad aguda en mamí e os a ía mucho de un pi e oide a o o. En gene al son menos óxicos que los pes icidas o gano os o ados, ca bama os y o ganoclo ados, aunque hay algunas excepciones (del ame ina, e lu ina, cihalo ina, enp opa ina, luci ina o, bi en ina y es en ale a o) con oxicidades o ales agudas supe io es. HH R R H H HR H H R H OOR' O OR' OOR' O OR' 1S, cis 1R, cis 1S, ans 1R, ans Figu a I.1.4 Isome ismo en el anillo ciclop opano. I. INTRODUCCIÓN 25 Di e sos es udios han mos ado que los p incipales e ec os de los pi e oides son neu o oxicidad a al as dosis e hipe o ia en el hígado. Si no se p oduce la mue e, es os cambios se ha is o que son e e sibles. Además, muchos pi e oides pueden se lige a o se e amen e i i an es de la piel y de los ojos. 1.5.5.4 Toxicidad c ónica y subc ónica Los e ec os c ónicos y subc ónicos no-cance osos más no ables en mamí e os son los signos de oxicidad aguda, que habi ualmen e son empo ales y que disminuyen conside ablemen e si la exposición c ónica con inúa. O os e ec os c ónicos son la educción en la elocidad de c ecimien o, el aumen o del hígado y el inc emen o en la ac i idad de algunas enzimas hepá icas. Es os cambios no son comple amen e e e sibles. 1.5.5.5 Mu agenicidad y ca cinogenicidad En a ios es udios ealizados, la ale ina y o os pi e oides como la cipe me ina y la pe me ina han mos ado algunos e ec os mu agénicos, pe o la espues a (cambios en el ué ano de los a ones) sólo ue impo an e en el caso de la pe me ina. A pesa de es os esul ados, se conside a que el po encial mu agénico de los pi e oides es muy bajo si no inexis en e. Es udios de ca cinogenicidad de la pe me ina, la del ame ina, la esme ina y el en ale a o han mos ado inc emen os en a ios ipos de cánce , pe o sólo la pe me ina ha sido conside ada po la EPA como po encial o débil ca cinógeno. [16] 1.5.5.6 Dis upción endoc ina Nume osos compues os químicos p esen es en el medioambien e poseen ac i idades ho monales y, po lo an o, han sido clasi icados como dis up o es endoc inos [26]. Muchos de es os compues os (y/o los p oduc os de su me abolismo o deg adación) in e accionan con ecep o es de es e oides (es ógeno/and ógeno) imi ando (agonis as) o bloqueando (an agonis as) el e ec o de las ho monas es e oideas sexuales [27]. 1. PESTICIDAS 26 Se ha elacionado a muchos pi e oides con la dis upción del sis ema endoc ino, lo que puede a ec a nega i amen e a la ep oducción y al desa ollo sexual, in e e i con el sis ema inmune e inc emen a las posibilidades de su i cánce de pecho [28]. Además, se han publicado abajos en los que se ha mos ado que algunos de los me aboli os o p oduc os de deg adación medioambien al de los pi e oides, más que los compues os de pa ida, son mo i o de p eocupación en lo que espec a a su habilidad pa a in e acciona con ecep o es ho monales [27, 29]. 1.5.5.7 Exposición humana Mien as que la inhalación es la p incipal u a de exposición en los ob e os indus iales, el con ac o con la piel lo es en los abajado es que se dedican a aplica pi e oides en la ag icul u a o en el ámbi o de la salud pública. La exposición de la población gene al puede ocu i po inhalación, po con ac o de la piel con p oduc os, po la inges ión de alimen os con esiduos de pi e oides o po la bebida acciden al de p oduc os que con engan es os insec icidas. [25] 1.5.5.8 E ec os en o os o ganismos no-obje i o La oxicidad aguda de los pi e oides en los pája os es mode ada, con alo es de LD 50 que en la mayo ía de los casos son supe io es a 1000 mg kg -1 . Aún así, los pája os pueden e se a ec ados po los pi e oides si és os diezman o pe u ban sus ancialmen e sus í e es. Las a es acuá icas son especialmen e ulne ables ya que se alimen an casi exclusi amen e de in e eb ados acuá icos, pequeños insec í o os o pája os jó enes. Y es que los pi e oides ienen un e ec o de as ado en los in e eb ados acuá icos con alo es de LC 50 muchas eces in e io es a 1 ng mL -1 . Los pi e oides son muy óxicos pa a la mayo ía de los peces; ap oximadamen e un 40% de los alo es de LC 50 pa a los peces son in e io es a 1 ng mL -1 . La del ame ina es uno de los más óxicos, la ale ina uno de los menos óxicos y la cipe me ina y la pe me ina p esen an una oxicidad in e media. Aunque son menos ole an es que la mayo ía de los mamí e os, los an ibios y los moluscos son mucho más esis en es hacia los pi e oides que la mayo ía de los peces y c us áceos. I. INTRODUCCIÓN 27 Po o a pa e, los pi e oides son óxicos pa a los insec os, ya sean bene iciosos o plagas. Así po ejemplo, la mayo ía de es os insec icidas son muy óxicos pa a las abejas y el alo de LD 50 pa a la abeja de miel puede llega a se de 0,03 µg po abeja. [16] 1.5.6 DISTRIBUCIÓN EN EL MEDIOAMBIENTE 1.5.6.1 Libe ación al medioambien e La libe ación al ai e ep esen a la u a de emisión más impo an e de las pi e inas y los pi e oides, pues o que la mayo ía de las aplicaciones de es os insec icidas suponen el ocío aé eo o del suelo de cul i os u o a ege ación (Figu a I.1.5), así como el uso de bombas de ae osol y sp ays de in e io . Sin emba go, el Pa lamen o Eu opeo ha ap obado ecien emen e una nue a legislación que debe á se implemen ada po los Es ados miemb os a p incipios del 2011 y, según la cual, se p ohibi á la aplicación aé ea de i osani a ios [30]. La libe ación di ec a al agua se espe a que sea baja, aunque la dispe sión del sp ay as la aplicación de es os compues os puede, sin emba go, con amina aguas ce canas. Las aguas de esco en ía de campos de cul i o o de indus ias ambién pueden con ene pi e inas y pi e oides. Habi ualmen e, la libe ación al suelo es consecuencia de la deposición de los pes icidas as su dispe sión aé ea sob e los cul i os o la ege ación, aunque el desecho inap opiado ambién puede explica pa e de su p esencia en el suelo. Figu a I.1.5 Aplicación aé ea de pes icidas desde un a ión. 1. PESTICIDAS 28 1.5.6.2 T anspo e y epa o La dispe sión del sp ay de cualquie pes icida as su aplicación es una uen e impo an e de con aminación medioambien al y es esponsable de una pa e signi ica i a de su anspo e aé eo. Basándose en su p esión de apo (Tabla I.1.5), es de espe a que los pi e oides exis an en la a mós e a an o en ase apo como en ase pa iculada. Es os compues os se adso ben ue emen e a la supe icie del suelo y no se conside an demasiado mó iles. Es e compo amien o es cohe en e con los alo es de los coe icien es de pa ición oc anol/agua (K ow ) de los pi e oides (Tabla I.1.5), que ya p edicen un ele ado g ado de adso ción y poco po encial de lixi iado. La ola ilización desde el agua y el suelo se espe a que ocu a len amen e pa a muchos de los pi e oides pues o que es os insec icidas gene almen e ienen bajas p esiones de apo y bajas cons an es de Hen y. Cuando es os pes icidas se libe an al agua, se p oduce el ápido epa o hacia los sedimen os y los sólidos suspendidos. La ue e adso ción de es os compues os sob e es as supe icies a enúa signi ica i amen e los p ocesos de ola ilización. Po o o lado, las pé didas po ola ilización desde las hojas son conside ablemen e mayo es que po ola ilización desde los suelos. En lo que espec a a los pi e oides que se usan en el in e io en o ma de sp ays o ae osoles, las elocidades de ola ilización desde supe icies de id io o pisos quizás sean signi ica i amen e mayo es que desde suelos pues o que es os compues os no se adso ben an ue emen e a es as supe icies. 1.5.6.3 T ans o mación y deg adación En el ai e, los pi e oides que es án en ase apo se deg adan ápidamen e a a és de su eacción con oxidan es a mos é icos o po o ólisis di ec a, mien as que los que es án en ase pa iculada se deg adan más len amen e. I. INTRODUCCIÓN 29 En el agua, es os pes icidas ambién se deg adan median e o ólisis en aguas supe iciales, y la elocidad de deg adación se e inc emen ada po agen es o osensibilizan es que se encuen an en aguas na u ales como son los ácidos úl icos y húmicos. Gene almen e, la hid ólisis sólo es impo an e bajo condiciones alcalinas y a empe a u as de 20 ºC o mayo es. Además, los pi e oides se deg adan ácilmen e po acción de mic oo ganismos. En el suelo, los pi e oides se deg adan más ápidamen e que muchos pes icidas o ganoclo ados, o gano os o ados y ca bama o. La biodeg adación juega un papel impo an e en la desapa ición de es os compues os en suelos. Po o o lado, pues o que la luz se a enúa en unción de la p o undidad desde la supe icie del suelo, la o ólisis de pi e inas y pi e oides es sólo un p oceso de des ino medioambien al impo an e en la supe icie. Una pa e impo an e de es a Tesis es á dedicada al es udio de la deg adación de los pi e oides po acción de la luz. Po ello, se ha conside ado ap opiado el amplia la in o mación ela i a a la o odeg adación de es os pes icidas, in o mación a la que se le ha dedicado el Capí ulo I.5 de es a In oducción. 1.5.6.4 Ni eles en el medioambien e Los pi e oides se han de ec ado ecuen emen e en el ai e de hoga es y edi icios después de habe sido u ilizados. Pues o que es os pes icidas se adso ben ue emen e a los suelos, no se suelen de ec a a concen aciones ele adas ni en aguas sub e áneas ni en aguas po ables. Finalmen e, se han de ec ado pi e oides en suelos ag ícolas o sedimen os de lagos, íos y iachuelos con aminados po la dispe sión de sp ays o po aguas de esco en ía. [13] 1.5.7 BUTÓXIDO DE PIPERONILO (PBO) Los pi e oides se pueden me aboliza po acción de enzimas p esen es en los insec os, lo que a menudo p o oca que un insec o inicialmen e pa alizado pueda sob e i i y ecupe a la unción neu ológica. Pues o que es a desin oxicación me abólica es un ac o impo an e que limi a la ac i idad insec icida, los pes icidas a 1. PESTICIDAS 30 menudo se o mulan en combinación con sine gis as, inc emen ando de es a mane a la e ec i idad de los mismos [13, 28, 31]. El bu óxido de pipe onilo (PBO) es un sine gis a desa ollado en 1947 que se u iliza en una g an a iedad de o mulaciones que con ienen pi e inas, pi e oides, o enona y ca bama os. [32] El nomb e CAS del PBO [nº CAS 51-03-6] es 5-[[2-(2-bu oxie oxi)e oxi]me il]-6- p opil-1,3-benzodioxol, y su es uc u a se mues a en la Figu a I.1.6. En cuan o a sus p opiedades ísico-químicas, el PBO p esen a una solubilidad en agua de 14,3 mg L -1 (25 ºC), una p esión de apo de 9,98·10 -8 mmHg (25 ºC) y un coe icien e de pa ición oc anol/agua (log K ow ) de 4,62. [33] El PBO se u iliza como sine gis a en los siguien es p oduc os: • pes icidas de uso domés ico de in e io , • pes icidas pa a ja dines, céspedes y plan as deco a i as, • pes icidas ag ícolas pa a cul i os comes ibles y no comes ibles, • p oduc os pa a el con ol de mosqui os, • a amien os con a e mi as, • p oduc os pes icidas e e ina ios, • pes icidas pa a la opa, colchones y opa de cama. [32] Los e ec os del PBO en la salud humana y en el medioambien e dependen de la can idad p esen e y de la du ación y ecuencia de la exposición, así como de la salud de la pe sona y/o de cie os ac o es medioambien ales. Su oxicidad es muy baja cuando es inge ido po mamí e os y cuando es inhalado po a as. Además, la oxicidad en mamí e os es de baja a muy baja cuando es abso bido po la piel. La EPA ha clasi icado a es e sine gis a como ca cinógeno del g upo C, es deci , se conside a O OO O O Figu a I.1.6 Es uc u a del bu óxido de pipe onilo. I. INTRODUCCIÓN 31 que es un posible ca cinógeno pa a humanos basándose en la limi ada e idencia de cánce en los animales de labo a o io. [32] En lo que se e ie e a su dis ibución en el medioambien e, los es udios que e alua on la desapa ición del PBO en suelo y agua concluye on que se a a de un compues o poco pe sis en e. Además, el PBO iene poca endencia a con amina aguas sub e áneas. Cuando se libe a hacia el ai e en es ado líquido e mina asen ándose en el suelo, mien as que si se libe a en ase gaseosa se deg ada ápidamen e en el ai e. [32] 1.6 PESTICIDAS ORGANOCLORADOS 1.6.1 INTRODUCCIÓN Un núme o impo an e de pes icidas o ganoclo ados pe enecen al g upo de los con aminan es o gánicos pe sis en es (POPs), los cuales han sido y son un mo i o de p eocupación impo an e debido a su exis encia a ele adas concen aciones, incluso en ecosis emas emo os, y a pesa de las p ohibiciones de su p oducción y uso [34, 35]. Son compues os con una oxicidad de amplio espec o y pe sis en es, po lo que se acumulan en la cadena alimen a ia, implicando al os iesgos an o pa a el ecosis ema como pa a la salud humana. [36]. La inquie ud medioambien al p o ocada po el uso gene alizado de sus ancias óxicas, como son los pes icidas o ganoclo ados, ha inc emen ado las es icciones en su p oducción y uso, p ime o en los países desa ollados y, más ecien emen e, ambién en los países en ías de desa ollo. Así, los pes icidas o ganoclo ados es án con olados y gobe nados po nume osas egulaciones in e nacionales en e las que des aca el Con enio de Es ocolmo sob e Con aminan es O gánicos Pe sis en es (S ockholm Con en ion on Pe sis en O ganic Pollu an s), i mado en 2001 po ce ca de 120 países. Es e Con enio en ó en igo el 17 de Mayo de 2004 y su obje i o es el de consegui la con inua minimización y, de se ac ible, la comple a eliminación de los POPs. Ac ualmen e, ya son 162 los Es ados que o man pa e de dicho Con enio. En es a p ime a ase se han ijado como obje i o sólo doce POPs, conocidos como la 1. PESTICIDAS 32 docena sucia. La docena sucia incluye, además de PCBs, dioxinas y u anos, los p incipales pes icidas o ganoclo ados: ald ina, clo dano, DDT, dield ina, end ina, hep aclo o, hexaclo obenceno (HCB), mi ex y oxa eno. El Con enio de Es ocolmo equie e de odos los es ados miemb os el cese en la p oducción de los pes icidas ald ina, dield ina y hep aclo o. Los países con exenciones debe án es ingi el uso de es os pes icidas a p opósi os conc e os y po pe íodos de iempo limi ados. En cuan o a la p oducción y uso de clo dano, HCB y mi ex, se han limi ado a ines p esc i os y en países en los que se hayan egis ado pa a de e minadas exenciones. Po lo que al DDT se e ie e, su p oducción y uso es á con inado al con ol de en e medades como la mala ia. [37] 1.6.2 ESTRUCTURA Es uc u almen e, los pes icidas o ganoclo ados se pueden di idi en es g upos: análogos del DDT, de i ados del ciclodieno, y ciclohexanos y bencenos clo ados (Tabla I.1.7). I. INTRODUCCIÓN 33 Tabla I.1.7 Clasi icación es uc u al de los pes icidas o ganoclo ados. En la Tabla I.1.8 se mues an las es uc u as de los o ganoclo ados es udiados en es a Tesis, así como sus nomb es comunes y sus núme os y nomb es CAS . Tabla I.1.8 Iden idad química de los o ganoclo ados es udiados. Nomb e común [nº CAS] Nomb e CAS Es uc u a química Aldehído de end ina [7421-93-4] (1R,2R,2aR,4S,4aS,5R,6aR,6bR,7S)-2,2a,3,3,4,7- hexaclo odecahid o-1,2,4- me enociclopen a[cd]pen aleno-5-ca boxaldehído Cl Cl Cl Cl Cl Cl CHO Ald ina [309-00-2] (1R,4S,4aS,5S,8R,8aR)-1,2,3,4,10,10-hexaclo o- 1,4,4a,5,8,8a-hexahid o-1,4:5,8-dime anona aleno Cl ClCl Cl Cl Cl Ce ona de end ina [53494-70-5] (2R,3aR,3bS,4R,5R,6aS,7S,7aR,8R)-3b,4,5,6,6,6a- hexaclo odecahid o-2,5,7-me eno-3H- ciclopen a[a]pen alen-3-ona Cl Cl Cl Cl Cl O Cl Análogos del DDT H CCl C Cl 4,4’-DDT, 4,4’-DDD, Dico ol, Pe ano, Me oxiclo o Ciclodienos Cl ClCl Cl Cl Cl C l Ald ina, Clo dano, Dield ina, Endosul án, End ina, Hep aclo o Ciclohexanos y bencenos clo ados Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl 6 α -Lindano, β-Lindano, γ-Lindano, δ-Lindano, HCB 1. PESTICIDAS 40 ambién se adso ben ue emen e. Po o o lado, la deg adación del DDT an o en el suelo como en aguas supe iciales iene luga a a és de p ocesos de bio ans o mación y o ólisis. [40] Me oxiclo o: En el ai e, el me oxiclo o exis e an o en ase pa iculada como, en meno medida, en ase apo . Puede eacciona o oquímicamen e con adicales hid oxilo del ai e, pe o es más p obable que abandone la a mós e a a a és de p ocesos de deposición húmeda y seca. En agua, es e pes icida se asocia p e e en emen e a sedimen os y ma e ia pa iculada, aunque una pa e ambién puede es a disuel a en agua. Po o o lado, es e pes icida se bioconcen a en un ele ado núme o de o ganismos acuá icos, pe o no en mamí e os debido a que en és os se me aboliza y elimina con apidez. Tan o en agua como en sedimen os, el me oxiclo o se puede deg ada po p ocesos químicos, o oquímicos y biológicos. Se enlaza con ue za a los suelos, pe o no se suele de ec a en es e compa imen o quizás en pa e debido a que el ien o y la llu ia pueden p o oca la mig ación de pa ículas que con ienen dicho pes icida. [45] Ciclodienos: La ald ina se con ie e ácilmen e a dield ina (p.ej a a és de p ocesos de o odeg adación), que es ubicuo en el medioambien e. La dield ina pe sis e po que es más esis en e a la bio ans o mación y a la deg adación abió ica que la ald ina. La dield ina se bioconcen a y biomagni ica a a és de las cadenas ó icas acuá icas y e es es. El anspo e de la ald ina y la dield ina en suelos es mínimo ya que ambos compues os se adhie en ue emen e al suelo. No obs an e, su ola ilización desde suelos húmedos es bas an e p obable. La mayo pa e de la ald ina y la dield ina que se encuen a en aguas supe iciales es esul ado de la esco en ía desde suelos con aminados. El clo dano es ex emadamen e pe sis en e en el medioambien e y en algunos suelos puede pe manece más de 20 años. La ola ilización quizás sea el p incipal mecanismo de eliminación desde el suelo. Po o o lado, la adso ción a sedimen os y la ola ilización son los p ocesos más impo an es en agua. En ai e, el clo dano exis e p edominan emen e en ase apo . El clo dano en ase gas se puede deg ada median e o ólisis y eacciones con adicales hid oxilo, además, puede anspo a se la gas dis ancias y expe imen a deposición húmeda o seca. O o aspec o a ene en cuen a es su ele ado ac o de bioconcen ación. El hep aclo o se deg ada a epóxido de hep aclo o y a o os I. INTRODUCCIÓN 41 p oduc os en el medioambien e. El epóxido de hep aclo o se deg ada más len amen e y, en consecuencia, es más pe sis en e que el hep aclo o. Ambos compues os se adso ben ue emen e a sedimen os y ambién se bioconcen an en o ganismos an o acuá icos como e es es. Además, su biomagni icación en cadenas ó icas es signi ica i a. Finalmen e, el endosul án se epa e p incipalmen e en e la a mós e a y los suelos y sedimen os. Se puede desplaza la gas dis ancias en la a mós e a, pe o es ela i amen e inmó il en suelos. Es suscep ible de expe imen a deg adación po hid ólisis y ambién po acción de mic oo ganismos. A di e encia de o os o ganoclo ados, no se biomagni ica en las cadenas alimen a ias. [38, 39, 42, 43] Lindano: Una ez libe ado al medioambien e, el lindano se puede dis ibui en e odos los compa imen os medioambien ales. A pesa de que su iempo de ida a mos é ico es la go, el lindano se puede deg ada po eacción con adicales hid oxilo o puede se eliminado del ai e po deposición húmeda y seca. Se c ee que la biodeg adación es el p oceso de descomposición dominan e an o en suelo como en agua, aunque la hid ólisis y la o ólisis ambién pueden ene luga en meno medida. [44] 1.7 OTROS PESTICIDAS 1.7.1 PESTICIDAS ORGANOFOSFORADOS La di e sidad de los insec icidas o gano os o ados los con ie e en el g upo de insec icidas más e sá il [2]. Es os compues os han sido ampliamen e u ilizados en la ag icul u a du an e los úl imos 40 años. Hay unos 200 o gano os o ados di e en es en el me cado y suponen un 45% de los pes icidas egis ados en EE.UU. Además, el uso de es e ipo de pes icidas es á a o ecido po su habilidad pa a deg ada se con acilidad en el medioambien e [51]. 1. PESTICIDAS 42 Los insec icidas o gano os o ados son habi ualmen e és e es, amidas, o ioles de i ados de los ácidos os ó ico, os ónico, os o o ioico, o os ono ioico. En la Tabla I.1.10 se mues an las es uc u as de los o gano os o ados es udiados en es a Tesis, así como sus nomb es comunes, núme os y nomb es CAS. Tabla I.1.10 Iden idad química de los o gano os o ados es udiados. Compues o [nº CAS] Nomb e CAS Es uc u a Clo pi i os [2921-88-2] O,O-die il-O-(3,5,6- iclo o-2-pi idinil) és e del ácido os o o ioico N C l C l C l O P S O O Feni o ion [122-14-5] O,O-dime il-O-(3-me il-4-ni o enil) és e del ácido os o o ioico O P S O O N O 2 La mayo ía de los pes icidas o gano os o ados son lige amen e solubles en agua, ienen K ow ele ados y bajas p esiones de apo . Las p opiedades ísico-químicas de los o gano os o ados es udiados se esumen en la Tabla I.1.11. [51, 52] Tabla I.1.11 P opiedades ísico-químicas de los o gano os o ados es udiados [51, 52]. Pes icida P esión de apo mPa (20-25 ºC) Coe icien e de pa ición log K ow Solubilidad en agua mg L -1 (20-25 ºC) Feni o ion 0,676 3,32 19 Clo pi i os 2,7 4,96 1,4 En lo que espec a a sus aplicaciones, el clo pi i os es, además de insec icida, aca icida y nema icida. Se u iliza en el con ol de plagas de insec os de suelo y ollaje en una g an a iedad de cul i os pe o, undamen almen e, en cul i os de maíz [53]. Po su pa e, el eni o ion es un insec icida y aca icida. Se u iliza en in e nade os y en plan as o namen ales ex e io es, incluyendo á boles, pa a con ola una g an I. INTRODUCCIÓN 43 a iedad de insec os y áca os. También se come cializa pa a el con ol de ho migas y cuca achas en hoga es, iendas, es au an es, almacenes, e c. [54]. El mecanismo de acción óxica de los o gano os o ados es el mismo en insec os que en mamí e os. En ambos casos, es os pes icidas inac i an la enzima ace ilcolines e asa (AChE) a ec ando, po lo an o, a la ansmisión de impulsos ne iosos. Así, en mamí e os, algunos de los sín omas po en enenamien o con o gano oso o ados son debilidad o pa álisis muscula [55]. En cuan o a su dis ibución en el medioambien e, la mo ilidad del clo pi i os en el suelo es limi ada y no se ha obse ado su p esencia en aguas sub e áneas. Po o o lado, iene una p esión de apo in e media po lo que, bajo de e minadas condiciones, la ola ilización puede se un mecanismo impo an e de disipación. En cuan o a los p ocesos de su deg adación, és os pueden se an o abió icos como bió icos [56]. En lo que espec a al eni o ion, és e llega al ai e a a és de su ola ilización desde supe icies con aminadas y se puede desplaza del luga de aplicación du an e su pul e ización. Se il a len amen e en la mayo ía de los suelos, pe o ambién se puede desplaza po esco en ía. Se deg ada an o po o ólisis como po hid ólisis. Además, en agua, la p esencia de mic o lo a ambién acele a su deg adación y, en suelo, la biodeg adación es la p incipal u a de deg adación. [57] 1.7.2 HERBICIDAS AMIDA El uso ex endido de he bicidas amida ha con ibuido de mane a impo an e al inc emen o de la p oducción ag ícola. Sin emba go, sus esiduos ambién suponen cie o iesgo desde el pun o de is a de la con aminación del medioambien e. Una g an a iedad de compues os o ma pa e de es e g upo de he bicidas, que siguen la siguien e ó mula gene al: R 1 -CO-N-(R 2 ,R 3 ). Los componen es p incipales de es e g upo son las clo oace amidas N-sus i uidas y las anilidas sus i uidas. Tan o el ace oclo o como el alaclo o pe enecen al g upo de las anilidas, más conc e amen e al de las clo oace anilidas. Sus núme os y nomb es CAS, así como sus es uc u as se mues an en la Tabla I.1.12. [2] 1. PESTICIDAS 44 Tabla I.1.12 Iden idad química de los he bicidas clo oace anilida es udiados. Compues o [nº CAS] Nomb e CAS Es uc u a Ace oclo o [34256-82-1] 2-clo o-N-(e oxime il)-N-(2-e il-6- me il enil)ace amida Alaclo o [15972-60-8] 2-clo o-N-(2,6-die il enil)-N- (me oxime il)ace amida Algunas de las p opiedades ísico-químicas de los he bicidas es udiados se han incluido en la Tabla I.1.13 [2]. Tabla I.1.13 P opiedades ísico-químicas de los he bicidas clo oace anilida es udiados [2]. Pes icida P esión de apo mPa (25 ºC) Coe icien e de pa ición log K ow Solubilidad en agua mg L -1 Ace oclo o 0,005 4,14 223 (25 ºC) Alaclo o 2,0 3,09 170 (20 ºC) Las clo oace anilidas se u ilizan pa a el con ol de malas hie bas en a ios cul i os. El alaclo o se usa especialmen e en cul i os de maíz, so go y semilla de soja [58]. Po o a pa e, el ace oclo o se emplea sob e odo en cul i os de maíz, aunque ambién de col, cí icos, ca é, algodón, e c. [59]. Tan o el alaclo o como el ace oclo o han sido clasi icados po la EPA como ca cinógenos del g upo B2 (p obable ca cinógeno en humanos) [60, 61]. Además, se ha comp obado que el ace oclo o es un dis up o endoc ino po en e [62]. Po o o lado, se ha obse ado que el alaclo o posee geno oxicidad y ambién se sospecha que pueda a ec a al sis ema ho monal [63]. N O C l O N O C l O I. INTRODUCCIÓN 45 En lo que se e ie e a su dis ibución en el medioambien e, el alaclo o se puede deg ada en el suelo po acción de bac e ias o de la luz sola . Además, no se adso be con ue za a la mayo ía de los suelos po lo que se puede ola iliza o il a hacia aguas sub e áneas. La biodeg adación y la o odeg adación ambién son p ocesos impo an es en aguas supe iciales, pe o no así la ola ilización. En cuan o a la bioconcen ación, no es un p oceso undamen al pa a el alaclo o, ya que se elimina an p on o es abso bido po plan as o animales [58]. El ace oclo o ambién posee bajos coe icien es de adso ción, po lo que es bas an e mó il en el suelo y, po an o, supone un pelig o po encial pa a el medioambien e acuá ico [64]. De hecho, a ios es udios han demos ado la p esencia de es e he bicida en aguas supe iciales y sub e áneas [65, 66]. Además, el ace oclo o no es demasiado suscep ible a ola iliza se y la o odeg adación ampoco pa ece se una u a impo an e de deg adación de es e pes icida [67]. Sin emba go, sí que se han publicado abajos ace ca de me aboli os gene ados como consecuencia de p ocesos de su biodeg adación [68]. BIBLIOGRAFÍA [1] U.S. En i onmen al P o ec ion Agency. Wha is a Pes icide? <h p://www.epa.go /pes icides/> (Consul a: 10-05-09). [2] Tadeo, J.L.; Sánchez-B une e, C.; González, L. Pes icides: Classi ica ion and P ope ies. En Analysis o Pes icides in Food and En i onmen al Samples; Tadeo, J.L. Ed.; CRC P ess, 2008; 1-34. [3] ECPA Re iew 2005-2006, Eu opean C op P o ec ion Associa ion. [4] ECPA Re iew 2001-2002, Eu opean C op P o ec ion Associa ion. [5] Food and Ag icul u e O ganiza ion o he Uni ed Na ions (FAO). 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Fase polimé ica Espeso Tempe a u a máxima Pola idad Tipo Aplicaciones 100 µm 280 ºC apola no enlazada compues os olá iles o de bajo peso molecula 30 µm 280 ºC apola no enlazada compues os apola es semi olá iles PDMS 7 µm 340 ºC apola enlazada compues os apola es de bajo peso molecula PA 85 µm 320 ºC pola pa cialmen e en elazada compues os pola es en mues as pola es PDMS/DVB 65 µm 270 ºC semipola pa cialmen e en elazada compues os pola es olá iles CAR/PDMS 75 µm 320 ºC semipola pa cialmen e en elazada compues os olá iles CW/DVB 70 µm 250 ºC pola pa cialmen e en elazada compues os pola es DVB/CAR/PDMS 50/30 µm 270 ºC semipola al amen e en elazada compues os de 3-20 á omos de ca bono 2.5.2 TIEMPO DE EXTRACCIÓN Pues o que la SPME es una écnica de equilib io, la máxima can idad de anali o se á ex aída una ez anscu ido el iempo necesa io pa a alcanza dicho equilib io. Los compues os con bajas cons an es de dis ibución necesi an más iempo pa a alcanza el equilib io, po eso en es os casos se suelen selecciona iempos más co os que los de equilib io. Cuando es o ocu e, el iempo de exposición de la ib a equie e un con ol es ic o pa a así ob ene su icien e ep oducibilidad. [3] 2.5.3 TEMPERATURA DE EXTRACCIÓN En SPME, la empe a u a de ex acción iene dos e ec os con apues os. Po una pa e, el inc emen o de empe a u a du an e la ex acción a o ece la di usión de los anali os hacia la ib a. Además, en HSSPME, la empe a u a acili a la ans e encia de los anali os hacia el espacio de cabeza. Po o o lado, pues o que la e apa de I. INTRODUCCIÓN 57 abso ción es un p oceso exo é mico, un inc emen o de empe a u a educe la cons an e de dis ibución ib a/mues a (K s ) de los anali os. [2] 2.5.4 EFECTO SALINO La adición de sales (NaCl, KCl, Na 2 SO 4 ) a mues as acuosas p o oca un inc emen o de la ue za iónica de la disolución de la mues a, endiendo las moléculas de agua a sol a a a los iones p esen es en la mues a y no a las moléculas neu as de los anali os. Se p oduce, po an o, una disminución de la solubilidad de los anali os en agua, o zando su paso a o as ases del sis ema, espacio de cabeza y ib a, o iginando un inc emen o de sensibilidad. Pa a que es e p oceso enga luga es necesa io que los anali os se encuen en en o ma no disociada, de lo con a io el e ec o se ía el opues o y disminui ía la can idad de anali o ab/adso bida po la ib a. [1] 2.5.5 MODIFICACIÓN DEL PH El pH de la mues a a ec a al equilib io de disociación de los anali os en medio acuoso. Ob iamen e, la ex acción es más e icaz si los anali os es án sin disocia . Po ejemplo, cuando el pH disminuye, se p oduce un aumen o de la concen ación del ácido en su o ma no disociada, esul ando un aumen o de la can idad ex aída po la ib a y, po an o, un inc emen o de la sensibilidad. Pa a ob ene la máxima sensibilidad, se debe abaja a un pH al menos dos unidades po debajo (especies ácidas) o po encima (especies básicas) del co espondien e pK a . En la p ác ica, en las ex acciones a ec adas po el pH, las mues as deben ampona se pa a consegui buena ep oducibilidad. Cuando se abaja con mues as que es án a pH ex emos, se ecomienda ecu i al espacio de cabeza (HSSPME) pa a e i a el de e io o de la ib a. [1] 2.5.6 ADICIÓN DE DISOLVENTE La adición de disol en e o gánico a mues as acuosas educe habi ualmen e la can idad de anali o ex aído [5-6]. Po o a pa e, la adición de agua o de disol en es o gánicos a mues as de suelos y lodos ha demos ado se muy e icaz pa a acili a 2. SPME 58 la libe ación de los anali os desde la ma iz y mejo a su di usión hacia la ase es aciona ia de la ib a [2]. 2.5.7 AGITACIÓN DE LA MUESTRA Y FORMA DEL VIAL La agi ación de la mues a a o ece la di usión de los anali os hacia la ase de la ib a y educe el iempo de ex acción an o en DSPME como en HSSPME [3]. Sin emba go, cuando se analizan compues os muy olá iles median e HSSPME, la mayo ía de los anali os se encuen an en el espacio de cabeza dando luga a ex acciones ápidas incluso cuando el sis ema no se agi a. Ob iamen e, cuando se analizan especies menos olá iles la agi ación acili a la ans e encia de masa en e la mues a y el espacio de cabeza dando luga a ex acciones más ápidas. [1] La o ma del ial ambién a ec a a la ciné ica del p oceso de ex acción. En HSSPME es á ica, la ans e encia de masa en e la mues a y el espacio de cabeza es á a ec ada po el amaño de la supe icie de con ac o en e las dos ases. Asimismo, dependiendo de la o ma del ial, se p oduci á más o menos con ección cuando se agi a la mues a. [1] 2.5.8 VOLUMEN DE MUESTRA Y DEL ESPACIO DE CABEZA El olumen de mues a es un pa áme o impo an e a op imiza en la SPME pues o que es á di ec amen e elacionado con la sensibilidad del mé odo ( e ecuación I.2.1) [3]. El olumen de mues a se debe selecciona en unción del coe icien e de dis ibución K s . Tal y como se deduce de la ecuación I.2.1, la sensibilidad depende del olumen de la mues a si el coe icien e de dis ibución del anali o es muy al o. Así, se debe abaja con un olumen de mues a ele ado (10 mL) cuando se ex aen compues os con K s al os. Además, en es os casos se deben usa ecub imien os de poco espeso pa a educi el iempo de equilib io. [6] En HSSPME, los anali os se dis ibuyen en e la ma iz de la mues a, la ib a, y el espacio de cabeza. Los compues os muy olá iles se aglu inan en el espacio de cabeza, y su olumen debe se pequeño pa a así concen a los anali os an es de su di usión I. INTRODUCCIÓN 59 hacia la ase de la ib a. Si el olumen del espacio de cabeza es demasiado g ande, la sensibilidad se educe conside ablemen e. [7] El olumen del espacio de cabeza ambién a ec a a la ciné ica del p oceso. Cuan o más pequeño sea és e con elación al olumen de mues a, más ápido se á el anspo e de los anali os desde la mues a a la ib a. [1] 2.6 APLICACIONES DE LA SPME AL ANÁLISIS DE PESTICIDAS 2.6.1 ANÁLISIS DE MUESTRAS DE AGUA La mayo ía de las aplicaciones de la SPME pa a la de e minación de pes icidas se cen an en el análisis de mues as de agua, no solo po la ele ancia ambien al de las mismas, sino ambién po que es a écnica de ex acción se ajus a a la pe ección a es e ipo de ma ices. Así, la SPME ha sido el mé odo seleccionado pa a la de e minación de una g an a iedad de pes icidas en agua ul apu a [8], aguas supe iciales [9-14], aguas esiduales [6, 10, 13] y mues as de agua po able [15]. 2.6.2 ANÁLISIS DE MUESTRAS DE SUELO En muchas de las aplicaciones de la SPME al análisis de pes icidas en suelos, las mues as se mezclan con agua des ilada y, a con inuación, se lle a a cabo la inme sión de la ib a de SPME en la suspensión esul an e [16, 17]. En es os casos se deben ene en cuen a los e ec os nega i os de la ma iz del suelo, an o sob e la e icacia de la SPME como sob e la esolución c oma og á ica. Po o o lado, ambién exis en es udios en los que se ha u ilizado la SPME sob e ex ac os o gánicos de suelo ob enidos de la aplicación de écnicas de ex acción sólido-líquido como la ex acción asis ida po mic oondas (MAE) [18, 19], la ex acción po ul asonidos (USE) [20] o la ex acción micela asis ida po mic oondas (MAME) [21]. 2. SPME 60 Aunque la mayo ía de los mé odos publicados se basan en la inme sión di ec a de la ib a en el ex ac o de la mues a o en una suspensión, ambién se han desa ollado p ocedimien os que pe mi en la cuan i icación de pes icidas en mues as de suelo median e HSSPME [22-24]. Recien emen e ambién se ha desa ollado un mé odo basado en la cold ac i a ed ibe SPME (CACF-SPME) pa a la de e minación de pes icidas o ganoclo ados en suelo [25]. P obablemen e, el len o desa ollo de la SPME aplicada a la de e minación de compues os o gánicos en mues as de suelo, en con as e con su ápido p og eso en agua, se deba a dos impo an es incon enien es de la écnica. En p ime luga , se debe ene en cuen a que la p esencia de ma e ia o gánica en las mues as de suelo puede in lui de mane a impo an e en la ecupe ación de los anali os a ex ae . En segundo luga , la aplicación de la SPME a suelos no pe mi e el uso di ec o de cu as de calib ado ex e nas, siendo necesa io el uso de pa ones in e nos ma cados iso ópicamen e o de calib ados con ec as de adición [26]. 2.6.3 ANÁLISIS DE ALIMENTOS En gene al, la aplicación de la SPME a mues as de alimen os equie e una e apa p e ia de p epa ación de la mues a. Po ejemplo, cuando se analiza u a a menudo se ba en las mues as igo osamen e (high speed blending) u ilizando mezclas ace oni ilo-agua [27] o agua [28, 29], o se ex aen p e iamen e median e ul asonidos [30]. Las mues as líquidas, como zumos de u a o ino, se suelen ex ae di ec amen e como las mues as de agua, aunque en ocasiones se diluyen con agua des ilada pa a así educi o elimina las in e e encias de la ma iz [29, 31-35]. También se ha ecu ido a la dilución de las mues as con agua en el análisis de pes icidas en miel [36]. La SPME ambién se ha aplicado al análisis de pes icidas en mues as de leche [37- 40]. En algunos casos, pa a esol e los p oblemas de i ados de la complejidad y el ca ác e lipo ílico de las mues as, se adop a on di e en es es a egias de a amien o de la mues a p e ias a la inme sión de la ib a en la misma [38, 39]. En el análisis de pes icidas o ganoclo ados en leche ma e na, se añadió ácido pe cló ico pa a ompe las in e acciones anali o-ma iz, y se eligió HSSPME como modo de mues eo pa a I. INTRODUCCIÓN 61 e i a daños en la ib a e in e e encias p o ocadas po o os componen es de la leche [39]. En o o es udio se u ilizó una memb ana hueca de polip opileno al ededo de la ib a como ma e ial p o ec o du an e la SPME en la ex acción de he bicidas de leche de aca [40]. 2.6.4 ANÁLISIS DE FLUIDOS BIOLÓGICOS La aplicación de la SPME a la de e minación de pes icidas en mues as biológicas (sang e, o ina, ejidos…) es bas an e limi ada, especialmen e cuando se compa a con el ele ado núme o de aplicaciones medioambien ales y alimen a ias de es a écnica. Pa a el análisis de es e ipo de mues as, en gene al se ecu e a la ex acción en espacio de cabeza (HSSPME) pa a, de es e modo, e i a las in e e encias de i adas de ma ices an complejas. Así, po ejemplo, Tsoukali y col. [41] emplea on HSSPME pa a la de e minación de me il-pa a ión en mues as biológicas pos -mo em (sang e, ejidos de hígado y iñón). Las mues as de ejido equi ie on una e apa p e ia en la que se ba ie on con agua a g an elocidad. De modo semejan e, He nández y col. [42] de e mina on pes icidas o ganoclo ados y o gano os o ados en sang e median e HSSPME diluyendo an es las mues as con agua. No obs an e, ambién se han publicado abajos en los que se analiza on pes icidas o ganoclo ados y o gano os o ados en mues as de o ina y sue o median e SPME di ec a (DSPME), p e ia dilución de las mues as con agua ul apu a [43, 44]. BIBLIOGRAFÍA [1] Cela, R.; Lo enzo, R.A.; Casais, M.C. Técnicas de Sepa ación en Química Analí ica, Ed. Sín esis, 2002. [2] Pawliszyn, J. 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El uso de pa ículas de 3-20 µm de diáme o conduce a lujos bajos o, incluso, inexis en es. La mayo ía de las aplicaciones de MSPD han u ilizado pa ículas de 40 µm de diáme o. También se ha obse ado que un amaño de pa ícula no uni o me, pe o comp endido en e 40 y 100 µm, unciona bien. [2] Las elaciones mues a/dispe san e es án habi ualmen e comp endidas en e 1:1 y 1:4, pe o es a a io depende de cada aplicación en pa icula y es una a iable que se debe examina du an e el desa ollo del mé odo [5]. Po o o lado, la acilidad pa a consegui una mezcla homogénea con el dispe san e depende básicamen e de la ma iz conside ada. Así, pa a mues as líquidas de baja iscosidad (p. ej. zumos, ino, leche, e c.) no malmen e es su icien e con agi a pa a consegui una capa ina de mues a al ededo de las pa ículas de adso ben e [6]. 3.3.2 DISOLVENTE DE ELUCIÓN La selección del disol en e de elución a u iliza es unción de la pola idad del anali o. Las sus ancias no-pola es se pueden ecupe a u ilizando disol en es apola es, como son hexano [26], diclo ome ano [19, 31] o mezclas de ambos [27, 36]. Cuando los compues os ienen una pola idad media o al a, las opciones más empleadas son ace oni ilo [12], ace ona [37], ace a o de e ilo [7, 11], o mezclas de agua con e anol [38] o me anol [39]. Po o o lado, el agua calien e ambién se ha aplicado con éxi o a la ex acción de con aminan es pola es o mode adamen e pola es de ma ices I. INTRODUCCIÓN 73 sólidas ( undamen almen e de alimen os) [40]. El uso de agua calien e como ex ac an e conlle a una se ie de en ajas como son su bajo p ecio, su espe uosidad po el medioambien e y la compa ibilidad con la c oma og a ía líquida de ase in e sa [6]. No obs an e, ambién se debe ene en cuen a la e ención y elución de los componen es de la ma iz de la mues a. Es deci , la secuencia y diseño de un pe il de elución debe e ene a la mues a lo más posible en la columna, y elui a los anali os con un ele ado g ado de especi icad. [2] Va ios es udios han demos ado que, cuando se conside a la mezcla de 0.5 g de mues a con 2 g de agen e dispe san e, la mayo ía de los anali os se eluyen en los p ime os 4 mL [41]. De odas o mas, el olumen de elución a ía en unción de la aplicación y es un pa áme o que se debe examina pa a educi en lo posible el uso de disol en e o gánico y la coelución de in e e encias [3]. 3.3.3 MODIFICACIÓN DE LA MATRIZ A eces es necesa io al e a el es ado de ionización de los componen es de la mues a pa a asegu a que ienen luga cie as in e acciones con la ase enlazada del sopo e sólido y/o el disol en e de elución. Es o se puede lle a a cabo median e la adición de ácidos, bases, sales, agen es quela an es o desquela an es, an ioxidan es, e c. du an e la e apa de mezclado de la mues a y/o como adi i o en el disol en e de elución. [2] 3.3.4 TEMPERATURA Y PRESIÓN Recien emen e, a ias aplicaciones han combinado la ex acción con disol en es p esu izados (PSE) con la MSPD con el obje i o de consegui ex acciones más ápidas, más au oma izadas y más exhaus i as [6]. De hecho, en PSE son habi uales las aplicaciones en las que la mues a se dispe sa con a ena o ie a de dia omeas [42, 43] y, además, ambién se han publicado algunas aplicaciones con adso ben es no- ine es [44]. 3. MSPD 74 3.4 ETAPAS DE LIMPIEZA Aunque a eces los ex ac os ob enidos median e MSPD son lo su icien emen e limpios como pa a se analizados di ec amen e, a menudo se equie e una e apa de limpieza. En algunos casos, p e iamen e a la elución de los anali os, se ecu e al la ado de la columna con un disol en e adecuado. Po ejemplo, cuando los anali os son pola es es habi ual u iliza un disol en e apola (p.ej. hexano, diclo ome ano) pa a elimina los componen es menos pola es de la ma iz (p.ej. lípidos) [45, 46]. Po o o lado, se suele u iliza agua cuando es necesa io elimina compues os pola es (p.ej. pigmen os) de la mues a [14]. E iden emen e, cuando las e apas de la ado y elución se lle an a acabo con disol en es inmiscibles, el ca ucho de MSPD se debe seca con una co ien e de ni ógeno en e ambas e apas [6]. Como ya se adelan ó an es, en la MSPD es habi ual ecu i a p ocedimien os de limpieza que implican el uso de una co-columna. El ma e ial de la co-columna se puede empaque a en la pa e in e io de la misma columna MSPD o se puede acopla en se ie (SPE on-line) median e una columna SPE con el obje i o de e ene las in e e encias de la ma iz [5]. En gene al se ecu e a la p ime a opción y se suelen u iliza ma e iales de ase no mal pa a e ene las in e e encias pola es que pod ían elui de las mues as dispe sadas sob e C 18 u o os dispe san es de ase in e sa. Así, po ejemplo, alúmina [28], sílica [7] y Flo isil [13, 47] se han u ilizado como co-so ben es en la ex acción de pes icidas de ege ales y u as. En el caso de anali os de una ele ada es abilidad química (p.ej. PCBs, PBDEs, y PBBs), a menudo se si úa una capa de sílica acidi icada (en la mayo ía de los casos con un 44% de ácido sul ú ico) en el ondo del ca ucho de MSPD [48]. Es a al e na i a conduce a la ob ención de ex ac os lib es de g asa. El acoplamien o de la MSPD con la SPE ambién puede se o -line median e la u ilización de ca uchos de sílica gel [14], alúmina [28], C 18 [31], e c. O os p ocedimien os de limpieza a pos e io i incluyen la ex acción líquido-líquido de un ex ac o acuoso en un disol en e o gánico pa a elimina las in e e encias pola es [49] o la agi ación igo osa de un ex ac o o gánico en ácido sul ú ico pa a elimina in e e encias lipídicas [27]. I. INTRODUCCIÓN 75 Sin emba go, la disponibilidad de écnicas de análisis de ele ada sensibilidad y selec i idad como LC/MS [9, 50] hace que en algunos casos es as e apas ex a de limpieza no sean necesa ias. 3.5 MINIATURIZACIÓN En ocasiones, la can idad de mues a disponible pa a su análisis es limi ada, pa icula men e en el caso de mues as biológicas, po lo que los e o es en la e apa de p epa ación de mues a se hacen inadmisibles, y los p o ocolos que implican el uso de pequeñas can idades de mues a pasan a se muy aliosos. Así, algunos au o es han op imizado ex acciones po MSPD u ilizando alícuo as de mues a de 50 mg o menos. Además, en algunos de es os abajos, el olumen de disol en e de elución se ha educido a unos pocos mic oli os. [18, 51] 3.6 APLICACIONES DE LA MSPD AL ANÁLISIS DE PESTICIDAS 3.6.1 ANÁLISIS DE FRUTAS, VERDURAS, CEREALES Y DE OTRAS MATRICES VEGETALES Hay bas an es es udios cen ados en la de e minación de pes icidas en u as median e MSPD. En la mayo ía de ellos se u iliza C 8 [16-19] o C 18 [7, 9, 13, 52, 53] pa a la dispe sión de las mues as. Aunque, po ejemplo, en la ex acción de pes icidas o gano os o ados y pi e oides de anaca dos y u as de la pasión [24], así como en la ex acción de hexaclo ociclohexano de a ias u as (limón, na anja, manzana, e c.) [28] se u ilizó Flo isil, mien as que en la ex acción de a ios pes icidas en manzana se emplea on nano ubos de ca bono (MWCNTs) [47] y en la ex acción de di ioca bama os y algunos de sus me aboli os en cie as u as se u ilizó ca bón no- po oso g a i izado [50]. En algunos de es os abajos, el mismo mé odo de ex acción en u as se aplicó a plan as o e du as como pepinos, alcacho as, oma es, zanaho ias, calabacines, lechugas o pa a as [7, 17, 19, 47, 50, 52]. Se han p opues o, además, algunos mé odos MSPD pa a el análisis de esiduos de pes icidas en ma ices ege ales ( u as, ce eales, alcacho as, judías, be enjenas, guisan es, coles, e c.) en los que llama la a ención el uso de amaños de mues a de 5 g y de g andes olúmenes de elución (100-120 mL) [21, 54-58]. 3. MSPD 76 La MSPD ambién se ha aplicado a la ex acción de pes icidas de zumos de u as u ilizando como dispe san e Flo isil [25] o ie a de dia omeas [32, 59]. Se ecu ió a la misma écnica pa a la de e minación de insec icidas y he bicidas en acei unas, aunque pa a es a ma iz se empleó C 18 [12] o sílica enlazada a g upos aminop opilo (bondesil-NH 2 ) [60] como dispe san e. Finalmen e, ambién se han desa ollado mé odos basados en la MSPD pa a el análisis de pes icidas en o as ma ices ege ales como é [36] o abaco [26]. 3.6.2 ANÁLISIS DE MUESTRAS DE TEJIDOS Y GRASAS DE ORIGEN ANIMAL Pa a la ex acción de anali os de ejidos animales, C 18 es el dispe san e más popula . Así, po ejemplo, C 18 ue el ma e ial u ilizado en la ex acción po MSPD de pes icidas o ganoclo ados de músculo de silu o [61], de os as [62], de hepa opánc eas de cang ejo [63] y de ejidos de pescado [64]. Además, en odos es os abajos se empleó una co-columna de Flo isil pa a e ene los lípidos de las mues as. El mismo dispe san e se empleó en un mé odo de MSPD desa ollado pa a la ex acción de pes icidas o gano os o ados de mues as de hígado y músculo de ganado bo ino [14]. Po o o lado, en la de e minación de DDT, DDE y DDD en g asas animales (ce do, aca, pollo), las mues as se dispe sa on con ib a de ca bón ac i ado (KF ® -1500) [34, 65]. 3.6.3 ANÁLISIS DE OTRAS MATRICES ALIMENTARIAS DE ORIGEN ANIMAL La MSPD se ha aplicado a la ex acción de pes icidas en leche. En odos los abajos publicados, se mezcla on las mues as de leche con C 18 y como e apa de limpieza se ecu ió a la u ilización de co-columnas de Flo isil [15], a la SPE en ándem con ca uchos de Flo isil [66] o a la SPE o -line empleando alúmina como adso ben e [67]. Po o o lado, Flo isil ue el agen e dispe san e u ilizado en la ex acción de pes icidas en miel [68, 69] y hue os [27]. En es e úl imo caso ue necesa ia, además de una columna de Flo isil, una e apa de limpieza a pos e io i u ilizando ácido sul ú ico. I. INTRODUCCIÓN 77 3.6.4 ANÁLISIS DE OTRAS MUESTRAS La MSPD ambién se ha u ilizado en la ex acción de pes icidas de a ios insec os como son las abejas [10, 70] o los isópodos [8]. Son escasos los abajos en los que es a écnica se haya aplicado a la ex acción de plaguicidas en suelos [71] y o as ma ices sólidas medioambien ales como son los lodos [31]. BIBLIOGRAFÍA [1] Ba ke , S.A.; Long, A.R.; Sho C.R. Isola ion o d ug esidues om issues by solid phase dispe sion. J. 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La mayo ía de las aplicaciones publicadas u ilizan el equipo come cializado po Dionex (ASE 200) que pe mi e abaja a empe a u as de has a 200 ºC y a p esiones de has a 21 MPa, en celdas de ex acción de 1, 5, 11, 22 o 33 mL. Dispone además de un ca usel en el que se pueden coloca 24 celdas y 26 iales (de 40 o 60 mL) pa a la ecogida de los ex ac os. Además, hay 4 iales pa a ecoge los esiduos de las e apas de la ado. [8] 4.4 PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN Una ex acción po PSE cons a de una se ie de e apas ( e Figu a I.4.3) que se explican con de alle a con inuación [7, 10]: ho no celda de ex acción ial colec o bomba disol en e N 2 ál ula de bombeo ál ula de pu ga ál ula es á ica ho no celda de ex acción ial colec o bomba disol en e N 2 ál ula de bombeo ál ula de pu ga ál ula es á ica Figu a I.4.2 Esquema de un sis ema PSE. [9] I. INTRODUCCIÓN 89 1. An es de in oduci la mues a en la celda de ex acción, a menudo es necesa io some e la a un p e a amien o consis en e en la homogeneización, molienda, amizado y secado de la misma. La di usión de los anali os desde la mues a hacia el disol en e se puede inc emen a conside ablemen e disminuyendo el amaño de pa ícula. Po o o lado, el secado de la mues a ambién es impo an e pues o que si las pa ículas de la mues a es u iesen odeadas de una película de agua no se p oduci ía un con ac o adecuado en e los anali os y el disol en e, lo cual p o oca ía una disminución en la e icacia de la ex acción. El secado es especialmen e impo an e cuando se abaja con disol en es no-pola es, y habi ualmen e se ecu e a la adición de un agen e desecan e (sul a o sódico anhid o [11], ie a de dia omeas [12] o Celi a [13]) en la celda de ex acción. En ocasiones, es as sus ancias ambién se emplean pa a educi el olumen mue o de la celda [14, 15], aunque ambién es habi ual u iliza a ena pa a es e in [16, 17]. O a al e na i a que ambién se u iliza con ecuencia pa a el secado de las mues as es la lio ilización [12], aunque es a opción no es ecomendable cuando el obje i o es ex ae anali os olá iles. El uso de disol en es más Figu a I.4.3 Esquema de las e apas de una ex acción po PSE. [7] P P e e p p a a a a c c i i ó ó n n d d e e l l a a m m u u e e s s a a e e i i n n o o d d u u c c c c i i ó ó n n d d e e l l a a m m i i s s m m a a e e n n l l a a c c e e l l d d a a C C o o l l o o c c a a c c i i ó ó n n d d e e l l a a c c e e l l d d a a e e n n e e l l s s i i s s e e m m a a P P S S E E C C a a g g a a d d e e l l a a c c e e l l d d a a e e n n e e l l h h o o n n o o I I n n o o d d u u c c c c i i ó ó n n d d e e l l d d i i s s o o l l e e n n e e C C a a l l e e n n a a m m i i e e n n o o y y p p e e s s u u i i z z a a c c i i ó ó n n d d e e l l a a c c e e l l d d a a E E x x a a c c c c i i ó ó n n e e s s á á i i c c a a / / d d i i n n á á m m i i c c a a T T a a n n s s e e e e n n c c i i a a d d e e l l e e x x a a c c o o a a l l i i a a l l c c o o l l e e c c o o y y e e n n j j u u a a g g u u e e d d e e l l a a m m u u e e s s a a c c o o n n d d i i s s o o l l e e n n e e n n u u e e o o P P u u g g a a d d e e l l a a c c e e l l d d a a c c o o n n n n i i ó ó g g e e n n o o p p e e s s u u i i z z a a d d o o D D e e s s c c a a g g a a d d e e l l a a c c e e l l d d a a 4. PSE 90 pola es (ace oni ilo, me anol, ace a o de e ilo, e c.) o de mezclas de disol en es (hexano/ace ona, hexano/ace oni ilo, e c.) son buenas opciones pa a la ex acción de mues as húmedas, haciendo que la e apa de secado de la mues a no sea c ucial. Sin emba go, aún cuando se elija co ec amen e el agen e desecan e, en ocasiones se puede co-ex ae cie a can idad de agua que pudie a in e e i en las siguien es e apas (limpieza, concen ación del ex ac o, análisis di ec o). En es e caso, algunos au o es han ecu ido a la adición di ec a de sul a o sódico anhid o al ex ac o [18]. La ag egación de las pa ículas de mues a ambién puede pe judica a la e icacia de la ex acción, po eso a menudo es necesa ia la dispe sión de la mues a con un ma e ial ine e (p.ej. ie a de dia omeas, a ena) [12, 19]. 2. Una ez pesada, la mues a se coloca en la celda de ex acción. Pa a e i a que se a asquen las i as me álicas p esen es en ambos ex emos de las celdas de ex acción, és as puede cub i se con il os de celulosa [3, 14, 15, 17, 20] o de ib a de id io [21], o con una pequeña can idad de Celi a [22]. Como ya se adelan ó an es, ambién es ecomendable ellena el olumen mue o de la celda con ma ices ine es [1]. 3. Se puede ope a en dos modos: p e-calen amien o (p ehea ) o p e-llenado (p e ill). En el p ime caso, 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. T anscu ido el iempo pe inen e, el disol en e se in oduce en la celda y el p oceso de ex acción comienza. En el segundo caso, la celda se llena con el disol en e y solo después se ca ga en el ho no. El modo de p e-llenado pe mi e la eliminación de ai e in e s icial y e i a la deg adación de compues os ácilmen e oxidables. Po es e mo i o, ambién se aconseja desgasi ica a los disol en es an es de la ex acción. Es e modo de p e-llenado es ecomendable pa a la ex acción de compues os e molábiles. 4. El p oceso de ex acción puede ealiza se en modo es á ico o en modo dinámico. El modo es á ico comienza calen ando la celda con la mues a has a una empe a u a ap opiada du an e un iempo de equilib io (ap oximadamen e 5 min) y iene seguido del p oceso de ex acción es á ico. I. INTRODUCCIÓN 91 Es e p oceso se puede epe i a ias eces si en una sola e apa se ob ienen bajas ecupe aciones. El modo dinámico se puede asimila a la HPLC lle ada a cabo a empe a u as ele adas, en donde el empaque amien o de la columna se eemplaza po la mues a. Aunque de es a mane a se mejo a la ans e encia de masa, es e ipo de ex acción apenas se u iliza, p incipalmen e debido al ele ado consumo de disol en e en compa ación con el modo es á ico. 5. T as la ex acción, el ex ac o se ans ie e al ial colec o y la mues a y los ubos conec o es se enjuagan con a ias po ciones de disol en e nue o ( lush). A con inuación odo el sis ema se pu ga con ni ógeno p esu izado (1-2 min). El obje i o de es os dos pasos es, po una pa e, el de elimina en la medida de lo posible odos los esiduos de la mues a pa a así mejo a la ecupe ación del anali o y, po o a pa e, el de p epa a al sis ema pa a el siguien e p oceso de ex acción. [7] 4.5 PARÁMETROS QUE AFECTAN A LA EFICACIA DEL PROCESO 4.5.1 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA La empe a u a es el pa áme o más impo an e de los u ilizados en PSE. Su e ec o ya se ha explicado con p o undidad en la sección an e io . Cuando se desa olla un nue o mé odo, se suele comenza abajando a 100 ºC o, si los anali os ienen un pun o de deg adación é mica conocido, se suele comenza a 20 ºC po debajo de dicho ni el. La mayo ía de las aplicaciones de PSE ope an en el ango de 75 a 125 ºC, siendo 100 ºC la empe a u a es ánda pa a odas las aplicaciones medioambien ales, excep o pa a las dioxinas. [23] 4.5.2 PRESIÓN Como ya se ha explicado an es, el p incipal mo i o de abaja a p esiones ele adas es el de man ene los disol en es en es ado líquido cuando se encuen an a empe a u as po encima de sus pun os de ebullición y el de hace que los luidos se 4. PSE 92 mue an ápidamen e a a és del sis ema. En gene al, los cambios en la p esión de abajo ienen un impac o muy pequeño en las ecupe aciones y, po an o, no se conside a un pa áme o expe imen al c í ico. La mayo ía de las ex acciones se lle an a cabo a p esiones en e 1000 psi (7 MPa) y 2000 psi (14 MPa), siendo 1500 psi (10 MPa) la p esión es ánda [23]. Sin emba go, en aplicaciones con mues as húmedas o ma ices muy adso ben es una p esión al a puede mejo a la e icacia de la PSE o zando la en ada del disol en e o gánico en los po os de la ma iz [24]. 4.5.3 DISOLVENTE Pa a consegui una ex acción e icien e, lo ideal es que el disol en e solubilice a los anali os dejando in ac a la ma iz de la mues a. Pa a ello, la pola idad del disol en e de ex acción debe se simila a la de los compues os a ex ae . Cuando se quie e ex ae un amplio ango de clases de compues os se suele ecu i a la mezcla de disol en es de di e en e pola idad. Además, se debe ene en cuen a la compa ibilidad con las écnicas analí icas pos e io es a la ex acción, la necesidad de la concen ación del ex ac o ( ola ilidad del disol en e), así como el cos e del disol en e [23]. En PSE se pueden u iliza una g an a iedad de disol en es, excep o aquellos con una empe a u a de au oignición en e 40-200ºC (p.ej. disul u o de ca bono, é e die ílico, 1,4-dioxano). Además, las bases y los ácidos ue es ambién se deben e i a pues o que son co osi os [8]. En gene al, la ans e encia de las condiciones de ex acción desde los mé odos con encionales a PSE no equie e del cambio de disol en e; es más, PSE pe mi e incluso el uso de disol en es que no son e ec i os en los mé odos con encionales. No obs an e, la ex acción de mues as sólidas medioambien ales (suelos, sedimen os, e c.), que consis en en mezclas complejas de di e en es especies y a di e en es ni eles de concen ación, es una a ea complicada. Y es que a p esiones y empe a u as ele adas el p oceso de ex acción anscu e más ápidamen e; pe o la selec i idad disminuye pues o que no sólo se solubilizan los anali os, sino que ambién puede conduci a la solubilización de o os componen es de la ma iz que, de a a se de una ex acción con encional, pe manece ían insolubles. Po ello, a menudo, en las ex acciones po PSE de mues as medioambien ales, en e o as, es di ícil consegui una buena selec i idad. [7] I. INTRODUCCIÓN 93 4.5.4 NÚMERO DE CICLOS El uso de ciclos es á icos se desa olló pa a in oduci disol en e nue o du an e el p oceso de ex acción, lo cual ayuda a man ene un equilib io de ex acción a o able. Se ha comp obado que las ex acciones de a ios ciclos son especialmen e ú iles pa a mues as con una ele ada concen ación de los anali os o pa a ma ices de di ícil pene ación. [23] 4.5.5 TIEMPO DE EXTRACCIÓN Los iempos de ex acción en PSE son muy co os en compa ación con los de las écnicas con encionales de ex acción sólido-líquido. A menudo 5 min son su icien es, al y como se ecomienda en el mé odo EPA 3545 [6]. En cie as ma ices, los anali os pueden es a e enidos den o de los po os u o as es uc u as. En es os casos, el inc emen o del iempo de ex acción puede pe mi i la di usión de es os compues os hacia el disol en e de ex acción. El e ec o del iempo de ex acción siemp e se debe e alua en conjunción con el núme o de ciclos, con el obje i o de consegui una ex acción comple a de la o ma más e icien e posible. [23] 4.6 ETAPAS DE LIMPIEZA Aún cuando se lle a a cabo una buena op imización de los pa áme os de ex acción con el obje i o de consegui un mé odo de PSE selec i o, o os componen es de la ma iz de ele ado peso molecula (lípidos, pigmen os, esinas, e c.) pueden es a p esen es en el ex ac o. Es os componen es deben se eliminados an es del análisis inal, pa a así minimiza los e ec os ad e sos en la de ección de los compues os de in e és. Pa a la eliminación de dichos compues os in e e en es se han desa ollado di e en es p ocedimien os de limpieza. A menudo, es as in e e encias se eliminan en e apas de limpieza pos e io es a la ex acción, siendo los p ocedimien os más comunes aquellos que incluyen el uso de columnas de adso ción o de la c oma og a ía de pe meación en gel (GPC). T adicionalmen e, las columnas de 4. PSE 94 adso ción con alúmina [25], sílica gel [20], ca bón no-po oso g a i izado [26] y Flo isil [27] se han aplicado a mues as g asas en las que es necesa io elimina los lípidos co-ex aídos. Pa a la eliminación des uc i a de lípidos y de o os compues os oxidables de mues as alimen a ias y biológicas, ambién se han empleado columnas de sílica gel imp egnadas de ácido sul ú ico [28]. Sin emba go, la GPC es cada ez más popula [12, 20], p incipalmen e po que se puede au oma iza con acilidad. No obs an e, la limpieza de mues as g asas es a menudo muy ediosa y la ga y, en ocasiones, es necesa ia más de una e apa pa a consegui la eliminación de los lípidos (p.ej. GPC y columnas de sílica [14, 20], columnas de sílica gel imp egnadas con ácido sul ú ico y columnas de alúmina [29], e c.). Con el obje i o de e i a la limpieza exhaus i a de los ex ac os p e ia al análisis y de inc emen a las posibilidades de au oma ización, ambién se han desa ollado p ocedimien os de limpieza in si u. En es os casos, la selec i idad de la PSE se puede mejo a añadiendo un adso ben e ap opiado a la celda de ex acción, pa a lle a así a cabo una e apa simul ánea de limpieza. Así, en el caso de mues as g asas, la eliminación in si u de los lípidos se puede consegui añadiendo a las celdas adso ben es como Flo isil [30], alúmina [31] o sílica gel imp egnada con ácido sul ú ico [28]; de es a mane a se e i a que los lípidos y o os ma e iales co- ex ac ables lleguen al ex ac o. Dicho plan eamien o inc emen a la elocidad de p epa ación de la mues a eliminando, i ualmen e, la necesidad de una e apa pos e io de limpieza de los ex ac os y educiendo el consumo o al de disol en e [24]. Cuando el obje i o es la ex acción de especies pola es, o a mane a de minimiza la co-elución de in e e encias de la ma iz consis e en la aplicación de una PSE p e ia con un disol en e no-pola pa a así elimina los compues os hid o óbicos p esen es en la mues a (g asas, esinas, acei es, clo o ilas, e c.) an es de la ex acción de los compues os de in e és [31, 32]. 4.7 APLICACIONES DE LA PSE AL ANÁLISIS DE PESTICIDAS O iginalmen e, el uso de la PSE se cen ó en la ex acción de con aminan es ambien ales p esen es en suelos, sedimen os y esiduos sólidos. Sin emba go, I. INTRODUCCIÓN 95 más ecien emen e, las en ajas de es a écnica se han explo ado en o as á eas como son el análisis de mues as biológicas y alimen a ias. Además, exis en múl iples aplicaciones de la PSE en la de e minación de pes icidas, pues o que es a écnica pe mi e la ex acción simul ánea de pes icidas con pola idades muy di e en es. 4.7.1 ANÁLISIS DE SUELOS, SEDIMENTOS Y LODOS La mayo ía de los mé odos de PSE desa ollados pa a la de e minación de pes icidas en suelos [4, 5, 11, 21, 33-41], sedimen os [42-44] y esiduos sólidos [45-47] equie en el secado, la homogeneización y, en algunos casos, el amizado de la mues a. Tal y como se mencionó an es, la educción del amaño de pa ícula puede con ibui a una mayo e icacia de la ex acción como consecuencia del mejo con ac o en e el disol en e y las pa ículas de la mues a. No obs an e, la necesidad de pul e iza la mues a pa a ob ene una mues a ep esen a i a es á p incipalmen e de e minada po el amaño de mues a u ilizado en los expe imen os. En gene al, se manejan amaños de 1-2 g pa a el caso de mues as de pol o o ceniza, y de 1-5 g pa a suelos y sedimen os. Sin emba go, ambién se han publicado p ocedimien os en los que se manejan can idades mayo es (10-20 g) [4, 34, 41, 42] o meno es (0,2 g) [5]. Pa a consegui ex ac os lib es de in e e encias se ha ecu ido an o a p ocedimien os de limpieza a pos e io i median e SPE [38, 40, 44], como a limpiezas in si u inco po ando de e minados adso ben es en celda como po ejemplo Flo isil [37] o alúmina [43]. En ocasiones, la in oducción de adso ben es en la celda no ha sido su icien e y se ha necesi ado una e apa de limpieza adicional (p. ej. SPE con Flo isil [4]). También se han publicado abajos en los que los ex ac os de mues as sólidas medioambien ales se han pu i icado u ilizando dos e apas de limpieza a pos e io i (GPC y SPE [42], pa ición del ex ac o PSE con hexano y dSPE [47]). 4.7.2 ANÁLISIS DE MUESTRAS BIOLÓGICAS Y ALIMENTARIAS La PSE se ha aplicado an o a mues as ege ales [3, 15-18, 20, 48-55] como a mues as de ejidos animales [12, 14, 27, 56, 57]. Al igual que se ha obse ado pa a el caso de las mues as sólidas medioambien ales, en gene al se equie e el 4. PSE 96 secado y la homogeneización de la mues a. Los esiduos de pes icidas es án a menudo p esen es en alimen os no-g asos, como u a, e du as o alimen os basados en ce eales, que p esen an un con enido de agua medio o al o. En gene al, el secado de es as mues as se lle a a cabo median e la adición di ec a de un agen e de secado como el sul a o sólido, la ie a de dia omeas o la celulosa. En de e minadas aplicaciones, la ex acción de pes icidas median e PSE empleando agua como disol en e ambién es una opción ap opiada [54, 55]. El p oblema de la co-ex acción de in e e encias, que puede da luga a la ob ención de ex ac os u bios o lige amen e colo eados, se ha sol en ado inco po ando p ocedimien os de limpieza a pos e io i que a menudo ambién si en como e apas de p econcen ación de los anali os como la ex acción líquido-líquido (LLE) [55], la c oma og a ía de pe meación en gel (GPC) [3, 50], la ex acción en ase sólida (SPE) [27, 54], la mic oex acción en ase sólida (SPME) [53, 57], o la ex acción po so ción con ba as magné icas agi ado as (s i -ba so p i e ex ac ion, SBSE) [53]. Po o o lado, ambién se han u ilizado p ocedimien os de limpieza in si u [49, 58]. BIBLIOGRAFÍA [1] Rich e , B.E.; Jones, B.A.; Ezzell, J.L.; Po e , N.L. Accele a ed sol en ex ac ion: A echnique o sample p epa a ion. Anal. Chem. 1996, 68, 1033- 1039. [2] Mendiola, J.A.; He e o, M.; Ci uen es, A.; Ibañez, E. Use o comp essed luids o sample p epa a ion: Food applica ions. J. Ch oma og . A 2007, 1152, 234- 246. 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[4] La biodeg adación y la o odeg adación son los p incipales p ocesos de deg adación medioambien ales. La o odeg adación puede ene luga en la a mós e a o en la supe icie del suelo o del agua. Uno de los ac o es a ene en cuen a en es e ipo de p ocesos es la in ensidad de la adiación UV que, a su ez, depende de a ios ac o es: época del año, ho a del día, la i ud, al u a sob e el ni el del ma , p esencia de nubes, amaño del aguje o de la capa de ozono, e c. [5] Muchos pes icidas son suscep ibles a la o o ans o mación pues o que sus es uc u as con ienen ecuen emen e g upos c omó o os que abso ben luz a longi udes de onda en la egión UV y isible del espec o sola . Los g upos po encialmen e c omó o os incluyen a los enlaces insa u ados (p. ej. N=O, C=S, N=N, C=C-C=C) y es uc u as de anillos a omá icos [2]. An es de que la o odeg adación alcance el pun o inal, se o man p oduc os in e medios de deg adación de los compues os p ima ios. La iden i icación de es os o op oduc os in e medios es de g an impo ancia ya que es posible que posean una oxicidad pa a de e minados se es i os más ele ada que los compues os de los que p oceden [5]. Figu a I.5.2 Des ino de los pes icidas en el suelo. [4] I. INTRODUCCIÓN 105 5.3 APLICACIONES TÉCNICAS DE LOS PROCESOS DE FOTODEGRADACIÓN El uso domés ico de insec icidas y la ac i idad indus ial asociada, que a ec a pa icula men e a países desa ollados, gene a g andes can idades de aguas esiduales. El depósi o di ec o de aguas esiduales en los canales na u ales iene un impac o conside able en el medioambien e. Es o, jun o con la necesidad de es i ui es a agua pa a nue os usos, hace esencial la pu i icación de las aguas esiduales pa a consegui el g ado de calidad deseado [6]. Los desa ollos en el dominio del a amien o químico del agua pa a su limpieza han conducido a una mejo a de los p ocedimien os de deg adación oxida i os de compues os o gánicos disuel os o dispe sos en el medio acuá ico median e la aplicación de mé odos ca alí icos y o olí icos. És os gene almen e se conocen como P ocesos de Oxidación A anzados (Ad anced Oxida ion P ocesses, AOPs) [7]. En es os p ocesos la adiación ul a iole a (UV) se u iliza pa a el a amien o de aguas con aminadas con compues os o gánicos. La g an mayo ía de las aplicaciones u ilizan lámpa as de me cu io de media p esión, debido a su g an po encia po debajo de 300 nm. Nume osos con aminan es químicos abso ben adiación UV a es as longi udes de onda y, po lo an o, pueden expe imen a una o ólisis di ec a e icien e. Un a amien o al e na i o es la combinación de luz UV con pe óxido de hid ógeno lo que p oduce un ue e oxidan e como son los adicales hid oxilo. Es e úl imo p oceso es ú il cuando el con aminan e de in e és no posee un c omó o o adecuado o iene un endimien o cuán ico pa a la o ólisis di ec a bajo [8]. 5.4 CINÉTICA DE LOS PROCESOS DE FOTODEGRADACIÓN Habi ualmen e, los p ocesos de deg adación se pueden desc ibi median e ecuaciones de p ime o den [5]. Las ciné icas de deg adación de p ime o den se exp esan median e la ecuación I.5.1: kCd dC -= (ecuación I.5.1) 5. FOTODEGRADACIÓN 106 donde C es la concen ación de compues o deg adado en el iempo y k es la cons an e de elocidad de p ime o den. Si se in eg a la ecuación I.5.1 se ob iene que: k 0 eCC( ) - = (ecuación I.5.2) De la ecuación I.5.2 se deduce que la concen ación de compues o es una unción exponencial del iempo de deg adación. Si se aplican loga i mos a ambos lados de la ecuación I.5.2: k Cln) (Cln - 0 = (ecuación I.5.3) Po lo an o, si se es á conside ando la o odeg adación de un compues o y és a sigue una ciné ica de p ime o den, el loga i mo nepe iano de la concen ación se á una unción lineal del iempo de i adiación (ecuación I.5.3). El iempo de ida media ( 1/2 ) se de ine como el iempo que a da la concen ación inicial de un compues o en educi se a la mi ad de la concen ación inicial. Se a a de un pa áme o muy ú il a la ho a de compa a ciné icas de o odeg adación y, a pa i de la ecuación I.5.3, se ob iene que: (ecuación I.5.4) 5.5 TÉCNICAS Y PROCEDIMIENTOS PARA ESTUDIAR EL COMPORTAMIENTO FOTOQUÍMICO DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS En gene al, los es udios de o odeg adación se lle an a cabo en a ias e apas: 1. I adiación de la mues a que con iene los anali os a es udia , habi ualmen e con lámpa as UV, simulado es sola es, o luz sola na u al. k/ln k ClnlnCln k Cln)/Cln( /CC / / / 2= =2 =2 2= 21 2100 2100 0 -- - I. INTRODUCCIÓN 107 2. Ex acción de los anali os y de sus o op oduc os. Lo no mal es que las concen aciones de los p oduc os de deg adación sean muy bajas, po lo que es necesa io p e-concen a la mues a o aisla los o op oduc os, habi ualmen e median e ex acción líquido-líquido (LLE) [9, 10] o ex acción en ase sólida (SPE) [11-13]. En algunos casos ambién se ha u ilizado la SPME como p ocedimien o de ex acción [9, 14-16]. 3. De e minación y análisis del compues o de pa ida y de los p oduc os que se puedan habe o mado. En la mayo ía de los casos, la iden i icación se lle a a cabo median e GC-MS o LC-MS. Una de las écnicas más u ilizadas en los es udios clásicos de o odeg adación es la LLE. Sin emba go, es e p ocedimien o aca ea a ias des en ajas: 1. la sensibilidad no siemp e es su icien e pa a de ec a los o op oduc os que se pueden gene a a concen aciones muy bajas, 2. po eso, habi ualmen e, se equie en a ias e apas de p e-concen ación, inc emen ando la du ación y el edio del análisis, así como la posibilidad de come e e o es, además 3. aumen an las posibilidades de pe de algún o op oduc o, y 4. ecuen emen e se equie e el uso de disol en es o gánicos, dañinos pa a el medioambien e y pa a el ope ado . Con el obje i o de e i a alguna de es as des en ajas, LLE ha sido eemplazada po la SPE. No obs an e, es a me odología ambién implica un p ocedimien o mul ie apa; po an o, la du ación de cada análisis y la posibilidad de que se p oduzcan pé didas de o op oduc os son oda ía ele adas. Algunas de es as des en ajas se pueden e i a u ilizando la mic oex acción en ase sólida (SPME) como écnica de ex acción y p econcen ación. Y es que, compa ada con las écnicas de p epa ación de mues a adicionales, la SPME se ca ac e iza po se una al e na i a ápida, sensible y económica. Además, la SPME sigue las endencias de la química e de [17] pues o es un p ocedimien o espe uoso con el medioambien e ya que no equie e el uso de disol en es o gánicos. 5. FOTODEGRADACIÓN 108 5.6 FOTO-SPME En los es udios de o odeg adación ealizados en es a Tesis, se ha aplicado la SPME al es udio de la o odeg adación de a ios pi e oides, pe o no sólo se ha u ilizado como écnica de ex acción, si no ambién como sopo e o ma iz de es os es udios. En la o o-SPME, o o odeg adación en ib a, la i adiación se p oduce después de la ex acción, es deci , cuando los compues os que se p e ende es udia se encuen an abso bidos en el ecub imien o de la ib a [18]. Lo no edoso de es a idea, su gida en nues o labo a o io de in es igación, es que los o op oduc os se gene an in si u en la p opia ib a y és a es inmedia amen e inse ada en el pue o de inyección del sis ema c oma og á ico pa a p ocede a la de e minación de los mismos. Es deci , odos los o op oduc os se gene an di ec amen e en la ib a de SPME, po lo que no son necesa ias e apas pos e io es de ex acción y se acili a su iden i icación debido a los ele ados ac o es de concen ación. Po an o, la o o-SPME p esen a una se ie de en ajas que se enume an a con inuación: 1. no equie e el uso de disol en es o gánicos, po lo que se a a de un p ocedimien o espe uoso con el medioambien e; 2. no se equie en e apas de ex acción ediosas, po lo que el iempo necesa io pa a comple a el es udio de o odeg adación de una de e minada sus ancia se educe d ás icamen e; 3. la gene ación de o op oduc os se p oduce en la p opia ib a, po lo que se minimizan las posibles pé didas de los mismos; 4. pe mi e abaja a ni eles de concen ación simila es a los que se encuen an en el medioambien e g acias a la ele ada p e-concen ación de los compues os o gánicos en la ib a de SPME; 5. compa ada con los mon ajes clásicos, la i adiación de la ib a es muy sencilla; además, las educidas dimensiones de la ib a acili an los abajos de campo. I. INTRODUCCIÓN 109 Median e o o-SPME, acoplada con GC-MS, es posible es ablece las ciné icas de o odeg adación de los anali os de in e és, iden i ica los o op oduc os gene ados y es ablece las u as de o odeg adación de los compues os in es igados. Además, ambién es posible es udia la e olución de los p oduc os de deg adación con el iempo de i adiación (ciné icas de o o o mación- o odeg adación). [18, 19] Así, la o o-SPME ha sido aplicada con éxi o al es udio de la o odeg adación de bi enilos policlo ados (PCBs) [20, 21], pes icidas [22, 23], e a dan es de llama [24- 26], agancias sin é icas [27, 28] y iclosán [29-31]. 5.7 FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES En es e apa ado se incluye un es udio c í ico y po meno izado de los escasos abajos publicados has a el momen o ace ca de la o odeg adación de los pi e oides in es igados en es a Tesis. Es impo an e des aca que la mayo ía de los es udios consul ados se han publicado en la década de los ochen a o a p incipios de los no en a. Además, no se han encon ado a ículos e e en es al compo amien o o oquímico de la empen ina y de la ci eno ina, mien as que la in o mación ela i a a la o odeg adación de la ans lu ina y la ci lu ina es bas an e escasa. En muchos de es os abajos, los pi e oides se i adia on bien en disoluciones o gánicas (hexano, me anol, e c.), bien como capas inas (sob e suelo, id io, e c.). Pos e io men e a la e apa de i adiación, se ecu ió habi ualmen e a p ocedimien os analí icos ediosos (p.ej. incluyendo e apas de LLE) así como a écnicas c oma og á icas poco e olucionadas, como la C oma og a ía de Capa Fina (TLC). 5. FOTODEGRADACIÓN 110 5.7.1 INTRODUCCIÓN T es de las u as p incipales de deg adación de los pi e oides po acción de la luz son: up u a del enlace és e , dehalogenación educ i a e isome ización [32]. Los pi e oides c isan ema o y los análogos con g upos dihalogeno inílicos expe imen an la o oisome ización ía un di adical in e medio de mane a que un isóme o indi idual puede da luga a la o mación de mezclas isomé icas 1RS, 3RS, con los ya an icipados cambios en la ac i idad biológica (Apa ado 1.5.5.2 del Capí ulo I). Además de la isome ización, el di adical in e medio puede su i una desp opo ción conduciendo a la o mación de un 3,3-dime ilac ila o o cicla as una ansposición adical o mándose así una lac ona (Figu a I.5.3) [33]. También se obse ó que los pi e oides con un g upo ciano en posición α espec o al enlace és e (p.ej. del ame ina, en ale a o) se o odeg adaban más ápidamen e que los de i ados sin dicho g upo ciano y que, al menos en disol en es o gánicos, la deca boxilación es una u a impo an e de o odeg adación de es os compues os. [34] En o o es udio sob e la o o eac i idad de seis pi e oides (S-bioale ina, eno ina, pe me ina, cipe me ina, del ame ina y en ale a o) y las eacciones a 250 y 300 nm del cis-2,2-dime il-3-(2,2-dihalogeno inil)-ciclop opanoca boxila o de me ilo (X= Cl o B ) en a ios disol en es, se ap eció una di e encia de 3-10 eces en e la eac i idad de la S-bioale ina (que con iene el c omó o o ciclopen enolona, ue emen e abso ben e) y los compues os enoxibencil-sus i uidos. Se obse ó además que en los pi e oides con sus i uyen es dihalogeno inílicos el clo o con e ía una mayo o oes abilidad que el b omo mien as que, a di e encia de lo publicado en [34], el Figu a I.5.3 Ru as de o odeg adación de algunos pi e oides ía di adical in e medio [33]. OR OX X O OR X X O OR X X O OR O OR X X O OR X X O H 3 C CH 3 OR O H 3 C CH 3 O X= Me, Cl, B 1R, 3R 1S, 3S 1S, 3R 1R, 3S I. INTRODUCCIÓN 111 g upo ciano no a ec aba signi ica i amen e a la elocidad de o odeg adación [35]. Los mismos au o es e alua on la sensibilización in amolecula y la o o eac i idad de una se ie de pi e oides de i ados de los ácidos 1-6 y de los alcoholes A-C mos ados en la Figu a I.5.4 [36]. Es os es udios de o odeg adación se ealiza on en disoluciones de benceno (i adiando con λ<310 nm) y en capas inas sob e placas Pe i (i adiando con luz sola ). En la Figu a I.5.5 se mues an las u as o oquímicas p opues as pa a los pi e oides examinados. 5.7.2 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA ALETRINA Chen y Casida obse a on que al expone una capa ina de ans-ale ina sob e id io a una lámpa a sola du an e 8 ho as, es e pi e oide se descomponía ápidamen e pa a da al menos 14 p oduc os, la mayo ía de ellos és e es. La saponi icación de la mezcla de és e es libe ó 16 ácidos (incluyendo el ácido ans-ca bónico) y ce o OR' O O H OR' O R R R= CH 3 , Cl, B OR' O O HO OR' O R H R RO OR' R R O O OH OH O O HO OH O R R HO HO HO O + R= Cl, B R'= C Figu a I.5.5 Ru as o oquímicas p opues as pa a los pi e oides examinados en [36]. Figu a I.5.4 Pa es ácida y alcohol de los pi e oides es udiados en [36]. R RO O O O Cl O O RO O OO O Y X YZ 1 R= CH 3 2 R= Cl 3 R= B 4 5 A B X=Y= H B Cl X= Cl Y= H B Me X= CH 3 Y= H B Me,CN X= CH 3 Y= CN C Y= H Z= C=O C CN Y= CN Z= C=O C OH Y= H Z= CHOH C OAc Y= H Z= CHOC(O)CH 3 6 R= H 6 Me R= CH 3 5. FOTODEGRADACIÓN 112 de i ados esul an es del a aque oxida i o al doble enlace del g upo isobu enilo, así como de i ados del ácido c isan émico en los que el g upo ans-me ilo del isobu enilo se oxidó a alcohol, aldehído y ácido ca boxílico. No ap ecia on isome ización cis- ans, incluso as la i adiación du an e 24 ho as. Pa a la sepa ación y de ección de los o op oduc os emplea on TLC. [37] Po su pa e, Ruzo y col. examina on la o oisome ización y la o ooxidación de la S-bioale ina en disolución (benceno, ace oni ilo:agua, e c.) y como capa ina sob e id io, bajo di e en es condiciones de i adiación (360 nm, luz sola ) y en p esencia o ausencia de sensibilizado es, quenche s y agen es de ans e encia de oxígeno. Como écnicas de sepa ación y de ección emplea on C oma og a ía Gas-Líquido―De ec o de Cap u a Elec ónica (GLC-ECD), TLC, Resonancia Magné ica Nuclea (NMR) y Espec ome ía de Masas con Ionización Química (CI-MS). Obse a on que la bioale ina (1) se descomponía ápidamen e as la exposición a la luz sola de una capa ina sob e id io ( as 3 ho as de i adiación se descompuso un 56% del compues o de pa ida). Los p incipales o op oduc os iden i icados esul a on de la up u a del enlace és e (2), de la oxidación del me ilo del g upo isobu enilo (3), de la asposición di-π-me ano (4, 5), de la epoxidación del doble enlace del g upo isobu enilo (6, 7) y de la isome ización cis/ ans (8) (Figu a I.5.6). La o ólisis con luz sola en disolución du an e 3 ho as condujo a la o mación de la mayo ía de los p oduc os obse ados en ase sólida. La o mación de ácido c isan émico (2) po up u a del enlace és e ue compa able en odos los disol en es pe o se inc emen ó en p esencia de un adical bencilo. La o ólisis di ec a de la bioale ina en benceno bajo adiación UV (360 nm) condujo a los o op oduc os obse ados as la exposición a la luz sola , jun o con can idades aza del de i ado desca boxilado, de los epóxidos cis, y de o os p oduc os mino i a ios. [38] I. INTRODUCCIÓN 113 Kawano y col. expusie on a la luz sola disoluciones de ale ina en que oseno simila es a cie as o mulaciones come ciales. Las écnicas de análisis u ilizadas ue on GC y GC-MS y obse a on la o mación del d- ans-c isan ema o de d- ans- ciclop opil e onilo como o op oduc o de la ale ina. [39] Kimmel y col. expusie on capas inas de ale ina sob e placas Pe i a luz sola y UV, y analiza on los o op oduc os gene ados u ilizando écnicas c oma og á icas (TLC y HPLC-UV) y espec oscópicas (CI-MS y NMR). En ambos casos ob u ie on mezclas simila es de o op oduc os y obse a on la con e sión (0,4%) a de i ados mu agénicos po en es (Figu a I.5.7). Los bajos endimien os ob enidos se a ibuye on, en e o os ac o es, a la ines abilidad de los epóxidos gene ados. [40] Isobe y col. es udia on la o odeg adación de la ale ina (1) u ilizando TLC, MS y NMR como écnicas de de ección. Obse a on que cuando es e pi e oide se Figu a I.5.6 Fo odeg adación de l a bioale in a (1) según [38]. Figu a I.5.7 Ob ención de de i ados mu agénicos po o odeg adación de la ale ina según [40]. O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OH O (1) (8) (7) (4)(3) (6) (2) O OH O O O O (7) O O O (5) O O O ale ina O O O de i ado ciclop opílico O O O mu ágeno ciclop opilepoxi luz luz [O] O 5. FOTODEGRADACIÓN 120 5.7.6 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA DELTAMETRINA Ruzo y col. es udia on la o ólisis de la cis-del ame ina en disolución (me anol, hexano, agua:ace oni ilo) bajo luz UV (290-320 nm). Los p oduc os de deg adación se aisla on median e TLC y GLC y ue on iden i icados po compa ación con es ánda es au én icos u ilizando a ias combinaciones de GLC, TLC, IR, NMR y CI- MS. Las u as de o odeg adación p opues as en es e abajo se mues an en la Figu a I.5.13. Las mezclas de o op oduc os ob enidas ue on más sencillas en hexano que en me anol. La cis-del ame ina (1) expe imen ó isome ización, deca boxilación, y deb ominación, dando luga a los compues os (2), (3), y (4), espec i amen e. La up u a del enlace és e ambién ue una u a de o odeg adación impo an e. En me anol y hexano, los p oduc os más impo an es de i ados de la pa e ácida del pi e oide in es igado ue on los ácidos (5) y (7) y, en me anol, ambién los me il és e es (6) y (8). Mien as que en agua:ace oni ilo sólo se ob u o el ácido (5). En cuan o a los compues os (9) y (10), se ob u ie on en can idades mino i a ias. Con espec o a la pa e alcohol de la del ame ina, en hexano y me anol se o ma on (11-16). El o op oduc o mayo i a io en hexano ue (17), que no se de ec ó en me anol. Mien as que en me anol el mayo i a io ue (18), que ampoco se de ec ó en hexano. En ace oni ilo acuoso, el aldehído (16) y el ácido 3- enoxibenzoico ue on los únicos o op oduc os impo an es de la pa e alcohol. [55] Los mismos au o es publica on o o es udio ace ca de la o oquímica de la del ame ina en disolución (me anol, hexano, agua:ace oni ilo) y en ase sólida (como capa ina sob e id io o sílica gel), bajo luz UV (290-320 nm) y luz sola en el que u iliza on las mismas écnicas que las indicadas en el abajo an e io . La Figu a I.5.14 mues a las u as de o odeg adación p opues as pa a el pi e oide in es igado. Obse a on que los o op oduc os gene ados en disolución bajo i adiación UV su gían en gene al de eacciones de up u a del enlace és e , mien as que la mayo ía de aquéllos o mados en ase sólida y en disolución bajo luz sola man enían dicho enlace in ac o. Sugi ie on que los o op oduc os iden i icados podían gene a se como consecuencia de cua o p ocesos o oquímicos (A-D). El p oceso A implica ía la ape u a del anillo ciclop opánico conduciendo a isome izaciones o a la o mación del 3,3-dime ilac ila o (7). El p oceso B in oluc a ía la escisión del enlace és e oxígeno-ca bono bencílico, aunque ambién se pod ían gene a o op oduc os de i ados de la up u a del és e a a és del p oceso D. Finalmen e, el I. INTRODUCCIÓN 121 p oceso C supond ía la deb omación educ i a de la del ame ina o de los o op oduc os (9) y (11). Bowman y Ca pen e es udia on la o odeg adación de la del ame ina en disolución acuosa a pH 5. Vie on que al expone la disolución a luz sola a i icial se inducía la deg adación de la del ame ina y que el p incipal o op oduc o e a el ácido 3- enoxibenzoico. Calcula on una ida media de 47,7 días pa a el sis ema no- sensibilizado, pe o és a se edujo a 4,03 días cuando se sensibilizó con un 1% de ace ona [57]. Po o a pa e, Magui e es udió la isome ización química y o oquímica de la del ame ina median e c oma og a ía líquida de al a esolución qui al-de ec o a ay de diodos (HPLC-DAD). Obse ó que en agua na u al y en la oscu idad, la del ame ina (el isóme o cis-[ α S, 1R]) expe imen aba una isome ización cis/ ans conduciendo a la o mación del isóme o cis-[ αS , 1S], que es inac i o hacia los a ones y los insec os. Sin emba go, io que la i adiación con luz sola de la del ame ina como capa ina (sob e hojas de pa a a), en agua na u al y en hexano an sólo e a una e apa pa cial de de oxi icación, pues o que aunque se o maban los isóme os cis- [ α S, 1S] y ans-[ α S, 1S] inac i os, ambién se o maba el isóme o ans-[ α S, 1R], que e iene algo de ac i idad hacia a ones e insec os, aunque menos que la del ame ina de pa ida [58]. 5. FOTODEGRADACIÓN 122 Figu a I.5.13 P incipales u as de o odeg adación de la del ame ina (1) p opues as en [55]. B B O O H CN O O O H CN A B B B B H CN A B HO O H CN A A = O p ocesos "jaula" h B B O O H CN A B B O OH B B O OCH 3 B HO OH B HO OCH 3 A CH 2 CN A CH- CN 2 A CH 2 - 2 A CH 2 CHA B B O O H CN A B B O H B B HO H CN A A H O A NC O A H 3 CO O (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (11) (12) (13) (14) CN (9) (10) (15) (16) (17) (18) I. INTRODUCCIÓN 123 B B O O H CN O (1) B B O O H CN A B B O H B B OCH 3 OCH 3 B B O O H CN A B B O OH B B O OCH 3 B HC O OH B HC O OCH 3 O OCH 3 B B B B H CN A A = O B B O O H CN A B B B B HO H CN A A NC O A H 3 CO O A HO O A H O CHA OCH 3 H 3 CO A CH 2 CN A CH- CN 2 A CH 2 - 2 A CH 2 CHA CN B B O O H CN O B B O O H CN A O O H CN A B B O O H CN A B B O O H CN A ·CB B · O O H CN A B H O O H CN A H B O O H CN A (14) (15) (12) (11) (13) (10) (9) (26) (25) (24) (23) (2) (8) (4) (7) (5) (6) (3) (19) (20) (18) (22) (16) (17) (21) o D A B C C A C Figu a I.5.14 P incipales u as de o odeg adación de la del ame ina (1) p opues as en [56]. 5. FOTODEGRADACIÓN 124 5.7.7 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DEL FENVALERATO Holms ed y col. es udia on la o ólisis del en ale a o (Pyd in) en a ios disol en es (hexano, me anol, ace oni ilo:agua) bajo luz a i icial (λ> 290 nm), y como capa ina sob e id io o algodón bajo luz sola . Como écnicas de anáisis u iliza on GLC- MS, MS, IR, TLC y 1 H NMR. En la Figu a I.5.15 se mues an las u as de o odeg adación p opues as pa a es e pi e oide. El Pyd in deca boxilado (2), el compues o (3) y el díme o (15) se de ec a on en los es disol en es. No se ob u o como o op oduc o ningún compues o que conse a a el enlace és e , y el p oduc o mayo i a io ue el Pyd in deca boxilado (2). Los compues os (4), (8), (13) y (14) se obse a on sólo en hexano o me anol. El 3- enoxibencilcianu o (9) y los díme os (10) y (11) sólo se de ec a on en hexano, mien as que el compues o (6) sólo se encon ó en me anol. Los o op oduc os que sólo se ob u ie on en ace oni ilo:agua ue on (12), (5) y (16). Finalmen e, (7) y (17) no se obse a on en los es udios ealizados en disolución. En los expe imen os ealizados en capa ina se de ec a on muchos de los o op oduc os iden i icados en disolución, pe o los ni eles de o op oduc os gene ados sob e algodón ue on muy bajos. Además, ie on que dos de los p oduc os de deg adación (4 y 9) mos aban alo es de LD 50 pa a los a ones de 22 y 105 mg/kg, espec i amen e, y que po lo an o e an conside ablemen e más óxicos que el en ale a o (LD 50 >500 mg/kg). [59] Figu a I.5.15 Ru as de o odeg adación p opues as pa a el en ale a o (P yd in) según [59]. Cl O O CN O Cl O O CN O Cl O O CN O Cl A CN A CN O A = Cl Cl O OH A CH 2 CN A CH CN 2 A CH 2 2 A CN O A CN OH A H OH A OH O A CH 3 O A H O Cl Cl Cl 2 Cl OH Cl O AB Pyd in (1) 1a 1b (2) (3) (4) (5) (6) (8) (8a) (7) (13) (14) (15) (16) (17) (13a) (12) (9) (10) (11) I. INTRODUCCIÓN 125 Takahashi y col. obse a on que al expone a la luz sola (en o oño) disoluciones de [2S, α S]- en ale a o en agua des ilada, és e se descomponía con una ida media de ap oximadamen e 10 días. Vie on que es e pi e oide se deg adaba a a és de di e en es u as incluyendo la deca boxilación, la hid a ación del g upo ciano (CN) a g upo ca bamoílo (CONH 2 ), la hid ólisis del g upo amida (CONH 2 ) a g upo ca boxilo (COOH) y la up u a del enlace és e y del enlace é e del di enilo [60]. Po o o lado, Ka agi y col. compa a on la o odeg adación de dos isóme os del en ale a o, sob e suelo y bajo luz sola na u al. Ambos isóme os se descompusie on con idas medias simila es de 1,4-2,4 días y de 1,1-2,5 días. Como u as de deg adación se obse a on la hid a ación del g upo CN a g upo CONH 2 con la subsiguien e hid ólisis a g upo ca boxilo, la up u a del enlace és e y la deca boxilación. También se de ec ó la isome ización del insec icida. No se ap ecia on di e encias signi ica i as en lo que espec a a las u as de o odeg adación en e ambos isóme os. [61] Po o a pa e, Mikami y col. es udia on la o odeg adación del en ale a o en agua y en suelo. El en ale a o se expuso a la luz del sol en disoluciones muy diluidas en agua des ilada, en ace ona acuosa al 2%, en agua de ío o en agua de ma , y en odos los casos se obse ó una ápida deg adación con idas medias de ap oximadamen e 4 días en e ano, y de 15 días en in ie no. Uno de los p incipales o op oduc os ue el deca boxi- en ale a o, y o os p oduc os impo an es ue on el ácido enoxibenzoico y el ácido 2-(4-clo o enil)-3-me ilbu í ico. Además, ambién se de ec a on pequeñas can idades de α -ca bamoíl-3- enoxibencil-2-(4- clo o enil)-3-me ilbu i a o (CONH 2 - en ale a o), α -ca boxi-3- enoxibencil-2-(4- clo o enil)-3-me ilbu i a o (COOH- en ale a o), 3- enoxibencil cianu o, 3- enoxibencilace amida, ácido 3- enoxi enilacé ico, alcohol enoxibencílico y enoxibenzaldehído. En el mismo abajo se es udió ambién la o odeg adación del en ale a o en suelo y se io que, bajo el sol de o oño, se descomponía con una ida media de en e 2 y 18 días, en unción del ipo de suelo. El p incipal o op oduc o ue el CONH 2 - en ale a o. En pequeñas can idades ambién se ob u o el deca boxi- en ale a o, el análogo del CONH 2 - en ale a o sin g upo enilo, el COOH- en ale a o, el ácido enoxibenzoico y el alcohol enoxibencílico. [62] Ka agi in es igó la o odeg adación del es en ale a o (isóme o [2S, α S] del en ale a o) como capas inas sob e suelo, a cilla o ácidos húmicos, u ilizando una 5. FOTODEGRADACIÓN 126 lámpa a de Xenon (λ>300 nm). HPLC-UV, EI-MS, y TLC ue on algunas de las écnicas de análisis empleadas y las u as de o odeg adación p opues as se mues an en la Figu a I.5.16. Se sugi ió que quizás la o ólisis indi ec a ( eacciones con las especies de oxígeno ac i as) juegue un papel impo an e en la o odeg adación del es en ale a o en es as supe icies. Una de las u as de o odeg adación obse adas ue la hid a ación del g upo ciano de (1) pa a o ma (3), y o a ue la up u a del enlace é e del g upo 3- enoxibencilo ob eniéndose (7). [63] El mismo au o es udió la o odeg adación del es en ale a o en suspensiones de a cilla bajo una lámpa a de xenon (λ> 290 nm). Los o op oduc os p opues os en es e abajo se mues an en la Figu a I.5.17. La epime ización del es en ale a o (1) condujo a la o mación del isóme o (2). Una de las p incipales u as de o odeg adación ue la deca boxilación pa a o ma (3), lo que es á apoyado po el hecho de que se de ec en (8) y (11). O a u a impo an e ue la up u a del enlace és e seguida de una oxidación pa a o ma (10) y de ec ándose (9) como in e medio. También se de ec a on la hid a ación del g upo ciano a amida (4), seguida de la hid ólisis a ácido ca boxílico (5), la hid oxilación en posición 4’ del g upo 3- enoxibencilo (6), y la up u a del enlace é e pa a o ma (7), aunque és as ue on eacciones mino i a ias. [64] Cl O O CN O Cl O O CN O Cl O O CN OH Cl O O CONH 2 O OCN OH OO H O O OH OCN OCONH 2 OCOOH Cl CN O h (·OH) h (H 2 O 2 ) CO 2 hid ólisis (1) (3) (7) (9) (10) (4) (2) (5) Figu a I.5. 16 Ru as de o odeg adación del es en ale a o (1) según [63]. I. INTRODUCCIÓN 127 Sanjuán y col. es udia on la o ólisis de disoluciones de en ale a o en ace oni ilo y en agua (8% de me anol) u ilizando lámpa as de me cu io de baja p esión. De ec a on la gene ación del o op oduc o deca boxilado y, median e la o ólisis de des ello láse , se demos ó que la deca boxilación de es e pi e oide iene luga a a és de adicales bencilo in e medios [65]. Po o o lado, Suzuki y Ka agi examina on la o odeg adación de disoluciones de en ale a o en n-hexano, ace oni ilo, me anol, o ace oni ilo:agua (60:40), bajo una lámpa a de a co de xenon. La iden idad de los p incipales o op oduc os se con i mó po compa ación de los iempos de e ención de HPLC y de los espec os de masas con las co espondien es sus ancias de e e encia. Además, u iliza on un mé odo espec oscópico pa a de ec a los adicales in e medios gene ados como consecuencia de la o ólisis del en ale a o. Se concluyó que la deca boxilación es la u a o olí ica p edominan e bajo las condiciones in es igadas. En la Figu a I.5.18 se mues an las u as o olí icas p opues as pa a el en ale a o en es e abajo. [66] 5.7.8 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DEL FLUCITRINATO Cha opadhyaya y Du eja es udia on la o ólisis del luci ina o (1) en disolución (me anol) bajo luz UV (>290 nm), y como capa ina sob e id io bajo luz UV y ambién bajo luz sola . Como écnicas de sepa ación y de ección emplea on TLC, GLC-ECD, MS, GC-MS, IR y 1 H NMR. Las u as o oquímicas p opues as pa a es e pi e oide se mues an en la Figu a I.5.19. En los expe imen os en me anol se de ec a on los o op oduc os (2)-(10). En los expe imen os en capa ina bajo luz UV se de ec a on (3), (5), (6), (7) y (9), mien as que bajo luz sola se de ec a on (3), (5), (6), (7), (9) y (11). [67] Figu a I.5.17 Fo op oduc os del es en ale a o (1) según [64]. Cl O OO O R 5 Cl O O R 3 OR 4 Cl CN O R 1 R 2 (1) R 1 = CN R 2 = H (2) R 1 = H R 2 = CN (4) R 3 = CONH 2 R 4 = C 6 H 5 (5) R 3 = COOH R 4 = C 6 H5 (6) R 3 = CN R 4 = p-C 6 H 4 OH (7) R 3 = CN R 4 = H (3) (8) R 5 = CH 2 CN (9) R 5 = CHO (10) R 5 = COOH (11) R 5 = CH 2 COOH 5. FOTODEGRADACIÓN 128 Cl OO NC O Cl OO NC OCl NC O NC O Cl Cl OO NC O Cl O NC O Cl OH Cl CHO Cl CHO Cl O Cl OH Cl 2 HO NC O O NC O NC O ONC 2 h h -CO -CO 2 (1) OHC O OHC O PBald PBacid (2) (9) (11) (10) (12) (4) (3) (5) (7) (6) (8) Figu a I.5.18 Ru as o olí ica s p opues as pa a el en ale a o (1) según [66]. I. INTRODUCCIÓN 129 Los mismos au o es es udia on la o ólisis del luci ina o en agua y en suelo bajo luz sola na u al. Vie on que en ambos casos la o ólisis de es e pi e oide seguía una ciné ica de p ime o den. En agua se de ec a on cinco o op oduc os: ácido 2- (4-di luo ome oxi enil)-3-me ilbu anoico (7), ácido m- enoxibenzoico (9), m- enoxibenzaldehído (5), alcohol α -ciano-3- enoxibencílico (6) y alcohol m- enoxibencílico (11); mien as que en suelo los p oduc os de o odeg adación ue on: (RS)- α -ca bamoíl-3- enoxibencil-(S)-2-(4-di luo ome oxi enil)-3-me ilbu i a o, (RS)- α - ca boxi-3- enoxibencil-(S)-2-(4-di luo ome oxi enil)-3-me ilbu i a o, ácido 2-(4- di luo ome oxi enil)-3-me ilbu anoico (7), m- enoxibenzaldehído (5), alcohol m- enoxibencílico (11) y alcohol α -ca bamoíl-3- enoxibencílico ( e algunos de es os o op oduc os en la Figu a I.5.19). [68] 5.7.9 ESTUDIOS DE FOTODEGRADACIÓN DE LA PERMETRINA Holms ead y col. es udia on la o ólisis de la [1RS, ans]- y de la [1RS, cis]- pe me ina en a ios disol en es (hexano, me anol, agua y agua:ace ona) con luz a i icial (λ>290 nm), y en el suelo con luz sola . U iliza on a ias écnicas de sepa ación y de ección (GLC-FID, TLC, 1 H NMR, MS, GLC-MS). Al i adia con luz UV (λ= 290-320 nm), los dos isóme os se descompusie on lige amen e más ápido en F 2 HCO O O CN O F 2 HCO O O CN O F 2 HCO O O CN O F 2 HCO F 2 HCO F 2 HCO 2 F 2 HCO O OH OCN OOH OCN 2 OOH O F 2 HCO O CN OCN O OCN OH OH O AB (1) (1a) (1b) -CO (2a) H· (2) (8) H· (11) (10) (3) (7) -CO 2 H· -H· (6a) (6) (5) (9) hid ólisis (4) Figu a I.5.19 Ru as o oquímicas p opues as pa a el luci ina o (1) según [67]. 2. PESTICIDAS EN PIENSO 232 Tabla IV.2.12 P ecisión, linealidad y lími es de de ección (LODs) y cuan i icación (LOQs) del mé odo p opues o. P ecisión (RSD, %) Linealidad Repe ibilidad Rep oducibilidad Pes icida R 20 ng/g (n=3) 100 ng/g (n=3) 20 ng/g (n=5 d) LOD (ng g-1) LOQ (ng g-1) α -Lindano 0,9996 9,3 5,6 14 0,05 0,17 β-Lindano 0,9998 3,5 4,9 12 0,20 0,67 γ-Lindano 0,9997 7,6 6,2 7,0 0,09 0,30 Te lu ina 0,9994 6,8 9,9 12 0,12 0,40 δ-Lindano 0,9993 6,3 6,6 12 0,10 0,33 Ace oclo o 0,9999 3,6 7,9 3,6 1,8 6,0 T ans lu ina 0,9996 13 3,8 11 0,10 0,33 Alaclo o 0,9988 12 8,7 12 1,8 6,0 Hep aclo o 0,9998 9,8 5,2 14 0,09 0,30 Feni o ion 1,0000 7,2 5,6 6,0 0,09 0,30 Ald ina 1,0000 5,6 6,8 7,0 0,10 0,33 Clo pi i os 0,9997 6,2 6,2 8,7 0,12 0,40 Epóxido de hep aclo o 0,9998 5,6 6,4 4,8 0,09 0,30 Ale ina 0,9999 4,1 5,6 11 0,30 1,0 γ-Clo dano 0,9998 10 5,8 14 0,09 0,30 Endosul án I 0,9998 11 5,8 8,0 0,10 0,33 α -Clo dano 0,9999 8,3 5,9 9,2 0,12 0,40 4,4’-DDE 0,9992 7,3 5,7 11 0,11 0,37 Dield ina 0,9999 8,1 5,9 14 0,11 0,37 End ina 0,9997 5,1 6,5 9,4 0,10 0,33 Endosul án II 0,9998 10 6,8 10 0,09 0,30 4,4’-DDD 0,9994 7,3 6,8 10 0,09 0,30 Aldehído de end ina 0,9999 11 11 20 0,25 0,83 Sul a o de endosul án 0,9998 10 6,8 8,5 0,13 0,43 4,4’-DDT 0,9993 14 6,1 20 0,30 1,0 Ce ona de end ina 0,9999 10 7,5 11 0,12 0,40 Te ame ina 0,9996 11 8,6 8,7 0,80 2,7 Me oxiclo o 0,9999 11 6,1 20 0,70 2,3 λ-Cihalo ina 0,9993 6,9 6,7 8,6 0,24 0,80 Ci eno ina 0,9995 7,8 6,6 12 0,48 1,6 Pe me ina 1,0000 12 5,9 21 1,5 5,0 Ci lu ina 0,9983 3,4 8,2 3,9 1,3 4,3 Cipe me ina 0,9990 10 7,8 10 0,60 2,0 Fluci ina o 0,9993 2,4 8,3 3,0 0,90 3,0 Fen ale a o 0,9996 14 10 11 1,3 4,4 Del ame ina 0,9993 14 5,1 11 1,5 5,0 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 233 La Figu a IV.2.17 mues a el c oma og ama ob enido pa a una mues a de pienso o i icada con odos los pes icidas es udiados a un ni el de concen ación de 20 ng g -1 . Ce ona de end ina λ-Cihalo ina Ci eno ina PCB-166 (su ogado) Pe me ina Ci lu ina Cipe me ina Fluci ina o Fen ale a o Del ame ina Me oxiclo o Te ame ina min 25 26 27 28 29 Hz 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Ce ona de end ina λ-Cihalo ina Ci eno ina PCB-166 (su ogado) Pe me ina Ci lu ina Cipe me ina Fluci ina o Fen ale a o Del ame ina Me oxiclo o Te ame ina min 25 26 27 28 29 Hz 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 min 14 16 18 20 22 Hz 0 1000 2000 3000 4000 α-Lindano β-Lindano γ-Lindano Te lu ina δ-Lindano Ace oclo o T ans lu ina Alaclo o Hep aclo o Feni o ion Ald ina Clo pi i os Epóxido de hep aclo o Ale ina γ-Clo dano Endosul án I α-Clo dano 4,4’-DDE Dield ina End ina Endosul án II 4,4’-DDD Aldehído de end ina Sul a o de endosul án 4,4’-DDT PCB-195 (IS) min 14 16 18 20 22 Hz 0 1000 2000 3000 4000 α-Lindano β-Lindano γ-Lindano Te lu ina δ-Lindano Ace oclo o T ans lu ina Alaclo o Hep aclo o Feni o ion Ald ina Clo pi i os Epóxido de hep aclo o Ale ina γ-Clo dano Endosul án I α-Clo dano 4,4’-DDE Dield ina End ina Endosul án II 4,4’-DDD Aldehído de end ina Sul a o de endosul án 4,4’-DDT PCB-195 (IS) Figu a IV.2.17 C oma og ama PSE-GC-µECD pa a una mues a de pienso (con adición de 20 ng g -1 de los pes icidas in es igados) ob enido siguiendo el mé odo p opues o. 2. PESTICIDAS EN PIENSO 234 2.3.7 ESTUDIO DEL EFECTO MATRIZ Y EVALUACIÓN DE LA EXACTITUD Se lle a on a cabo es udios de ecupe ación aplicando la me odología op imizada a la ex acción de cinco mues as de pienso (A, F-I) con adición de 100 ng g -1 de los pes icidas es udiados. La mues a A ambién se o i icó a un ni el de 20 ng g -1 . El análisis p e io de algunas de es as mues as mos ó la p esencia de algunos de los anali os a ni eles de concen ación in e io es a 10 ng g -1 , y es as concen aciones iniciales se u ie on en cuen a a la ho a de calcula las ecupe aciones. Los esul ados ob enidos se han incluido en la Tabla IV.2.13, de la que se deduce que las ecupe aciones de los compues os in es igados es án, en gene al, comp endidas en e un 70 y un 110%. De nue o, como ocu ió con el mé odo de MSPD, se obse a on ecupe aciones muy bajas pa a el aldehído de end ina (<45%); mien as que la coelución de una in e e encia impidió la cuan i icación de la ale ina en la mues a F. La media de la a iabilidad en e mues as pa a los compues os es udiados es del 9% (RSD), de al mane a que se puede conclui que las a iaciones obse adas en e las di e en es mues as de pienso se pueden a ibui al e o expe imen al. Lo que quie e deci que el mé odo PSE-GC-µECD desa ollado pe mi e la cuan i icación de los pes icidas in es igados en mues as de pienso de di e en e composición. La exac i ud del mé odo ambién se e aluó analizando el ma e ial de e e encia BCR- 115, es deci , el mismo que se u ilizó pa a la alidación del mé odo de MSPD. La Tabla IV.2.14 mues a las concen aciones es imadas y los alo es de ecupe ación pa a los o ganoclo ados es udiados. Pa a γ-clo dano, β-lindano, γ-lindano, 4,4’-DDE, dield ina, endosul án I, end ina y hep aclo o, los alo es ob enidos concue dan con los ce i icados. También se cuan i ica on los pes icidas p esen es en el ma e ial pe o cuya concen ación no es á ce i icada ( α -lindano, ald ina, epóxido de hep aclo o, 4,4’-DDD y 4,4’-DDT). Los esul ados ob enidos pa a es os pes icidas es án al ededo o po debajo del máximo con enido posible de es os compues os en el ma e ial [14]. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 235 Tabla IV.2.13 Recupe aciones de los pes icidas in es igados en di e en es mues as de pienso o i icadas. mues a A F G H I Pes icida 20 ng g -1 100 ng g -1 100 ng g -1 α -Lindano 94 98 93 91 99 90 β-Lindano 86 95 85 90 90 85 γ-Lindano 80 93 91 84 85 90 Te lu ina 73 87 94 70 77 82 δ-Lindano 78 103 79 101 94 88 Ace oclo o 67 91 109 110 91 114 T ans lu ina 74 94 91 85 80 82 Alaclo o 78 101 110 89 96 98 Hep aclo o 71 89 88 75 79 76 Feni o ion 74 101 87 92 103 82 Ald ina 78 90 101 86 86 84 Clo pi i os 78 85 84 80 77 76 Epóxido de hep aclo o 84 90 88 89 87 75 Ale ina 79 86 - 74 78 84 γ-Clo dano 77 86 83 71 73 76 Endosul án I 60 80 85 72 77 72 α -Clo dano 60 74 78 72 73 70 4,4’-DDE 86 92 91 80 81 83 Dield ina 73 83 80 71 72 73 End ina 88 91 85 79 81 81 Endosul án II 86 81 75 72 72 73 4,4’-DDD 74 80 85 81 81 87 Aldehído de end ina 25 31 30 25 44 21 Sul a o de endosul án 68 72 72 72 78 65 4,4’-DDT 114 101 86 81 88 58 Ce ona de end ina 77 82 83 76 82 66 Te ame ina 79 80 100 80 100 81 Me oxiclo o 116 113 100 85 96 67 λ-Cihalo ina 90 93 99 90 94 85 Ci eno ina 94 102 107 98 99 100 Pe me ina 120 107 103 101 100 81 Ci lu ina 95 102 108 103 104 94 Cipe me ina 92 95 107 91 99 101 Fluci ina o 98 101 110 100 105 116 Fen ale a o 119 109 100 107 114 120 Del ame ina 97 106 105 102 109 98 2. PESTICIDAS EN PIENSO 236 Tabla IV.2.14 Validación del mé odo: Análisis de un ma e ial de e e encia ce i icado (BCR-115). *no ce i icado Po lo an o, se demos ó que el mé odo p opues o basado en la ex acción con disol en es p esu izados ambién es ap opiado pa a el análisis de ni eles aza de pes icidas en pienso de ganado. 2.4 ANÁLISIS DE MUESTRAS DE PIENSO REALES Una ez demos ada la alidez de los mé odos MSPD-GC-µECD y PSE-GC-µECD desa ollados pa a la de e minación de ni eles aza de i osani a ios en mues as de pienso, ambos p ocedimien os se aplica on al análisis de mues as eales ecogidas en 23 g anjas de p oduc os lác eos localizadas en Galicia. Algunas de es as mues as se analiza on po GC-MS pa a con i ma los posibles posi i os. En la Tabla IV.2.15 se incluyen las concen aciones es imadas pa a los pes icidas de ec ados en las mues as con algún posi i o. En alguna de las mues as analizadas se de ec a on esiduos de es os pes icidas a ni eles po encima de los MRLs. Así, en las mues as M 2 y U se de ec ó β-lindano a ni eles de 5,7 y 5,6 ng g -1 , espec i amen e, en la mues a K 2 se de ec ó eni o ion a un ni el de 14 ng g -1 , y en la mues a Y se de ec ó clo pi i os a un ni el de concen ación de 71 ng g -1 . El c oma og ama de ion co espondien e a la mues a Y así como el espec o de masas del clo pi i os se mues an en la Figu a IV.2.18. Pes icida Concen ación es imada (ng g -1 ) Recupe aciones (%) α -Lindano* 18,7±1,0 β-Lindano 24,9±1,0 108 γ-Lindano 21,3±1,8 98 Hep aclo o 22,0±3,4 116 Ald ina* 15,1±4,1 Epóxido de hep aclo o* 22,5±5,4 γ-Clo dano 38,6±5,6 80 Endosul án I 30,3±3,3 66 4,4’-DDE 39,9±4,2 85 Dield ina 11,9±0,8 66 End ina 42,5±7,9 92 p,p’-DDD* 43,8±8,6 p,p’-DDT* 35,6±5,4 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 237 Tabla IV. 2 . 15 Concen aciones calculadas d e los pes icidas iden i icados en las mues as de pienso eales con algún posi i o (n.d. no de ec ado). Las mues as deno adas con la(s) misma(s) le a(s) pe o con di e en es subíndices se e ie en a mues as ecogidas en la misma explo ación. Te ame ina n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 1,8 n.d. n.d. n.d. n.d. 17 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. Sul a o de endosul án 3,8 n.d. n.d. n.d. 2,8 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 3,4 n.d. 1,7 n.d. Endosul án II 3,8 n.d. n.d. n.d. 2,5 n.d. 2,4 1,9 2,0 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 2,8 n.d. 2,5 n.d. Endosul án I 3,7 1,3 n.d. 1,3 3,4 n.d. 2,1 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 3,0 1,1 1,8 5,3 Clo pi i os n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 7,9 n.d. n.d. n.d. n.d. 0,2 0,3 n.d. 8,0 n.d. n.d. n.d. 71 Feni o ion 9,3 n.d. 14 n.d. 7,4 n.d. n.d. 4,3 3,9 n.d. 2,6 n.d. n.d. 7,2 n.d. n.d. n.d. n.d. Alaclo o n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 3,4 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. β-Lindano n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 5,7 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 5,6 n.d. n.d. n.d. n.d. concen ación calculada (ng g - 1 ) Aldehído de end ina n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 3,1 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 4,0 n.d. n.d. n.d. n.d. mues a J K1 K2 L M1 M2 N O P Q R S T U V W X Y 2. PESTICIDAS EN PIENSO 238 El clo pi i os se encon ó en o as cua o mues as a concen aciones in e io es (0,2- 8,0 ng g -1 ) y el eni o ion en o as seis (2,6-9,3 ng g -1 ). O os pes icidas obje i o de ec ados a bajos ni eles ue on: aldehído de end ina (3,1-4,0 ng g -1 ), alaclo o (3,4 ng g -1 ), endosul án I (1,1-5,3 ng g -1 ), endosul án II (1,9-3,8 ng g -1 ), sul a o de endosul án (1,7-3,8 ng g -1 ), y e ame ina (1,8-17 ng g -1 ). En la Tabla IV.2.16 se compa an las concen aciones es imadas pa a cada uno de los pes icidas de ec ados en las mues as J e Y u ilizando uno y o o p ocedimien o. De los esul ados incluidos en es a abla se concluye que u ilizando ambas me odologías, MSPD-GC-µECD y PSE-GC-µECD, se ob ienen esul ados equi alen es. Tabla IV.2.16 Análisis compa a i o de las mues as de pienso J e Y u ilizando los mé odos de PSE y MSPD desa ollados en es e abajo (n.d. no de ec ado). Concen ación (ng g -1 ) mues a J mues a Y Pes icida PSE MSPD PSE MSPD Feni o ion 8,7±1,5 9,3±2,0 n.d. n.d. Clo pi i os n.d. n.d. 79±4,9 71±1,6 Endosul án I 3,4±0,6 3,7±0,4 5,7±0,6 5,3±0,1 Endosul án II 3,9±0,7 3,8±0,1 n.d. n.d. Sul a o de endosul án 3,3±0,2 3,8±0,7 n.d. n.d. m/z= 286 + 314 16.4 16.5 16.6 16.7 16.8 16.9 17.0 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 Tiempo (min) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Abundancia ela i a 50 100 150 200 250 300 350 400 m/z 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 97 314 197 125 258 199 286 316 210 Rela i e Abundance m/z= 286 + 314 16.4 16.5 16.6 16.7 16.8 16.9 17.0 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 Tiempo (min) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Abundancia ela i a 50 100 150 200 250 300 350 400 m/z 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 97 314 197 125 258 199 286 316 210 Rela i e Abundance Figu a IV.2.18 C oma og ama de ion (m/z 286+314) ob enido pa a el análisis median e GC-MS de la mues a de pienso Y con aminada con clo pi i os. También se mues a el espec o de masas co espondien e. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 239 En la Figu a IV.2.19 se mues an los c oma og amas ob enidos pa a la mues a J ex aída median e MSPD y PSE. (b) min 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Hz 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 min 16 17 18 19 20 21 22 Hz 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Sul a o de endosul án Endosul án I Endosul án II Feni o ion 8,7 ng/g 3,4 ng/g 3,9 ng/g 3,3 ng/g min 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Hz 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 min 16 17 18 19 20 21 22 Hz 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Sul a o de endosul án Endosul án I Endosul án II Feni o ion 8,7 ng/g 3,4 ng/g 3,9 ng/g 3,3 ng/g min 16 17 18 19 20 21 22 Hz 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Sul a o de endosul án Endosul án I Endosul án II Feni o ion 8,7 ng/g 3,4 ng/g 3,9 ng/g 3,3 ng/g MSPD - GC - µECD PSE - GC - µECD min 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Hz 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 min 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Hz 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 min12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Hz. 200 400 600 800 1000 1200 1400 Endosul an I 4.1 ng/g Endosul an II 3.7 ng/g Sul a o de endosul án 4.5 ng/g Feni o ion 7.4 ng/g min12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Hz. 200 400 600 800 1000 1200 1400 Endosul án I 4,1 ng/g Endosul án II 3,7 ng/g 4,5 ng/g Feni o ion 7,4 ng/g min 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Hz 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 min 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Hz 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 min12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Hz. 200 400 600 800 1000 1200 1400 Endosul an I 4.1 ng/g Endosul an II 3.7 ng/g Sul a o de endosul án 4.5 ng/g Feni o ion 7.4 ng/g min12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Hz. 200 400 600 800 1000 1200 1400 Endosul án I 4,1 ng/g Endosul án II 3,7 ng/g 4,5 ng/g Feni o ion 7,4 ng/g Figu a IV.2.19 C oma og amas (a) MSPD-GC-µECD y (b) PSE-GC-µECD ob enidos pa a la mues a de pienso J con aminada con a ios pes icidas. 2. PESTICIDAS EN PIENSO 240 Po lo an o, an o la dispe sión de ma iz en ase sólida (MSPD) como la ex acción con disol en es p esu izados (PSE) acopladas con la de ección po GC- µECD se han aplicado con éxi o a la de e minación de a ios pes icidas en pienso pa a ganado. Con los mé odos desa ollados se cumplie on los c i e ios más ele an es eque idos pa a un p ocedimien o de ex acción como son bajo consumo de disol en e, co os iempos de p oceso, y posibilidad de au oma ización (en el caso de PSE). Se emplea on es a egias de limpieza in eg adas con el obje i o de simpli ica lo más posible la e apa de p epa ación de mues a y, sólo en el caso de los ex ac os de PSE ob enidos pa a mues as ex emadamen e complejas, se necesi ó una e apa de limpieza a pos e io i basada en la SPE dispe si a u ilizando alúmina como adso ben e. BIBLIOGRAFÍA [1] Aulakh, R.S.; Gill, J.P.S.; Bedi, J.S.; Sha ma, J.K.; Joia, B.S.; Ocke man, H.W. 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Así, se ealiza on una se ie de expe imen os ex ayendo median e DSPME mues as de leche diluidas con agua ul apu a con las siguien es elaciones de dilución: 1:20, 1:10 y 1:5. Los esul ados ob enidos pa a algunos de los pes icidas in es igados se mues an en la Figu a IV.3.3. 0 50 100 150 200 250 300 α-lindano ans lu ina alaclo o hep aclo o ald ina clo pi i os 4,4'-DDE end ina 4,4'-DDT λ-cihalo ina ci lu ina del ame ina Respues a no malizada (%) HSSPME sin dilución HSSPME con dilución 1:10 DSPME con dilución 1:10 Figu a IV.3.2 In luencia del modo de mues eo y de la dilución de la mues a en la SPME de algunos de los pes icidas obje i o en mues as de leche. Las espues as es án no malizadas a las ob enidas en los expe imen os de DSPME con dilución 1:10. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 249 Figu a IV.3.3 In luencia de la elación de dilución en la DSPME de algunos anali os seleccionados. Las espues as es án no malizadas a las ob enidas pa a una dilución 1:5. Se obse ó que, en gene al, las espues as ue on lige amen e mayo es al abaja con la meno dilución (1:5). No obs an e, es e inc emen o de sensibilidad conseguido con una dilución 1:5 no ue demasiado signi ica i o si se compa a con los esul ados ob enidos con una dilución 1:10. Tan solo en el caso del α -clo dano se ap eció un inc emen o no able de la señal al abaja con una elación de dilución 1:5; sin emba go, abajando con una dilución 1:10 se consiguió una elación S/N pa a es e pes icida su icien e ( eniendo en cuen a el MRL de es e compues o en leche, e Tabla I.1.2 de la In oducción). Po o o lado, se obse ó una mejo a signi ica i a en la e icacia de la ex acción pa a el alaclo o y la e lu ina ( e es e úl imo en la Figu a IV.3.3) al abaja con una dilución 1:10 en luga de 1:20. Po an o, eniendo en cuen a es os esul ados y conside ando que ac o es de dilución in e io es pueden educi el iempo de ida de las ib as de SPME e inc emen a los a e ac os c oma og á icos, en los expe imen os sucesi os se abajó diluyendo 1 mL de leche con 9 mL de agua ul apu a ( a io de dilución 1:10). 3.2.1.2 In luencia del olumen de ace ona Tal y como se ha explicado en la In oducción (Apa ado 2.5.6, Capí ulo I.2), la p esencia de po cen ajes ele ados de disol en es o gánicos en agua pueden modi ica la cons an e de dis ibución en e la ib a y la mues a. Dado que las mues as de 0 20 40 60 80 100 120 140 γ-lindano e lu ina ace oclo o hep aclo o epóxido de hep aclo o α-clo dano end ina e ame ina ci eno ina en ale a o Respues a no malizada (%) 1:20 1:10 1:5 3. PESTICIDAS EN LECHE 250 leche se o i ica on adicionando di e en es olúmenes de disoluciones de los anali os en ace ona, se conside ó necesa io demos a que el olumen de ace ona no es un ac o signi ica i o que pudie a a ec a a la ex acción de los pes icidas in es igados. Con es e in, se ex aje on alícuo as de 1 mL de una mues a de leche en e a o i icada (10 ng mL -1 ). Po un lado se analizó una alícuo a sin adición de una can idad de ace ona ex a y, po o o, se analizó o a alícuo a a la que se le adiciona on 100 µL ex a de ace ona. En la Figu a IV.3.4 se ep esen an los esul ados ob enidos en es os expe imen os pa a algunos de los anali os. Se ob u ie on los mismos esul ados independien emen e de si se adicionó o no un olumen ex a de ace ona, pues o que las pequeñas di e encias ap eciadas en e las espues as ob enidas en ambos expe imen os ue on a ibuidas al e o expe imen al. 3.2.1.3 In luencia del iempo de ex acción Pa a in es iga el e ec o del iempo de ex acción se ealiza on una se ie de expe imen os en los que se sume gió la ib a en una mues a de leche en e a (10 ng mL -1 ) diluida du an e 30 y 60 min. Los esul ados ob enidos (mos ados en la Figu a IV.3.5 pa a algunos anali os seleccionados) pe mi ie on conclui que el mues eo du an e 60 min no supone una mejo ía pe cep ible de los esul ados, si és os se compa an con los ob enidos pa a 30 min de ex acción. 0 20 40 60 80 100 120 δ-lindano ald ina ale ina γ-clo dano endosul án I sul a o de endosul án 4,4'-DDT me oxiclo o pe me ina ci lu ina del ame ina Respues a no malizada (%) 0 µl de ace ona 100 µL de ace ona Figu a IV.3.4 In luencia del olumen de ace ona pa a algunos de los pes icidas es udiados. Las espues as es án no malizadas a las ob enidas pa a las mues as de leche sin adición de un olumen ex a de ace ona. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 251 No se e alua on iempos de ex acción in e io es pues o que la du ación del p og ama c oma og á ico es de 34 min y, po lo an o, la posible educción en el iempo de ex acción no implica ía una disminución de la du ación o al del análisis. De mane a que se eligió 30 min como el iempo de ex acción óp imo. 3.2.1.4 In luencia del ecub imien o de la ib a Se ealiza on una se ie de expe imen os a in de elegi qué ni eles del ac o ib a se debe ían inclui en el diseño expe imen al plan eado pa a la op imización del mé odo (Apa ado 3.2.2). Es os expe imen os se ealiza on u ilizando alícuo as de una mues a de leche en e a o i icada a un ni el de 10 ng mL -1 . Los esul ados ob enidos con las di e en es ib as se han ep esen ado en la Figu a IV.3.6. En gene al, pa a los compues os más olá iles (1-27) se ob u ie on mejo es esul ados con las ib as PDMS-DVB y CAR-PDMS, mien as que PDMS ue la ib a menos e icaz. En lo que espec a a los pi e oides menos olá iles (28-35), con las ib as PDMS, PDMS-DVB, CAR-PDMS y PA se ob u ie on espues as simila es, mien as que con CW-DVB los esul ados ue on mucho peo es. Po an o, se concluyó que PDMS-DVB y CAR-PDMS son los ecub imien os más ap opiados pa a el análisis simul áneo de los pes icidas in es igados, dado que con ambas ib as se pudie on Figu a IV.3.5 In luencia del iempo de ex acción pa a algunos pes icidas seleccionados. Las espues as es án no malizadas con espec o a las ob enidas pa a 30 min. 0 20 40 60 80 100 120 β-lindano ans lu ina alaclo o eni o ion clo pi i os epóxido de hep aclo o α-clo dano 4,4'-DDE λ-cihalo ina cipe me ina luci ina o Respues a no malizada (%) 30 min 60 min 3. PESTICIDAS EN LECHE 252 ex ae e icien emen e odos los anali os. De mane a que las ib as de PDMS-DVB y CAR-PDMS ue on las seleccionadas pa a se incluidas en el diseño expe imen al. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Respues a no malizada (%) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Respues a no malizada (%) PDMS PA CAR-PDMS PDMS-DVB CW-DVB Figu a IV.3.6 In luencia del ecub imien o de la ib a en la ex acción de los pes icidas es udiados. Las espues as es án no malizadas con espec o a las ob enidas con la ib a CAR- PDMS: (1) α -lindano, (2) β-lindano, (3) γ-lindano, (4) e lu ina, (5) δ-lindano, (6) ace oclo o, (7) ans lu ina, (8) alaclo o, (9) hep aclo o, (10) eni o ion, (11) ald ina, (12) clo pi i os, (13) epóxido de hep aclo o, (14) ale ina, (15) γ-clo dano, (16) endosul án I, (17) α -clo dano, (18) 4,4’-DDE, (19) dield ina, (20) end ina, (21) endosul án II, (22) 4,4’-DDD, (23) sul a o de endosul án, (24) 4,4’-DDT, (25) ce ona de end ina, (26) e ame ina, (27) me oxiclo o, (28) λ- cihalo ina, (29) ci eno ina, (30) pe me ina, (31) ci lu ina, (32) cipe me ina, (33) luci ina o , (34) en ale a o, (35) del ame ina. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 253 3.2.2 OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE SPME: DISEÑO FACTORIAL Se plan eó un diseño expe imen al con el obje i o de es udia la in luencia de a ios ac o es en el p oceso de SPME y de encon a las condiciones expe imen ales óp imas. Sob e la base de los expe imen os p elimina es, se man u ie on ijas algunas de las condiciones expe imen ales ( ac o de dilución y iempo de ex acción) y se selecciona on 5 a iables pa a de ini el dominio expe imen al: ecub imien o de ib a (A), modo de mues eo (B), agi ación (C), empe a u a de ex acción (D) y adición de NaCl (E). Todos los ac o es se es udia on a dos ni eles ( e Tabla IV.3.1). Tabla IV.3.1 Fac o es y ni eles e aluados median e el diseño expe imen al. Fac o Código Ni el bajo (-) Ni el al o (+) Con inuo Recub imien o de ib a A CAR-PDMS PDMS-DVB No Modo de mues eo B DSPME HSSPME No Agi ación C No Sí No Tempe a u a de ex acción (ºC) D 50 100 Si NaCl (%, m/ ) E 0 20 Si Se desca ó la posibilidad de ealiza un diseño ac o ial comple o (2 5 ), pues o que és e eque i ía la ealización de un ele ado núme o de expe iencias (32). En su luga se plan eó un diseño ac o ial accionado (2 5-1 ). A pesa de que la educción del núme o de expe iencias (de 32 a 16) implica una pé dida de in o mación, el diseño plan eado es de esolución V, lo que signi ica que los e ec os p incipales sólo es án con undidos con las in e acciones de cua o o den o supe io , y que las in e acciones de segundo o den no se con unden en e sí aunque sí con las de e ce o den. Po lo an o, con el diseño plan eado se pudie on es ima an o los e ec os p incipales como las in e acciones de segundo o den, asumiendo que las in e acciones de e ce o den y supe io no ue on signi ica i as. Todos los expe imen os se ealiza on con alícuo as de una mues a de leche en e a o i icada con 25 ng mL -1 de cada pes icida es udiado. Además, en odos los casos se u ilizó un ac o de dilución de 10 y se mues eó du an e 30 min ( al y como se ha jus i icado en el Apa ado 3.2.1). Se u ilizó el p og ama in o má ico S a g aphics-Plus pa a la ob ención de la ma iz de expe imen os ( e Tabla IV.3.2), así como pa a la in e p e ación de los esul ados 3. PESTICIDAS EN LECHE 254 gene ados as in oduci en dicho p og ama los da os ob enidos en los 16 expe imen os. Tabla IV.3.2 Ma iz de expe iencias del diseño ac o ial accionado (2 5-1 ). Expe iencia Recub imien o de ib a Modo de mues eo Agi ación Tempe a u a de ex acción (ºC) NaCl (%, m/ ) 1 CAR-PDMS HSSPME Sí 100 0 2 CAR-PDMS DSPME No 100 0 3 CAR-PDMS DSPME Sí 100 20 4 CAR-PDMS HSSPME No 100 20 5 CAR-PDMS DSPME No 50 20 6 CAR-PDMS HSSPME No 50 0 7 CAR-PDMS DSPME Sí 50 0 8 CAR-PDMS HSSPME Sí 50 20 9 PDMS-DVB HSSPME No 100 0 10 PDMS-DVB DSPME Sí 100 0 11 PDMS-DVB HSSPME Sí 100 20 12 PDMS-DVB DSPME No 100 20 13 PDMS-DVB DSPME No 50 0 14 PDMS-DVB HSSPME No 50 20 15 PDMS-DVB DSPME Sí 50 20 16 PDMS-DVB HSSPME Sí 50 0 Así, el p og ama S a g aphics-Plus p opo cionó, en e o as g á icas, las ca as Pa e o, los g á icos de e ec os p incipales y los g á icos de in e acciones. Es as g á icas se discu en con de alle en las siguien es secciones. 3.2.2.1 Ca as Pa e o y g á icos de e ec os p incipales Pa a una mayo simplicidad en la ep esen ación de los esul ados ob enidos, en las Figu as IV.3.7 y IV.3.8 sólo se mues an las ca as Pa e o y los g á icos de e ec os p incipales ob enidos pa a algunos de los pes icidas es udiados, pe o que se conside an ep esen a i os del compo amien o gene al de odos los anali os. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 255 Figu a IV.3.7 Ca as Pa e o pa a algunos pes icidas seleccionados: (a) endosul án I; (b) α -clo dano; (c) λ-cihalo ina; (d) luci ina o. Figu a IV.3.8 G á icos de e ec os p incipales pa a algunos pes icidas seleccionados: (a) γ-lindano; (b) 4,4’-DDT; (c) α -clo dano; (d) pe me ina. Endosul án I E ec os es anda izados 0 2 4 6 8 10 A BE AC E BD DE D BC B C λ-Cihalo ina 0 2 4 6 8 AB BE DE E A D BC C B E ec os es anda izados Fluci ina o 0 2 4 6 8 A BE BD DE E D BC C B E ec os es anda izados (b)(a) (c) (d) α - Clo dano 0 4 8 12 16 20 A CD AC E CE AD AE DE D BD BC C B E ec os es anda izados Endosul án I E ec os es anda izados 0 2 4 6 8 10 A BE AC E BD DE D BC B C λ-Cihalo ina 0 2 4 6 8 AB BE DE E A D BC C B E ec os es anda izados Fluci ina o 0 2 4 6 8 A BE BD DE E D BC C B E ec os es anda izados (b)(a) (c) (d) α - Clo dano 0 4 8 12 16 20 A CD AC E CE AD AE DE D BD BC C B E ec os es anda izados (a) (b) (c) (d) Pe me ina 63 83 103 123 143 163 Respues a (X 10 2 ) 63 83 103 123 143 163 α-Clo dano 44 64 84 104 124 Respues a (X 10 2 ) 1 1.4 1.8 2.2 2.6 3 3.4 Modo de mues eo Tempe a u a NaCl 1 1.4 1.8 2.2 2.6 3 3.4 γ-Lindano Fib a Agi ación 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4,4’-DDT 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4,4’-DDT Respues a (X 10 4 ) Respues a (X 10 3 ) -- -- - - - --- - - -- ----- - ++ ++ + + + +++ + + +++ ++++ + Modo de mues eo Tempe a u a NaCl Fib a Agi ación NaCl Modo de mues eo Tempe a u a NaCl Fib a Agi ación Modo de mues eo Tempe a u a NaCl Fib a Agi ación (a) (b) (c) (d) Pe me ina 63 83 103 123 143 163 Respues a (X 10 2 ) 63 83 103 123 143 163 α-Clo dano 44 64 84 104 124 Respues a (X 10 2 ) 1 1.4 1.8 2.2 2.6 3 3.4 Modo de mues eo Tempe a u a NaCl 1 1.4 1.8 2.2 2.6 3 3.4 γ-Lindano Fib a Agi ación 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4,4’-DDT 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4,4’-DDT Respues a (X 10 4 ) Respues a (X 10 3 ) -- -- - - - --- - - -- ----- - ++ ++ + + + +++ + + +++ ++++ + Modo de mues eo Tempe a u a NaCl Fib a Agi ación NaCl Modo de mues eo Tempe a u a NaCl Fib a Agi ación Modo de mues eo Tempe a u a NaCl Fib a Agi ación 3. PESTICIDAS EN LECHE 256 Como ya se ha explicado en los capí ulos an e io es, de las ca as Pa e o (Figu a IV.3.7) se puede deduci qué e ec os p incipales o in e acciones ienen una in luencia es adís icamen e signi ica i a (a un ni el de con ianza del 95%) en la espues a de los pes icidas in es igados. Po o o lado, a pa i de los g á icos de e ec os p incipales (Figu a IV.3.8) se ex ae cuál es el ni el de cada ac o que p oduce las espues as más al as. Según se deduce de ambas g á icas, el modo de mues eo (B) ue una de las a iables más impo an es ( e Figu a IV.3.7), con una pendien e nega i a en los g á icos de e ec os p incipales (Figu a IV.3.8), indicando que el mues eo di ec o (DSPME) es el más a o able, incluso pa a los anali os más olá iles. Sólo en el caso de α -lindano, ald ina, e lu ina y pe me ina ( e és e úl imo en la Figu a IV.3.8) el mues eo en espacio de cabeza (HSSPME) condujo a espues as c oma og á icas mayo es. Sin emba go, pa a es os compues os el modo de mues eo no ue una a iable signi ica i a. De las ca as Pa e o y de los g á icos de e ec os p incipales (Figu as IV.3.7 y IV.3.8) se concluyó que la agi ación (C) iene una in luencia posi i a en la e icacia de la ex acción y que, además, es una a iable es adís icamen e signi ica i a pa a odos los pes icidas in es igados. En la SPME, la op imización de la empe a u a de ex acción es muy impo an e dado que es un pa áme o que a ec a an o a la e modinámica como a la ciné ica de la ex acción (Apa ado 2.5.3, Capí ulo I.2). Pa a la mayo ía de los anali os (excep o pa a el 4,4’-DDD, sul a o de endosul án, 4,4’-DDT y me oxiclo o), la empe a u a (D) ue una a iable signi ica i a ( e Figu a IV.3.7) y, en gene al, se ob u ie on mayo es á eas de pico cuando se abajó a 100 ºC (Figu a IV.3.8). En lo que espec a a la adición de sal, és e ue un ac o signi ica i o pa a 20 pes icidas ( e algunos ejemplos en la Figu a IV.3.7). De la in e p e ación de los g á icos de e ec os p incipales (Figu a IV.3.8) se dedujo que el e ec o salino no supone una mejo a de la e icacia de la ex acción pa a ninguno de los anali os y que, en muchos casos, la espues a ue incluso signi ica i amen e in e io al añadi sal. Po an o, se concluyó que la adición de NaCl no a o ece la ex acción de los pes icidas IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 257 es udiados en leche. Es e e ec o nega i o de la adición de sal ambién ue obse ado po o os au o es en es udios an e io es en los que se ex aje on pes icidas de o as ma ices como agua o acei e [12, 13]. Es e compo amien o se pod ía p obablemen e a ibui a la in luencia nega i a de la sal en la ciné ica del p oceso de SPME [14] como consecuencia del inc emen o de la iscosidad y la densidad de la mues a. Finalmen e, el ecub imien o de la ib a (A) sólo ue signi ica i o pa a diez de los pes icidas es udiados (β-, γ- y δ-lindano, hep aclo o, end ina, ace oclo o, alaclo o, ans lu ina, ale ina y λ-cihalo ina). En odos es os casos, las mejo es ecupe aciones se consiguie on al u iliza la ib a PDMS-DVB. 2.2.2.2 G á icos de in e acciones Según se dedujo de las ca as Pa e o, algunas in e acciones (BC, DE y BD) ue on es adís icamen e signi ica i as pa a la mayo ía de los pes icidas es udiados ( e Figu a IV.3.7). En la Figu a IV.3.9 se mues an los g á icos de es as in e acciones pa a cua o de los anali os es udiados. Figu a IV.3.9 G á icos de in e acción pa a algunos pes icidas seleccionados: (a) epóxido de hep aclo o; (b) γ-clo dano; (c) clo pi i os; (d) e ame ina. (a) (b) (c) (d) Epóxido de hep aclo o BC DSPME HSSPME 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Respues a (X 10 3 ) NO SI BC DSPME HSSPME 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 100 50 BD DSPME HSSPME 100 50 DE 50 100 20 0 DE 50 100 20 0 γ-Clo dano BC DSPME HSSPME 0 3 6 9 12 15 Respues a (X 10 3 ) NO SI - BC DSPME HSSPME 0 3 6 9 12 15 NO BD DSPME HSSPME 100 50 BD DSPME HSSPME 100 50 DE 50 100 20 0 DE 50 100 20 0 Clo pi i os BC DSPME HSSPME 0 2 4 6 8 10 12 NO SI Respues a (X 10 3 ) BC DSPME HSSPME 0 2 4 6 8 10 12 NO BD DSPME HSSPME 100 50 BD DSPME HSSPME 100 50 DE 50 100 20 0 DE 50 100 20 0 Te ame ina BC DSPME HSSPME 0 4 8 12 16 Respues a (X 10 3 ) SI NO BC DSPME HSSPME 0 4 8 12 16 NO BD DSPME HSSPME 100 50 BD DSPME HSSPME 100 50 DE 50 100 0 20 DE 50 100 0 20 (a) (b) (c) (d) Epóxido de hep aclo o BC DSPME HSSPME 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Respues a (X 10 3 ) NO SI BC DSPME HSSPME 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 100 50 BD DSPME HSSPME 100 50 DE 50 100 20 0 DE 50 100 20 0 γ-Clo dano BC DSPME HSSPME 0 3 6 9 12 15 Respues a (X 10 3 ) NO SI - BC DSPME HSSPME 0 3 6 9 12 15 NO BD DSPME HSSPME 100 50 BD DSPME HSSPME 100 50 DE 50 100 20 0 DE 50 100 20 0 Clo pi i os BC DSPME HSSPME 0 2 4 6 8 10 12 NO SI Respues a (X 10 3 ) BC DSPME HSSPME 0 2 4 6 8 10 12 NO BD DSPME HSSPME 100 50 BD DSPME HSSPME 100 50 DE 50 100 20 0 DE 50 100 20 0 Te ame ina BC DSPME HSSPME 0 4 8 12 16 Respues a (X 10 3 ) SI NO BC DSPME HSSPME 0 4 8 12 16 NO BD DSPME HSSPME 100 50 BD DSPME HSSPME 100 50 DE 50 100 0 20 DE 50 100 0 20 3. PESTICIDAS EN LECHE 264 3.2.4 ANÁLISIS DE MUESTRAS DE LECHE CON DIFERENTE CONTENIDO GRASO El mé odo desa ollado en es e es udio se aplicó a la ex acción de los pes icidas in es igados de di e en es mues as de leche. En p ime luga se es udia on cua o ma cas di e en es de leche en e a come cial ( es líquidas y una en pol o) con un con enido en g asa comp endido en e el 3,5 y el 3,6%, y una mues a de leche en c udo con un con enido g aso simila (3,7%). Es as mues as, en las que inicialmen e no se encon a on concen aciones de ec ables de los anali os, se o i ica on con los pes icidas es udiados a un ni el de 10 ng mL -1 y se analiza on siguiendo la me odología DSPME-GC-µECD p opues a. Tal y como se mues a en la Figu a IV.3.11, en la que se ep esen an los esul ados ob enidos pa a algunos de los compues os in es igados, no se obse a on di e encias signi ica i as en e las mues as analizadas. De hecho, la a iabilidad obse ada en e mues as se puede a ibui al e o expe imen al. Se deduce po an o que las ecupe aciones de la leche en c udo son equi alen es a las de la leche come cial con un po cen aje de g asa simila . Es os esul ados demues an que es posible u iliza la calib ación ex e na pa a cuan i ica los pes icidas obje i o en mues as de leche ( a ada o en c udo) empleando es ánda es Figu a IV.3.11 In luencia de la ma ca come cial en la ex acción de algunos de los pes icidas in es igados de mues as de leche en e a come cial y compa ación con leche en c udo. Las espues as es án no malizadas a las ob enidas pa a la leche B. 0 20 40 60 80 100 120 140 Fluci ina o Cipe me ina Ci lu ina Te ame ina Ce ona de end ina Hep aclo o Ace oclo o β-Lindano Respues a no malizada (%) LECHE A LECHE B LECHE C LECHE D (EN POLVO) LECHE E (EN CRUDO) IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 265 p epa ados en leche de las mismas ca ac e ís icas en cuan o al con enido g aso (es ánda es milk-ma ched). U ilizando el mismo p ocedimien o de SPME, se analiza on ambién mues as de leche desna ada y semidesna ada o i icadas. En la Figu a IV.3.12 se compa an las espues as ob enidas en es as p uebas pa a algunos de los anali os in es igados. De los esul ados ep esen ados en la Figu a IV.3.12 se deduce que la e icacia de la ex acción es á in e samen e elacionada con el con enido g aso de la leche. En el caso de la leche desna ada (0,3% g asa), las espues as ob enidas ue on has a 17 eces mayo es (del ame ina) que las ob enidas pa a la leche en e a (3,6%); mien as que las di e encias en e la leche en e a y la semidesna ada (1,55% g asa) no ue on an g andes (al ededo de 2 eces mayo es pa a la mayo ía de los compues os). 3.2.5 EVALUACIÓN DE LA EXACTITUD Las ecupe aciones del mé odo se es udia on analizando a ias mues as de leche en e a, es líquidas (A-C) y una en pol o (D), o i icadas a di e en es ni eles de concen ación (10, 15 o 60 ng mL -1 ) y cuan i icadas median e calib ación ex e na Figu a IV.3.12 In luencia del con enido g aso en la ex acción de algunos pes icidas de la leche. Las espues as se han no malizado a las ob enidas pa a leche desna ada. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Del ame ina Fen ale a o Ci lu ina Ci eno ina Me oxiclo o Dield ina γ-Clo dano Ale ina Clo pi i os α-Lindano Respues a no malizada (%) ENTERA SEMIDESNATADA DESNATADA 3. PESTICIDAS EN LECHE 266 u ilizando es ánda es milk-ma ched. En análisis p e ios de es as mues as no se de ec a on ninguno de los anali os. Los esul ados ob enidos, mos ados en la Tabla IV.3.6, pe mi en conclui que en odas las mues as analizadas se ob u ie on ecupe aciones po encima del 80% pa a la mayo ía de los pes icidas. Tabla IV.3.6 Recupe aciones de los pes icidas in es igados en di e en es mues as de leche en e a o i icadas a dis in os ni eles de concen ación. Recupe ación (%) LECHE A (10 ng mL -1 ) LECHE B (60 ng mL -1 ) LECHE C (15 ng mL -1 ) LECHE D (10 ng mL -1 ) α -Lindano 99 88 108 100 β-Lindano 107 94 109 101 γ-Lindano 104 92 109 100 Te lu ina 85 81 113 116 δ-Lindano 92 94 114 96 Ace oclo o 115 98 112 81 T ans lu ina 103 78 96 98 Alaclo o 96 94 109 119 Hep aclo o 101 85 108 101 Feni o ion 106 94 112 96 Ald ina 99 77 97 101 Clo pi i os 102 92 88 99 Epóxido de hep aclo o 104 82 94 92 Ale ina 97 84 96 91 γ-Clo dano 104 82 118 97 Endosul án I 104 84 96 94 α -Clo dano 139 77 102 113 4,4’-DDE 97 94 97 95 Dield ina 98 83 93 91 End ina 93 84 93 91 Endosul án II 97 87 96 94 4,4’-DDD 95 81 91 85 Sul a o de endosul án 93 92 98 95 4,4’-DDT 80 76 119 87 Ce ona de end ina 93 91 96 93 Te ame ina 124 83 102 102 Me oxiclo o 94 93 97 82 λ-Cihalo ina 111 81 96 97 Ci eno ina 118 69 118 117 Pe me ina 122 81 118 112 Ci lu ina 120 72 100 120 Cipe me ina 105 78 93 103 Fluci ina o 104 77 94 98 Fen ale a o 114 80 112 113 Del ame ina 80 95 100 101 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 267 El mé odo ambién se alidó median e el análisis de un ma e ial de e e encia (leche en e a en pol o, BCR-188) cuyo con enido ce i icado en pes icidas o ganoclo ados se ha incluido en la Tabla IV.3.7. La cuan i icación de es os compues os se lle ó a cabo an o po calib ado ex e no como po el mé odo de las adiciones es ánda . Los esul ados ob enidos siguiendo ambos p ocedimien os se mues an en la Tabla IV.3.7. Las concen aciones se exp esa on en ng g -1 , conside ando que cada mL de leche analizado co espondía a la disolución de 0,13 g de ma e ial de e e encia en 0,9 mL de agua. Además, los esul ados se co igie on eniendo en cuen a el po cen aje de humedad del ma e ial de e e encia (2,5%), de e minado en el labo a o io po el mé odo de la pé dida de peso en un ho no a 102 ºC. Las concen aciones es imadas concue dan con los alo es ce i icados, ob eniéndose ecupe aciones po encima del 75% en odos los casos, excep o pa a la end ina (67% de ecupe ación po el calib ado ex e no) y pa a el 4,4’-DDT (71% de ecupe ación po el mé odo de las adiciones es ánda ). Tabla IV.3.7 Validación del mé odo: análisis de un ma e ial de e e encia ce i icado (BCR-188). calib ación ex e na adición es ánda Pes icida alo ce i icado (ng g -1 ) alo es imado (ng g -1 ) ecupe ación (%) alo es imado (ng g -1 ) ecupe ación (%) β-Lindano 12,0 ± 1,2 12,6 ± 0,8 105 13,1 ± 0,7 109 γ-Lindano 45,4 ± 2,9 44,4 ± 1,3 98 39,9 ± 1,5 88 Epóxido de hep aclo o 32,0 ± 1,8 27,6 ± 1,5 86 31,7 ± 2,0 99 4,4'-DDE 51,3 ± 3,5 59,7 ± 5,0 116 44,2 ± 5,9 86 Dield ina 36,1 ± 2,.4 32,5 ± 0,1 90 31,8 ± 0,1 88 End ina 6,2 ± 0,9 4,1 ± 0,5 67 4,9 ± 0,5 79 4,4'-DDT 69,0 ± 4,6 70,9 ± 7,2 103 49,3 ± 7,4 71 3.2.6 ANÁLISIS DE MUESTRAS DE LECHE REALES Finalmen e, la me odología p opues a se aplicó al análisis de mues as de leche come cial, así como de mues as de leche c uda (sin a a ) ob enidas de explo aciones ganade as de acuno leche o de Galicia. No se encon a on esiduos de pes icidas en ninguna de las 35 mues as analizadas, sal o en una, en la que se 3. PESTICIDAS EN LECHE 268 de ec ó γ-clo dano a una concen ación de 1 ng mL -1 (8,2 ng g -1 ) y, po lo an o, po encima del MRL co espondien e (2 ng g -1 ) es ablecido po la legislación eu opea. En es e abajo se ha desa ollado un p ocedimien o simple, ápido y e ec i o pa a la cuan i icación de 35 pes icidas en leche, basado en la combinación de la mic oex acción en ase sólida con GC-µECD. Con el mé odo p opues o se manejan olúmenes de mues a muy pequeños (1 mL); además, las mues as de leche analizadas no equie en un p e a amien o e, independien emen e de su con enido g aso, se pueden cuan i ica median e calib ación ex e na siemp e y cuando se u ilicen es ánda es milk-ma ched p epa ados en leches con con enidos g asos equi alen es. BIBLIOGRAFÍA [1] Heck, M.-C.; Si uen es dos San os, J.; Bogusz, J. S.; Cos abebe , I.; Emanuelli, T. Es ima ion o child en exposu e o o ganochlo ine compounds h ough milk in Rio G ande do Sul, B azil. Food Chem. 2007, 102, 288-294. 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RESULTADOS Y DISCUSIÓN 269 [7] Ennaceu , S.; Gandou a, N.; D iss, M.R. O ganochlo ine pes icide esidues in human milk o mo he s li ing in No he n Tunisia. Bull. En i on. Con am. Toxicol. 2007, 78, 325-329. [8] Khay, S.; Abd El-A y, A.M.; Choi, J.-H.; Shin, E.-H.; Shin, H.-C.; Kim, J.-S.; Chang, B.-J.; Lee, C.-H.; Shin, S.-C.; Jeong, J.Y.; Shim, J.-H. Simul aneous de e mina ion o py e h oids om pes icide esidues in po cine muscle and pas eu ized milk using GC. J. Sep. Sci. 2009, 32, 244-251. [9] Bouwman, H.; Se eda, B.; Meinha d , H.M. Simul aneous p esence o DDT and py e h oid esidues in human b eas milk om a mala ia endemic a ea in Sou h A ica. En i on. Poll. 2006, 144, 902-917. [10] Mala annan, G.; Kunisue, T.; Isobe, T.; Suda yan o, A.; Takahashi, S.; P uden e, M.; Sub amanian, A.; Tanabe, S. O ganohalogen compounds in human b eas milk om mo he s li ing in Paya as and Mala e, he Philippines: le els, accumula ion kine ics and in an heal h isk. En i on. Poll. 2009, 157, 1924-1932. 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ESTUDIO DE LA FOTODEGRADACIÓN DE INSECTICIDAS PIRETROIDES La sensibilidad de los pes icidas a la luz es uno de los p incipales ac o es que de e minan la du ación esidual de es os compues os, po lo que la elocidad de las ans o maciones o oquímicas de los mismos así como el impac o biológico y oxicológico de los o op oduc os gene ados son aspec os impo an es a ene en cuen a en el diseño y aplicación de pes icidas u ilizados pa a el con ol de plagas en el ámbi o ag ícola. Po o o lado, el uso domés ico de insec icidas y la ac i idad indus ial asociada, que a ec a pa icula men e a los países desa ollados, gene an g andes can idades de aguas esiduales. De mane a que los p ocesos de o odeg adación de pes icidas ambién son impo an es desde el pun o de is a del a amien o o oquímico (con adiación UV) al que habi ualmen e se ecu e pa a la pu i icación de aguas con aminadas con compues os o gánicos. El obje i o de es e es udio es u iliza la o o-SPME acoplada a GC-MS pa a in es iga la o odeg adación de doce pi e oides y de un sine gis a (bu óxido de pipe onilo, PBO). En p ime luga , se in es iga on las ciné icas de o odeg adación de es os compues os y se es ima on los co espondien es pa áme os ciné icos (cons an es de elocidad apa en es y iempos de ida media). Además, basándose en los espec os de masas y en la bibliog a ía disponible, se iden i ica on en a i amen e un ele ado núme o de o op oduc os de los cuales se egis a on las co espondien es ciné icas de o o o mación- o odeg adación. Finalmen e, se p opusie on u as de o odeg adación pa a cada uno de los compues os es udiados. Los anali os in es igados en es e abajo se han di idido en es g upos: • pi e oides dihalogeno inílicos de uso ag ícola habi ual (λ- cihalo ina, pe me ina, ci lu ina, cipe me ina, del ame ina). • pi e oides (empen ina, ans lu ina, ale ina, eno ina, ci eno ina) y sine gis a (PBO) de uso domés ico habi ual. • pi e oides ca en es de anillo ciclop opano ( luci ina o, en ale a o). 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 272 4.1 PARTE EXPERIMENTAL 4.1.1 MUESTRAS ANALIZADAS Pa a los expe imen os de o o-SPME se p epa a on mues as de agua ul apu a con eniendo uno o a ios de los anali os (1-100 ng mL -1 ) po adición de los olúmenes co espondien es de las disoluciones ap opiadas en ace ona. Una ez p epa adas, las mues as se di idie on en alícuo as de 6 u 8 mL (en unción de los pi e oides es udiados), las cuales se man u ie on en el congelado (-20 ºC) y se descongela on 20 min an es de la ex acción. Ope ando de es a mane a se consigue mejo a la p ecisión de los análisis de pi e oides en agua median e SPME [1]. Pa a las mediciones espec ales, se p epa a on disoluciones acuosas indi iduales (2-10 ng mL -1 ) de cada uno de los compues os in es igados en agua ul apu a. 4.1.2 SPME Y PROCEDIMIENTOS DE FOTODEGRADACIÓN El p oceso de o odeg adación en ib a ( o o-SPME) cons a de dos e apas. En p ime luga , se lle a a cabo la ex acción median e SPME de los anali os. Una ez inalizado el iempo de ex acción co espondien e, los compues os in es igados se encuen an abso bidos en el ecub imien o polimé ico de la ib a de SPME. En la Figu a IV.4.1 se mues a un esquema del p ocedimien o empleado pa a la ex acción de los pi e oides y del PBO median e SPME (a), a excepción del luci ina o y del en ale a o pa a los que se empleó el p ocedimien o (b). IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 273 Después de es a p ime a e apa (SPME), el paso siguien e es la exposición de la ib a a la adiación du an e el iempo co espondien e. En es e abajo se han empleado dis in os ipos de adiación: • Radiación UV p oceden e de un o o eac o diseñado en nues o labo a o io, equipado con dos lámpa as de me cu io de baja p esión de 8 y 10 W de po encia, que emi en a una longi ud de onda de 254 nm (Figu a IV.4.2). También se han ealizado algunas p uebas u ilizando una lámpa a de luo escencia neg a (8 W, 366 nm). sopo e de ib a ib a PDMS lámpa a 8 W lámpa a 10 W sopo e de ib a ib a PDMS lámpa a 8 W lámpa a 10 W Figu a IV.4.2 Disposición de la ib a de SPME en el o o eac o diseñado en nues o labo a o io. Figu a IV. 4.1 Esquema de ex acción de los pi e oides y del PBO en agua po SPME. PDMS, 20 min, 100 ºC, agi ación ial 10 mL 6 mL disolución acuosa 8 mL disolución acuosa DSPME Te mos a ización del ial (5 min, agi ación) PDMS, 20 min, 50 ºC, agi ación (a) (b) PDMS, 20 min, 100 ºC, agi ación ial 10 mL 6 mL disolución acuosa 8 mL disolución acuosa DSPME Te mos a ización del ial (5 min, agi ación) PDMS, 20 min, 50 ºC, agi ación (a) (b) 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 280 espues a analí ica de los pes icidas en las p uebas en las que la ib a de SPME es i adiada se debe únicamen e a p ocesos de deg adación o oquímica. Pa a ello, se ealiza on los siguien es expe imen os: 1. Con ol: Se omó una alícuo a de 6 mL de la disolución de 20 ng/mL de los compues os es udiados en agua Milli-Q. T as la ex acción median e SPME, la ib a se in odujo en el inyec o del c oma óg a o de gases pa a su pos e io análisis median e GC-MS. Es a ex acción se u ilizó como e e encia. 2. Fo o-SPME: Se omó o a alícuo a de 6 mL de la misma disolución de 20 ng/mL. T as la e apa de ex acción, la ib a se expuso a la luz UV (λ = 254 nm, 18 W) du an e 40 min. A con inuación la ib a se in odujo en el inyec o del c oma óg a o de gases pa a su pos e io análisis median e GC-MS. 3. Tes de oscu idad: Se epi ió el expe imen o an e io con la di e encia de que, en la e apa de i adiación, la ib a se e ajo e i ando de es a mane a que la luz UV llega a a los compues os e enidos en la ib a. En la Figu a IV.4.5 se han ep esen ado los esul ados ob enidos en es as p uebas. 0 20 40 60 80 100 120 λ-cihalo ina (1) λ-cihalo ina (2) cis-pe me ina ans-pe me ina ci lu ina cipe me ina del ame ina (1) del ame ina (2) po cen aje de compues o sin deg ada (%) con ol o o-SPME es de oscu idad La disminución d ás ica del á ea de pico en las p uebas en las que la ib a se expuso a la luz UV en elación a la ex acción u ilizada como con ol con i ma la o odeg adación de los anali os en el sopo e polimé ico de la ib a de SPME. Figu a IV.4.5 Resul ados del es de oscu idad y de la o o-SPME (40 min) pa a los pi e oides es udiados compa ados con los ob enidos en el expe imen o con ol. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 281 Además, el hecho de que los esul ados ob enidos en las ex acciones de e e encia y en las p uebas en las que la ib a se man u o e aída du an e la i adiación con luz UV sean del mismo o den con i ma que no exis en pé didas de anali o po o as ías dis in as de la o olí ica. 4.2.2 FOTO-SPME 4.2.2.1 In luencia del iempo de i adiación Se lle a on a cabo una se ie de expe imen os con el in de e alua la in luencia del iempo de exposición de la ib a a la luz UV (λ = 254 nm, 18 W).Pa a ello se oma on alícuo as de 6 mL de la disolución de 20 ng/mL de los pi e oides es udiados en agua Milli-Q. T as la e apa de ex acción, la ib a se expuso a la luz UV du an e di e en es pe íodos de iempo (2-60 min), pa a su pos e io análisis median e GC-MS. Se ealizó ambién una ex acción p e ia, sin exposición a la luz UV, que si ió como e e encia. En la Figu a IV.4.6 se han ep esen ado los alo es medios de los duplicados ealizados. De la Figu a IV.4.6 se deduce que, as 20 min de exposición a la luz UV, λ- cihalo ina, ci lu ina, cipe me ina y del ame ina se han deg adado casi po comple o (pé didas de más del 95%). Sin emba go, la o odeg adación de la ans-pe me ina es más len a y, as ese iempo de i adiación, aún queda al ededo de un 25% sin deg ada . Po o a pa e, se ap ecia un inc emen o en el á ea de pico pa a la cis- pe me ina du an e los p ime os minu os de exposición, hecho que se ha a ibuido a la o oisome ización del isóme o ans. Es os esul ados coinciden con los publicados po Figu a IV.4.6 Ciné icas de la o odeg adación en ib a de los pi e oides es udiados. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 10 20 30 40 50 60 iempo de i adiación (min) % de compues o sin deg ada λ-cihalo ina (1) λ-cihalo ina (2) cis-pe me ina ans-pe me ina ci lu ina cipe me ina del ame ina (1) del ame ina (2) 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 282 Holms ead y col. [2] que ambién p opusie on la isome ización como una de las u as de o odeg adación de la pe me ina. En la Figu a IV.4.7, en la que se han supe pues o los c oma og amas ob enidos en los expe imen os de o o-SPME co espondien es a 0, 5, 20 y 60 min de i adiación UV, se puede obse a cla amen e el descenso (e inc emen o inicial, en el caso de la cis- pe me ina) en la espues a analí ica de los pi e oides es udiados a medida que aumen a el iempo de exposición UV. 15 16 17 18 19 20 min 0.0 0.5 1.0 1.5 MCuen as 0 min 5 min 60 min 20 min Tiempo de i adiación UV: λ-Cihalo ina Pe me ina Ci lu ina Cipe me ina Del ame ina (1) (1) (2) cis ans (2) 15 16 17 18 19 20 min 0.0 0.5 1.0 1.5 MCuen as 0 min 5 min 60 min 20 min Tiempo de i adiación UV: λ-Cihalo ina Pe me ina Ci lu ina Cipe me ina Del ame ina (1) (1) (2) cis ans (2) 4.2.2.2 Compo amien o ciné ico de p ime o den Tal y como se espe aba de la o ma exponencial de las ciné icas de deg adación ob enidas (Figu a IV.4.6), se demos ó que la o odeg adación de los pi e oides es udiados se ajus a a un modelo ciné ico de p ime o den. Pa a ello se ep esen ó, pa a cada uno de los anali os, el loga i mo nepe iano del po cen aje de compues o sin deg ada en e al iempo de i adiación y se obse ó que, e ec i amen e, los da os ob enidos se ajus aban a una línea ec a (Figu a IV.4.8). De hecho, en odos los casos Figu a IV.4.7 Supe posición de los c oma og amas ob enidos pa a los pi e oides es udiados en los expe imen os de o o-SPME co espondien es a 0, 5, 20 y 60 min de i adiación UV (18 W). IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 283 se ob u ie on coe icien es de eg esión (R 2 ) mayo es de 0,988 (Tabla IV.4.5). O os au o es obse a on ambién es e o den de eacción pa a la cis- y ans- pe me ina, la cipe me ina y la del ame ina [3-5]. Los angos de iempo conside ados en cada uno de los ajus es e mina on en el pun o en el que las cu as ciné icas comenza on a ende asin ó icamen e hacia ce o. Además, en el caso de la cis-pe me ina, se u o en cuen a que su o odeg adación sólo ue ap eciable después de 10 min de i adiación UV ( e Tabla IV.4.5), debido a la p e alencia de la o ocon e sión en e isóme os de ec ada con iempos de i adiación in e io es. 0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 60 iempo de i adiación (min) ln(% de compues o sin deg ada ) λ-cihalo ina (1) λ-cihalo ina (2) cis-pe me ina ans-pe me ina ci lu ina cipe me ina del ame ina (1) del ame ina (2) Teniendo en cuen a las ecuaciones del Apa ado 5.4 de la In oducción (Capí ulo I.5), se pudie on es ima , a pa i de las pendien es de las ec as de eg esión ob enidas, an o las cons an es de elocidad de p ime o den apa en es (k ap ) como los iempos de ida media ( 1/2 ) (Tabla IV.4.5). Tabla IV.4.5 Pa áme os ciné icos de los pi e oides es udiados. Compues o Rango e aluado (min) R 2 k ap (min -1 ) 1/2 (min) Del ame ina (2) 0-10 0,9963 0,324 2,14 Del ame ina (1) 0-10 0,9973 0,320 2,17 Ci lu ina 0-10 0,9958 0,278 2,49 Cipe me ina 0-10 0,9966 0,230 3,01 λ-Cihalo ina (2) 0-20 0,9928 0,165 4,19 λ-Cihalo ina (1) 0-20 0,9882 0,160 4,32 cis-Pe me ina 10-60 0,9994 0,0703 9,86 ans-Pe me ina 0-60 0,9956 0,0648 10,7 Figu a IV.4.8 Demos ación del compo amien o ciné ico de p ime o den pa a la o odeg adación en ib a de los pi e oides es udiados. 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 284 De acue do con los da os mos ados en la Tabla IV.4.5, el o den de o oes abilidad de los anali os es: ans-pe me ina > cis-pe me ina > λ-cihalo ina (1) ~ λ- cihalo ina (2) > cipe me ina > ci lu ina > del ame ina (1) ~ del ame ina (2). Es a endencia es consis en e con los coe icien es de abso ción mola mos ados en la Tabla IV.4.4. Así, la del ame ina pa ece se el pi e oide más o o eac i o de los es udiados, lo cual se puede a ibui a su g an abso ción a 254 nm. La mayo o oes abilidad de la ci lu ina, cipe me ina y λ-cihalo ina se puede explica en é minos de su meno abso ción UV, mien as que la deg adación o olí ica más len a de la pe me ina es consis en e con su meno abso bancia a 254 nm. La mayo o oes abilidad de los pi e oides clo o-sus i uidos compa ada con la de la del ame ina (b omo-sus i uido) ya había sido obse ada con an e io idad po Ruzo y Casida [6, 7] en es udios en los que u iliza on luz sola y UV (λ = 300 nm). Po o o lado, Holms ead y col. [2] ambién ap ecia on que la cis-pe me ina se o odeg adaba más ápidamen e que el isóme o ans (λ = 290 nm y luz sola ), aunque Rawn y col. [8] obse a on lo con a io en expe imen os de o odeg adación ealizados con luz sola en agua de es anque. Finalmen e, la mayo o oes abilidad de la pe me ina en elación con la de la cipe me ina (análogo α -ciano) ambién ue publicada po Ruzo y col. [9], aunque, an e io men e, los mismos au o es habían a i mado que el g upo ciano no a ec aba signi ica i amen e a la elocidad de o odeg adación [6]. 4.2.3 ESTUDIO CINÉTICO UTILIZANDO UNA MUESTRA DE AGUA REAL La o o-SPME de es os pi e oides ambién se es udió u ilizando mues as de agua esidual con adición de 20 ng mL -1 de cada insec icida. Los esul ados ob enidos ue on muy simila es a los ob enidos en los expe imen os ealizados con agua ul apu a. De nue o se demos ó un compo amien o ciné ico de p ime o den pa a la o odeg adación en ib a de los anali os y an solo en el caso de los isóme os de la pe me ina se obse ó un lige o descenso (no signi ica i o) en las elocidades de o odeg adación. Po lo an o se puede conclui que, en es e caso pa icula , no se ap eció e ec o ma iz asociado a la o odeg adación de los pi e oides. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 285 4.2.4 IDENTIFICACIÓN DE FOTOPRODUCTOS Es udiando los c oma og amas ob enidos a cada iempo de exposición de la ib a a la adiación UV se obse ó la apa ición de picos c oma og á icos y el aumen o de su al u a con o me aumen aba el iempo de i adiación de la ib a con luz UV. Es os picos c oma og á icos co esponden a la o mación de o op oduc os de los pi e oides es udiados aunque, pos e io men e, pa a algunos de ellos ambién se obse ó una disminución de la al u a como consecuencia de la o odeg adación de los p opios o op oduc os. En es e es udio se de ec ó la gene ación de un ele ado núme o de o op oduc os. Pa a la iden i icación en a i a de es os compues os se compa a on los espec os de masas expe imen ales y los encon ados en la lib e ía de espec os (NIST Spec al Da abase). Sin emba go, pues o que los espec os de masas de un g an núme o de los o op oduc os de los compues os es udiados no apa ecen en la lib e ía, en es os casos se ecu ió al análisis de los espec os de masas expe imen ales (clus e s de B y Cl, pé didas de agmen os ca ac e ís icos, iones molecula es) y a la consul a de la bibliog a ía disponible ace ca de la o oquímica de los pi e oides pa a así a a de escla ece la iden idad de los p oduc os de su o odeg adación. Po o a pa e, la simili ud es uc u al en e los pi e oides es udiados di icul ó oda ía más la iden i icación de los o op oduc os; de mane a que, pa a acili a el abajo, se ealiza on una se ie de expe imen os en los que se es udió indi idualmen e la o odeg adación en ib a de cada compues o. De es a mane a, con los esul ados ob enidos en es as p uebas se pudo conoce el o igen de los dis in os o op oduc os. Como consecuencia de la ya mencionada semejanza es uc u al, los insec icidas obje o de es udio p esen an una se ie de o op oduc os y u as de o odeg adación comunes. En la Tabla IV.4.6 se han incluido las es uc u as, los iempos de e ención y los iones de cuan i icación de los o op oduc os iden i icados. Se han ma cado en neg o los o op oduc os comunes a a ios pi e oides, y en di e en es colo es los p oduc os de deg adación especí icos de cada uno de es os pes icidas (λ-cihalo ina en osa, pe me ina en azul, ci lu ina en e de, cipe me ina en iole a y del ame ina en 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 286 na anja). En algunos casos (P 8, P 12, P 13, P 14, P 19, P 21, P 22, P 23, P 24) se ob u ie on a ios picos a los que les co espondía el mismo espec o de masas, po lo que se asumió que es os g upos de picos se co espondían con mezclas isomé icas. El uso de la o o-SPME pa a el es udio o oquímico de los pi e oides conside ados pe mi ió la iden i icación de a ios compues os (P 2, P 9, P 16 y P 17) que no habían sido de ec ados an e io men e po o os au o es como o op oduc os de pi e oides. Además, P 12, P 13, P 18, P 19, P 20, P 21 y P 23 ampoco se encon a on en la bibliog a ía disponible; sin emba go, a di e encia de los o op oduc os an es mencionados, es os compues os p obablemen e se gene en a a és de u as de o odeg adación que sí ue on p e iamen e comen adas en o as publicaciones, a pesa de que sus es uc u as químicas no habían sido p opues as con an e io idad. Tabla IV.4.6 Es uc u as, iempos de e ención ( ) e iones de cuan i icación de los o op oduc os gene ados e iden i icados en la o o-SPME de los pi e oides es udiados. Código Fo op oduc o Es uc u a (min) Ion(es) de cuan i icación P 1 ácido 3-(2,2-diclo o inil)-2,2- dime ilciclop opanoca boxílico 7,46 91, 127, 173 P 2 1-me il-3- enoxibenceno 8,09 184 P 3 3- enoxibenzaldehído HO O 9,25 198 P 3* hid oxi(3- enoxi enil)ace oni ilo HO O CN 9,25 198 Cl Cl O OH O IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 287 Tabla IV.4.6 Es uc u as, iempos de e ención ( ) e iones de cuan i icación de los o op oduc os gene ados e iden i icados en la o o-SPME de los pi e oides es udiados, (con inuación). Código Fo op oduc o Es uc u a (min) Ion(es) de cuan i icación P 4 (3- enoxi enil)me anol HO O 9,75 200 P 5 (3- enoxi enil)ace oni ilo NC O 10,23 209 P 6 3-me ilbu -2-enoa o de ciano(3- enoxi enil)me ilo O OO CN 13,39 83 P 7 ácido 3-(2-clo o-3,3,3- i luo op op-1-en-1-il)-2,2- dime ilciclop opanoca boxílico O OH Cl CF 3 6,42 141 P 8 [3-(2-clo o-3,3,3- i luo op op- 1-en-1-il)-2,2- dime ilciclop opil](3- enoxi enil)ace oni ilo Cl CF 3 O CN 13,25- 14,70 141, 197 P 9 1-(clo ome il)-3- enoxibenceno O Cl 9,58 183, 218 P 10 ácido 3- enoxibenzoico HO O O 10,27 214, 196 P 11 3-me ilbu -2-enoa o de 3- enoxibencilo O OO 12,18 83, 200 P 12 1-[3-(2-clo o inil)-2,2- dime ilciclop opilme il]-3- enoxibenceno H Cl O 12,87- 13,12 93, 129 P 13 1-[3-(2,2-diclo o inil)-2,2- dime ilciclop opilme il]-3- enoxibenceno Cl Cl O 13,18- 14,15 91, 127, 163 P 14 3-(2-clo o inil)-2,2- dime ilciclop opanoca boxila o de 3- enoxibencilo H Cl O OO 15,24- 15,61 183 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 288 Tabla IV.4.6 Es uc u as, iempos de e ención ( ) e iones de cuan i icación de los o op oduc os gene ados e iden i icados en la o o-SPME de los pi e oides es udiados, (con inuación). Código Fo op oduc o Es uc u a (min) Ion(es) de cuan i icación P 15 cis-3-(2,2-diclo o inil)-2,2- dime ilciclop opanoca boxila o de 3- enoxibencilo Cl Cl O OO 16,52 183 P 16 dibenzo[b,d] u an-3- ca baldehído O O H 10,15 139, 195 P 17 dibenzo[b,d] u an-3- il(oxo)ace oni ilo O O NC 10,82 195, 221 P 18 3-me ilbu -2-enoa o de ciano(4- luo o-3- enoxi enil)me ilo O OO F C N 13,06 83 P 19 [3-(2,2-diclo o inil)-2,2- dime ilciclop opil](4- luo o-3- enoxi enil)ace oni ilo Cl Cl O C N F 15,39- 17,09 91, 127, 163 P 20 [3-(2-clo o inil)-2,2- dime ilciclop opil](4- luo o-3- enoxi enil)ace oni ilo Cl H O CN F 15,88 93, 129 P 21 [3-(2-clo o inil)-2,2- dime ilciclop opil](3- enoxi enil)ace oni ilo Cl H O CN 14,58- 15,18 93, 129 P 22 [3-(2,2-diclo o inil)-2,2- dime ilciclop opil](3- enoxi enil)ace oni ilo Cl Cl O CN 15,60- 16,65 91, 127, 163 P 23 [3-(2-b omo inil)-2,2- dime ilciclop opil](3- enoxi enil)ace oni ilo B H O CN 15,50- 16,34 94, 173 P 24 3-(2,2-dib omo inil)-2,2- dime ilciclop opanoca boxila o de α -ciano-3- enoxibencilo B B O OO CN 20,65- 20,98 253, 181 Sob e la base de los o op oduc os iden i icados (P 1-P 24) se concluyó que, en gene al, es os compues os se gene an a pa i de p ocesos de isome ización, up u a del enlace és e y u as elacionadas, o mación de dime ilac ila os, deca boxilación y dehalogenación educ i a. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 289 En las Figu as IV.4.9 y IV.4.10 se han incluido los espec os de masas de aquéllos o op oduc os que se han iden i icado sob e la base de los espec os eó icos de la lib e ía de espec os de la NIST. Figu a IV. 4.9 Espec os de masas eó icos y expe imen ales de P 2, P 3, P 3*, P 4, P 5 y P 9 . 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 91 115 128 141 169 184 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 91 115 128 141 169 184 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 91 115 128 141 169 184 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 91 115 128 141 169 184 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico P 2 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 92 115 141 169 181 198 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 92 115 141 169 181 198 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 92 115 141 169 181 198 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 92 115 141 169 181 198 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico P 3 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 152 169 181 198 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 152 169 181 198 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 152 169 181 198 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 152 169 181 198 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico P 3* 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 89 103 128 141 169 181 209 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 89 103 128 141 169 181 209 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 89 103 128 141 169 181 209 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 89 103 128 141 169 181 209 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico P 5 50 75 100 125 150 175 200 225 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 89 115 141 168 183 218 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 89 115 141 168 183 218 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 200 225 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 89 115 141 168 183 218 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 89 115 141 168 183 218 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico P 9 P 4 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 94 107 115 141 153 171181 200 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 94 107 115 141 153 171 181 200 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 94 107 115 141 153 171181 200 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 94 107 115 141 153 171 181 200 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico P 4 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 94 107 115 141 153 171181 200 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 94 107 115 141 153 171 181 200 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 94 107 115 141 153 171181 200 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 94 107 115 141 153 171 181 200 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 296 4.2.3.2 Fo odeg adación de la pe me ina Se han p opues o once compues os como o op oduc os de la pe me ina: P 1-P 4 y P 9-P 15. En es udios p e ios, P 1, P 3, P 4, P 10, P 11, P 14 y P 15 ya habían sido p opues os como p oduc os de la o odeg adación de es e pi e oide [2, 12]. En p ime luga , el o op oduc o P 1 se iden i icó en a i amen e como el ácido 3-(2,2- diclo o inil)-2,2-dime ilciclop opanoca boxílico, es deci , el ácido ca boxílico que se o ma ía como consecuencia de la up u a del enlace és e de la pe me ina. Del mismo modo, el (3- enoxi enil)me anol (P 4), se puede gene a a pa i de la up u a del enlace és e de la pe me ina, o ambién a pa i de o os o op oduc os de es e pi e oide que conse an el enlace és e (P 11, P 14, P 15). La pé dida del g upo hid oxilo de P 4 da ía luga al o op oduc o P 2, el cual ambién se pod ía gene a po up u a del co espondien e enlace C-C de los o op oduc os P 12 y P 13 o del enlace Cα-O de la pe me ina o de los o op oduc os P 11, P 14 y P 15. Además, la clo ación de P 2 pod ía gene a 1-(clo ome il)-3- enoxibenceno (P 9). Figu a IV.4.16 C oma og amas po ion del o op oduc o P 7 sin i adia y a di e en es iempos de i adiación y ciné ica de o o o mación- o odeg adación. 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 minu os 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 kCuen as Sin exposición UV 2 min exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 60 min exposición UV P 7 ION: 141 0 400 800 1200 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (141) 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 minu os 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 kCuen as Sin exposición UV 2 min exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 60 min exposición UV P 7 ION: 141 0 400 800 1200 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (141) 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 minu os 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 kCuen as Sin exposición UV 2 min exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 60 min exposición UV Sin exposición UV 2 min exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 60 min exposición UV P 7 ION: 141 0 400 800 1200 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (141) IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 297 Po o o lado, la oxidación de P 4 puede da luga al o op oduc o P 3 de la pe me ina, el 3- enoxibenzaldehído. A su ez, la oxidación de P 3 pod ía gene a el ácido 3- enoxibenzoico (P 10). El o op oduc o P 11 de la pe me ina se iden i icó en a i amen e como el 3-me ilbu - 2-enoa o de 3- enoxibencilo. Es e 3,3-dime ilac ila o pod ía gene a se po desp opo ción del 1,3-di adical esul ado de la up u a del enlace 1,3 del anillo ciclop opano. Se p opuso al 1-[3-(2,2-diclo o inil)-2,2-dime ilciclop opil)me il]-3- enoxibenceno (P 13) como o op oduc o de la pe me ina. Es e compues o se ob end ía como consecuencia de la deca boxilación del pi e oide de pa ida. Po o o lado, la dehalogenación educ i a de la pe me ina puede conduci a la o mación del o op oduc o P 14 (3-(2-clo o inil)-2,2-dime ilciclop opanoca boxila o de 3- enoxibencilo). A su ez, el o op oduc o P 12 (1-[3-(2-clo o inil)-2,2- dime ilciclop opil)me il]-3- enoxibenceno) se pod ía gene a bien a pa i de la deca boxilación de P 14, bien a pa i de la pé dida de un á omo de clo o po pa e de P 13. Finalmen e, y al y como ya se ha mencionado en el Apa ado 4.2.2.1, la isome ización cis- ans (P 15) pa ece se o a de las u as de o odeg adación de la pe me ina. Sob e la base de los o op oduc os de la pe me ina que han sido iden i icados en a i amen e, se p opusie on las u as de o odeg adación mos adas en la Figu a IV.4.17. 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 298 En la Figu a IV.4.18 se supe ponen los c oma og amas ob enidos a di e en es iempos de exposición de la ib a a la adiación UV. En ellos puede obse a se la o mación y pos e io deg adación de los o op oduc os P 12 y P 13 de la pe me ina. En la igu a ambién se han incluido las co espondien es ciné icas. Figu a IV. 4. 17 Ru as de o odeg adación p opues as pa a l a pe me ina . Cl Cl O OO Cl Cl O OH isóme o H Cl O OO H Cl OO O Cl O OO HO O HO O HO O O P1 P2 P3 P4 P9 P10 P11 P14 P12 P15 Cl Cl O P13 pe me ina IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 299 De la Figu a IV.4.18 se deduce que P 13 (pe me ina-CO 2 ) ya se empieza a o ma du an e los p ime os minu os de i adiación y alcanza su máximo ápidamen e, ap oximadamen e as 5 minu os de i adiación, iempo as el cual la al u a de pico comienza a disminui como consecuencia de su p opia o odeg adación, mien as que P 12 (pe me ina-CO 2 -Cl) a da más iempo en empeza a o ma se (más de 5 minu os), hecho que se pod ía a ibui a que es e compues o no se es u iese o mando di ec amen e a pa i de la pe me ina, si no a pa i de P 13 (o de P 14). 4.2.3.3 Fo odeg adación de la ci lu ina Se han p opues o ocho compues os como o op oduc os de la ci lu ina: P 1, P 3, P 5, P 16-P 20. En p ime luga , como consecuencia de la up u a del enlace és e , se de ec ó la gene ación del ácido ciclop opanoca boxílico co espondien e, es deci , P 1. En lo que espec a al o op oduc o P 3, su iden idad no es á del odo cla a. Y es que, a di e encia de lo que ocu ía pa a la pe me ina, el 3- enoxibenzaldehído ( e espec os de masas P 3 en Figu a IV.4.9) no es la única opción posible, dada la eno me semejanza en e los espec os de masas eó icos de es e compues o y del hid oxi(3- P 12 12.8 12.9 13.0 13.1 min 0 1 2 3 4 5 6 kCuen as IONES: 93+129 Sin exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV 0 1000 2000 3000 4000 5000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (93+129) P 12 12.8 12.9 13.0 13.1 min 0 1 2 3 4 5 6 kCuen as IONES: 93+129 Sin exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV Sin exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV 0 1000 2000 3000 4000 5000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (93+129) 13.8 13.9 14.0 14.1 14.2 14.3 min 0 5 10 15 20 kCuen as Sin exposición UV 2 min exposición UV 5 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV P 13 IONES: 91+127+163 0 5000 10000 15000 20000 25000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (91+127+163) 13.8 13.9 14.0 14.1 14.2 14.3 min 0 5 10 15 20 kCuen as Sin exposición UV 2 min exposición UV 5 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV P 13 IONES: 91+127+163 0 5000 10000 15000 20000 25000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (91+127+163) Figu a IV.4.18 C oma og amas po ion de los o op oduc os P 12 y P 13 sin i adia y a di e en es iempos de i adiación y ciné icas de o o o mación- o odeg adación. 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 300 enoxi enil)ace oni ilo ( e espec os de masas P3* en Figu a IV.4.9), que ambién es un posible o op oduc o de la ci lu ina. En de ini i a, en el caso de la ci lu ina, P 3 pod ía a ase del 3- enoxibenzaldehído, del hid oxi(3- enoxi enil)ace oni ilo, o de ambos. Po su pa e, P 5 ((3- enoxi enil)ace oni ilo) pod ía o ma se a pa i del hid oxi(3- enoxi enil)ace oni ilo (P3*), o ambién po up u a del enlace Cα-O de la ci lu ina o de P 18, o del co espondien e enlace C-C de P 19 y P 20, y pé dida del á omo de lúo . Los o op oduc os P 16 y P 17 se iden i ica on en a i amen e como dibenzo[b,d] u an-3-ca baldehído y dibenzo[b,d] u an-3-il(oxo)ace oni ilo, espec i amen e. P 17 pod ía o ma se po oxidación y pos e io o ode luo ación de un hipo é ico alcohol α -ciano-3- enoxi-4- luo obencílico in e medio gene ado po up u a del enlace és e de la ci lu ina y/o del o op oduc o P 18. Po o a pa e, P 16 se pod ía ob ene po pé dida del g upo ciano de P 17. Pa a es e pi e oide ambién se de ec ó la o mación de un 3,3-dime ilac ila o, conc e amen e el 3-me ilbu -2-enoa o de α -ciano-3- enoxi-4- luo obencilo (P 18). De nue o, la deca boxilación ue una de las u as p opues as pa a la ci lu ina, pues o que el o op oduc o P 19 se iden i icó en a i amen e como [3-(2,2- diclo o inil)-2,2-dime ilciclop opil](4- luo o-3- enoxi enil)ace oni ilo. Además, la declo ación educ i a de P 19 pod ía gene a P 20, [3-(2-clo o inil)-2,2- dime ilciclop opil](4- luo o-3- enoxi enil)ace oni ilo. A pa i de los o op oduc os de la ci lu ina iden i icados en a i amen e se p opusie on las u as de o odeg adación mos adas en la Figu a IV.4.19. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 301 En la Figu a IV.4.20 se mues a la supe posición de los c oma og amas ob enidos a di e en es iempos de i adiación UV y las ciné icas de los o op oduc os P 16 y P 17 de la ci lu ina. Figu a IV.4.20 C oma og amas po ion de los o op oduc os P 16 y P 17 sin i adia y a di e en es iempos de i adiación y ciné icas de o o o mación - o odeg adación. 9.9 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 min 0.0 2.5 5.0 7.5 kCuen as P 16 ION: 139+195 Sin exposición UV 5 min exposición UV 10 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV 0 3000 6000 9000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (139+195) 9.9 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 min 0.0 2.5 5.0 7.5 kCuen as P 16 ION: 139+195 Sin exposición UV 5 min exposición UV 10 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV 0 3000 6000 9000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (139+195) 10.6 10.7 10.8 10.9 11.0 min 0 1 2 3 4 5 kCuen as ION: 195+221 P 17 Sin exposición UV 5 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV 0 2000 4000 6000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (195+221) 10.6 10.7 10.8 10.9 11.0 min 0 1 2 3 4 5 kCuen as ION: 195+221 P 17 Sin exposición UV 5 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV Sin exposición UV 5 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV 0 2000 4000 6000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (195+221) Figu a IV. 4. 19 Ru as de o odeg adación p opues as pa a l a ci l u in a . Cl Cl O OO CN F Cl Cl O CN F Cl H O CN F Cl Cl O OH O OO F CN O O NC O O H P1 P16 P17 P18 P19 P20 O O H O CN HO O NC P3 P3* P5 ¿? ¿? ci lu ina 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 302 4.2.3.4 Fo odeg adación de la cipe me ina Se han p opues o 7 compues os como o op oduc os de la cipe me ina: P 1, P 2, P 4- P 6, P 21 y P 22. Cua o de es os compues os (P 1, P 5, P 6 y P 22) ya habían sido suge idos po o os au o es como o op oduc os de es e insec icida [5, 9, 13-16]. De nue o, P 1 se pudo gene a como consecuencia de la up u a del enlace és e de es e pi e oide diclo o inílico. P 4 ((3- enoxi enil)me anol) pod ía o ma se a pa i de la cipe me ina y/o del o op oduc o P 6 a a és de la up u a del enlace és e y de la pé dida del g upo ciano. Po o o lado, P 5 ((3- enoxi enil)ace oni ilo) quizás se gene e po up u a del enlace és e y pé dida del g upo hid oxilo de la cipe me ina o de P 6, o ambién po up u a di ec a del enlace Cα-O de dichos compues os. Aunque ambién se pod ía o ma como consecuencia de la up u a del co espondien e enlace C-C de P 21 y P 22. Po su pa e, P 2 pod ía ob ene se po deg adación de P 4 y/o P 5. En lo que espec a al o op oduc o P 6, ue iden i icado en a i amen e como 3,3- dime ilac ila o de α -ciano-3- enoxibencilo. De nue o, se de ec ó la pé dida de CO 2 como u a de o odeg adación, pues o que se p opuso al [3-(2,2-diclo o inil)-2,2-dime ilciclop opil](3- enoxi enil)ace oni ilo como o op oduc o de la cipe me ina (P 22). A su ez, P 21 se iden i icó como [3-(2- clo o inil)-2,2-dime ilciclop opil](3- enoxi enil)ace oni ilo, el cual p obablemen e se gene e po declo ación educ i a de P 22. A pa i de los o op oduc os de la cipe me ina iden i icados en a i amen e se p opusie on las u as de o odeg adación mos adas en la Figu a IV.4.21. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 303 En la Figu a IV.4.22 se supe ponen los c oma og amas de los o op oduc os P 21 y P22 y ambién se incluyen las co espondien es ciné icas de o o o mación- o odeg adación. Figu a IV. 4.2 1 Ru as de o odeg adación p opues as pa a la c ipe me ina . Cl Cl O OO CN Cl Cl OH OCl Cl O CN Cl H O CN O OO CN NC O O HO O P1 P2 P4 P5 P6 P21 P22 cipe me ina P 22 IONES: 91+127+163 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 min 0 10 20 30 40 50 60 70 kCuen as Sin exposición UV 5 min exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (91+127+163) P 22 IONES: 91+127+163 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 min 0 10 20 30 40 50 60 70 kCuen as 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 min 0 10 20 30 40 50 60 70 kCuen as Sin exposición UV 5 min exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV Sin exposición UV 5 min exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (91+127+163) 14.5 14.6 14.7 14.8 14.9 15.0 15.1 15.2 min 0 1 2 3 4 5 6 kCuen as P 21 IONES: 93+129 Sin exposición UV 5 min exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 60 min exposición UV 0 1000 2000 3000 4000 5000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (93+129) 14.5 14.6 14.7 14.8 14.9 15.0 15.1 15.2 min 0 1 2 3 4 5 6 kCuen as P 21 IONES: 93+129 Sin exposición UV 5 min exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 60 min exposición UV Sin exposición UV 5 min exposición UV 10 min exposición UV 20 min exposición UV 60 min exposición UV 0 1000 2000 3000 4000 5000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (93+129) Figu a IV.4.22 C oma og amas po ion de los o op oduc os P 21 y P 22 sin i adia y a di e en es iempos de i adiación y ciné icas de o o o mación- o odeg adación. 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 304 Las ciné icas de P 21 y P 22 mos adas en la Figu a IV.4.21 son consis en es con la suposición de que una de las u as de deg adación de P 22 pod ía se la pé dida de un á omo de clo o pa a o ma P 21, pues o que el descenso de la al u a de pico de P 22 a pa i de los 10 min de exposición (después de un inc emen o muy ápido en la espues a du an e los p ime os minu os de i adiación) coincide con el inc emen o de la al u a de pico de P 21 (de o mación más a día) pa a alcanza su máximo a los 20 min. 4.2.3.5 Fo odeg adación de la del ame ina Se p opusie on un o al de 6 compues os como o op oduc os de la del ame ina: P 3- P 6, P 23 y P 24. En lo que se e ie e al o op oduc o P 3, ocu e lo mismo que se comen ó pa a la ci lu ina: pod ía a a se del hid oxi(3- enoxi enil)ace oni ilo, del 3- enoxibenzaldehído, o de ambos. De hecho los dos compues os han sido iden i icados como o op oduc os de la del ame ina en es udios p e ios [17, 18]. También se p opuso al (3- enoxidenil)me anol (P 4) como o op oduc o, el cual segu amen e se gene e a pa i de la del ame ina o de P 6 po up u a del enlace és e y pé dida del g upo ciano. Po o a pa e, ambién se iden i icó como o op oduc o al (3- enoxi enil)ace oni ilo (P 5), el cual se pod ía gene a po pé dida del g upo hid oxilo del hid oxi(3- enoxi enil)ace oni ilo (¿P3*?), po up u a del enlace Cα-O del p opio pi e oide y/o del o op oduc o P 6 (3-me ilbu -2-enoa o de α-ciano-3- enoxibencilo) y/o po up u a del co espondien e enlace C-C de P 23. Tan o P 5 como P 6 ya habían sido de ec ados con an e io idad [17, 18]. Además, se obse ó que los o op oduc os P 24 poseían el mismo espec o de masas que la del ame ina, po lo que ue on iden i icados en a i amen e como isóme os de dicho pi e oide, al y como ya habían obse ado Ruzo y col. [17, 18] y Magui e [19]. Finalmen e, el o op oduc o P 23 se iden i icó como [3-(2-b omo inil)-2,2- dime ilciclop opil](3- enoxi enil)ace oni ilo, es deci , el p oduc o esul ado de la deca boxilación y pé dida de un á omo de B po pa e de la del ame ina. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 305 En la Figu a IV.4.23 se mues an las u as de o odeg adación p opues as pa a la del ame ina. 4.2.4 FOTO-SPME UTILIZANDO LUZ SOLAR NATURAL Se ealiza on algunas p uebas de o odeg adación de la λ-cihalo ina, pe me ina, ci lu ina, cipe me ina y del ame ina median e o o-SPME y empleando como uen e de i adiación luz sola na u al. La ib a de PDMS se expuso a la luz sola du an e 16 h en dos días consecu i os; anscu ido ese iempo se p ocedió a su análisis median e GC-MS. Además, se lle a on a cabo expe imen os en idén icas condiciones pe o p o egiendo la ib a de la luz del sol ( es de oscu idad). Los esul ados ob enidos pa a la o o-SPME con luz sola , el es de oscu idad y la SPME con ol se han ep esen ado en la Figu a IV.4.24. Figu a IV. 4. 23 Ru a s de o odeg adación p opues a s pa a la del ame ina . B B O OO CN B H O CN O OO CN HO O CN NC O HO O isóme os ¿? ¿? P24 P23 P6 P5 P3* P3 HO O P4 del ame ina 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 312 Tabla 4.9 Pa áme os ciné icos de los compues os es udiados. Compues o Rango e aluado (min) R 2 k ap (min -1 ) 1/2 (min) Ci eno ina 0-10 0,9983 0,234 2,96 Ale ina 0-60 0,9946 0,0679 10,2 T ans lu ina 0-60 0,9985 0,0585 11,8 Feno ina (2) 0-60 0,9954 0,0475 14,6 Feno ina (1) 2-60 0,9969 0,0465 14,9 Empen ina 0-60 0,9859 0,0274 25,3 Bu óxido de pipe onilo 0-60 0,9962 0,0403 17,2 De acue do con es os esul ados, el o den de o oes abilidad de los compues os in es igados bajo las condiciones expe imen ales empleadas en es e abajo es el siguien e: empen ina > PBO > eno ina (1) ~ eno ina (2) > ans lu ina > ale ina > ci eno ina. La mayo o oes abilidad de la empen ina se espe aba de los da os espec ales ob enidos a 254 nm (Apa ado 4.3.1.1). Del mismo modo, la mayo apidez de la o odeg adación de la ci eno ina es consis en e con su mayo coe icien e de abso ción mola a la longi ud de onda de abajo. Figu a IV.4.30 Demos ación del compo amien o ciné ico de p ime o den pa a la o odeg adación en ib a de los compues os es udiados. 0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 60 iempo de i adiación (min) ln(% de compues o sin deg ada ) empen ina ans lu ina ale ina bu óxido de pipe onilo eno ina (1) eno ina (2) ci eno ina IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 313 4.3.3 IDENTIFICACIÓN DE FOTOPRODUCTOS La exposición de los compues os es udiados a la luz UV condujo a la o mación de un g an núme o de o op oduc os, algunos de los cuales se pudie on iden i ica en a i amen e sob e la base de sus espec os de masas. Pa a ello, se compa a on los espec os de masas expe imen ales y los encon ados en la lib e ía de espec os. Sin emba go, pues o que los espec os de masas de un g an núme o de los o op oduc os de los compues os es udiados no apa ecen en la lib e ía, de nue o se u o que ecu i al análisis de los espec os de masas expe imen ales (clus e s de Cl, pé didas de agmen os ca ac e ís icos, iones molecula es) y a la consul a de la bibliog a ía disponible ace ca de la o oquímica de los pi e oides y del PBO pa a así a a de escla ece la iden idad de los p oduc os de su o odeg adación. Es impo an e en a iza que no se han encon ado es udios p e ios ace ca de la o odeg adación de la empen ina y la ci eno ina, y que la in o mación disponible ace ca de la o oquímica de la ans lu ina es muy escasa. Como en el es udio an e io , se ealiza on una se ie de expe imen os en los que se in es igó indi idualmen e la o odeg adación en ib a de cada compues o pa a así acili a la iden i icación de los o op oduc os. Las es uc u as de los o op oduc os iden i icados, así como los iempos de e ención e iones de cuan i icación se han incluido en la Tabla IV.4.10. Además de los o op oduc os de la empen ina y de la ci eno ina, de cuya o odeg adación no se han encon ado abajos p e ios, algunos de los o op oduc os iden i icados (F 2, F 5-F 8, F 10, F 15, F 17 y F 19) se p oponen po p ime a ez en es e es udio. En lo que espec a a las u as de o odeg adación, la isome ización, la up u a del enlace és e y la o mación de 3,3-dime ilac ila os se obse a on en odos los insec icidas es udiados. Además, se de ec a on o op oduc os comunes a a ios pi e oides (F 1, F 2, F 16, F 18). Es os compues os se han ma cado en neg o en la Tabla IV.4.10, mien as que los o op oduc os especí icos de cada compues o se han esal ado con dis in os colo es: empen ina ( osa), ans lu ina (azul), ale ina ( e de), eno ina ( iole a), ci eno ina (na anja) y PBO (ma ón). Po o o lado, pa a algunos o op oduc os (F 4, F 7, F 8, F 10, F 11, F 14) se ob u ie on a ios picos con 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 314 los mismos espec os de masas, y en es os casos se asumió que se habían gene ado mezclas isomé icas. Tabla IV.4.10 Es uc u as, iempos de e ención ( ) e iones de cuan i icación de los o op oduc os gene ados e iden i icados en la o o-SPME de los compues os es udiados. Código Fo op oduc o Es uc u a (min) Ion(es) de cuan i icación F 1 ácido 2,2-dime il-3-(2-me il-1- p openil)ciclop opanoca boxílico 7,14 81, 123 F 2 5-me il-6-(2-me ilp op-1-en-1- il)-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2- ona 8,19 111 F 3 3-me ilbu -2-enoa o de 1-e inil- 2-me ilpen -2-en-1-ilo 8,37 83 F 4 2,2-dime il-3-(2-me ilp op-1- en-1-il)ciclop opanoca boxila o de 1-e inil-2-me ilpen -2-en-1- ilo 10,05-10,41 123 F 5 ácido 3-(2,2-diclo o inil)-2,2- dime ilciclop opanoca boxílico 8,36 91, 127, 173 F 6 3-me ilbu -2-enoa o de 2,3,5,6- e a luo obencilo 8,47 83, 163 F 7 3-{[3-(2-clo o inil)-2,2- dime ilciclop opil]me il}- 1,2,4,5- e a luo obenceno 8,96-9,04 93, 129 F 8 3-{[3-(2,2-diclo o inil)-2,2- dime ilciclop opil]me il}- 1,2,4,5- e a luo obenceno 9,21-9,84 91, 127, 163 O OH OO O O O O Cl Cl OH O O O F F F F Cl H F F F F Cl Cl F F F F IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 315 O O H O HO CN Tabla IV.4.10 Es uc u as, iempos de e ención ( ) e iones de cuan i icación de los o op oduc os gene ados e iden i icados en la o o-SPME de los compues os es udiados, (con inuación). Código Fo op oduc o Es uc u a (min) Ion(es) de cuan i icación F 9 3- o mil-2,2- dime ilciclop opanoca boxila o de 2,3,5,6- e a luo obencilo 10,07 97, 163 F 10 3-(2-clo o inil)-2,2- dime ilciclop opanoca boxila o de 2,3,5,6- e a luo obencilo 10,71- 10,87 93, 163 F 11 3-(2,2-diclo o inil)-2,2- dime ilciclop opanoca boxila o de 2,3,5,6- e a luo obencilo 11,31- 11,51 163 F 12 4-hid oxi-3-me il-2-(2- p openil)-2-ciclopen en-1-ona 7,93 43, 109 F 13 3-me ilbu -2-enoa o de 3-alil-2- me il-4-oxociclopen -2-en-1-ilo 10,51 83, 134 F 14 2,2-dime il-3-(2-me ilp op-1- en-1-il)ciclop opanoca boxila o de 3-alil-2-me il-4-oxociclopen - 2-en-1-ilo 12,87- 13,14 123 F 15 1-me il-3- enoxibenceno 9,05 184 F 16 3- enoxibenzaldehído 10,34 198 F 16* hid oxi(3- enoxi enil)ace oni ilo 10,34 198 O O O F F F F H Cl H O O F F F F Cl Cl O O F F F F HO O O O O O O O O 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 316 Tabla IV.4.10 Es uc u as, iempos de e ención ( ) e iones de cuan i icación de los o op oduc os gene ados e iden i icados en la o o-SPME de los compues os es udiados, (con inuación). Código Fo op oduc o Es uc u a (min) Ion(es) de cuan i icación F 17 4- enoxibenzaldehído 10.59 197 F 18 (3- enoxi enil)me anol 10.87 200 F 19 3-me ilbu -2-enoa o de 3- enoxibencilo 13.96 83, 200 F 20 2,2-dime il-3-(2-me ilp op-1- enil)ciclop opanoca boxila o de 3- enoxibencilo 16.97 123, 183 F 21 (3- enoxi enil)ace oni ilo 11.46 209 F 22 3-me ilbu -2-enoa o de ciano(3- enoxi enil)me ilo 15.41 83 F 23 2,2-dime il-3-(2-me ilp op-1- enil)ciclop opanoca boxila o de α -ciano-3- enoxibencilo 18.28 123 F 24 2-(2-bu oxie oxi)-e anol 6.55 45, 57 F 25 5-me il-6-p opil-1,3- benzodioxol 8.40 149, 178 F 26 6-p opil-1,3-benzodioxol-5- ca baldehído 9.84 77, 135, 192 Si se p es a a ención a los o op oduc os incluidos en las Tablas IV.4.10 y IV.4.6 se obse a que hay una se ie de o op oduc os en común (F 5=P 1, F 15=P 2, F 16=P 3, F 18=P 4, F 19=P 11, F 21=P 5, F 22= P 6). Los iempos de e ención han cambiado con espec o al es udio an e io debido a las ope aciones habi uales de man enimien o en la columna c oma og á ica. O HO O H O O OO O OO O NC O OO CN O OO CN OOOH O O O O O H IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 317 En las Figu as IV.4.31 y IV.4.32 se mues an los espec os de masas de aquéllos o op oduc os iden i icados sob e la base de los co espondien es espec os de masas eó icos. 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 91 115 128 141 155 169 184 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 91 115 128 141 155 169 184 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 91 115 128 141 155 169 184 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 91 115 128 141 155 169 184 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico F 15 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 92 115 141 153 169 181 198 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 92 115 141 153 169 181 198 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 92 115 141 153 169 181 198 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 92 115 141 153 169 181 198 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico F 16 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 152 169 181 198 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 152 169 181 198 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 152 169 181 198 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 152 169 181 198 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico F16* 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 41 55 67 81 91 107 123 135 153 168 0% 25% 50% 75% 100% 41 55 69 81 91 107 123 135 153 168 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 41 55 67 81 91 107 123 135 153 168 0% 25% 50% 75% 100% 41 55 69 81 91 107 123 135 153 168 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico F 1 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 43 51 67 79 91 109 123 137 152 0% 25% 50% 75% 100% 43 53 67 79 91 109 123 137 152 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 43 51 67 79 91 109 123 137 152 0% 25% 50% 75% 100% 43 53 67 79 91 109 123 137 152 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico F 12 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 41 81 107 123 153168 0% 25% 50% 75% 100% 41 79 107 123 136 153168 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 136 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 41 81 107 123 153168 0% 25% 50% 75% 100% 41 79 107 123 136 153168 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 136 F 14 Figu a IV.4.31 Espec os de masas expe imen ales y eó icos de F 1, F 12, F 14, F 15, F 16 y F 16*. 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 318 Po o a pa e, en las Figu as IV.4.33 y IV.4.34 se mues an los espec os de masas y la jus i icación de iones expe imen ales de aquéllos o op oduc os pa a los cuales no se dispuso de los co espondien es espec os de masas eó icos. 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 115 141 169 197 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 115 141 169 197 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 115 141 169 197 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 115 141 169 197 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico F 17 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 41 51 65 79 94 107 115 141 153 171 183 200 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 94 107 115 141 153 171181 200 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 41 51 65 79 94 107 115 141 153 171 183 200 0% 25% 50% 75% 100% 51 65 77 94 107 115 141 153 171181 200 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico F 18 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 81 123 183 250 307 350 0% 25% 50% 75% 100% 81 123 183 250 307 350 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 81 123 183 250 307 350 0% 25% 50% 75% 100% 81 123 183 250 307 350 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico F 20 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 40 51 63 77 91 103 115 127 141 154 169 181 209 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 89 103 116 127 141 153 169 181 209 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 40 51 63 77 91 103 115 127 141 154 169 181 209 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 89 103 116 127 141 153 169 181 209 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico F 21 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 45 57 75 87 101 120 133 145 0% 25% 50% 75% 100% 45 57 75 87 100 119 132 144 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 45 57 75 87 101 120 133 145 0% 25% 50% 75% 100% 45 57 75 87 100 119 132 144 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico F 24 Figu a IV.4.32 Espec os de masas expe imen ales y eó icos de F 17, F 18, F 20, F 21 y F 24. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 319 Figu a IV.4.33 Espec os de masas y jus i icación de iones expe imen ales de F 2, F 3, F 5, F 6, F 7 y F 8. 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 98 111 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 98 111 F 2 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 107 91 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 107 91 F 3 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 91 127 163 173 191 207 50 75 100 125 150 175 200 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 91 127 163 173 191 207 F 5 50 100 150 200 250 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 93 129 163 143 50 100 150 200 250 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 93 129 163 143 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 91 127 163 143 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 91 127 163 143 F 7 F 8 50 100 150 200 250 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 99 143 163 50 100 150 200 250 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 99 143 163 F 6 OO -CH -CH 3 + m/z 111 m/z 98 m/z 83 + m/z 55 O + -CO m/z 55 m/z 83 + -CH 3 (-H) m/z 91 m/z 107 Cl Cl + m/z 163 -HCl m/z 127 -HCl m/z 91 Cl Cl OH O -OH m/z 191 -H m/z 207 -Cl m/z 173 + · O + m/z 83 m/z 55 -CO O O + m/z 99 FF F F + m/z 163 -HF m/z 143 Cl H + m/z 129 -HCl m/z 93 FF F F + m/z 163 -HF m/z 143 FF F F + m/z 163 -HF m/z 143 Cl Cl + m/z 163 -HCl m/z 127 -HCl m/z 91 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 320 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 97 143 163 275 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 97 143 163 275 F 9 F 22 50 100 150 200 250 300m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 181 225 50 100 150 200 250 300m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 181 225 F 13 50 75 100 125 150 175 200m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 134 50 75 100 125 150 175 200m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 134 O m/z 83 m/z 55 + OO + ( - H ) m / z 1 8 1 (+H) m/z 225 CN 50 100 150 200 250 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 183 200 282 50 100 150 200 250 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 183 200 282 F 19 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 93 129 163 300 143 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 93 129 163 300 143 F 10 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 135 163 177 192 191 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 135 163 177 192 191 F 26 O O F F FF + m/z 275 O H + m/z 97 FF F F + m/z 163 -HF m/z 143 O + m/z 83 -CO m/z 55 O + (-H) m/z 134 O + m/z 83 -CO m/z 55 OO + (+H) m/z 200 m/z 183 O OO + · m/z 282 O O O H + · m/z 192 -H m/z 191 -CH 2 m/z 163 O O + m/z 177 -CH 3 m/z 135 m/z 129 -HCl m/z 93 Cl H + F F F F + m/z 163 -HF m/z 143 Cl HO O FF FF + · m/z 300 -HCl 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 97 143 163 275 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 97 143 163 275 F 9 F 22 50 100 150 200 250 300m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 181 225 50 100 150 200 250 300m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 181 225 F 13 50 75 100 125 150 175 200m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 134 50 75 100 125 150 175 200m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 134 O m/z 83 m/z 55 + OO + ( - H ) m / z 1 8 1 (+H) m/z 225 CN 50 100 150 200 250 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 183 200 282 50 100 150 200 250 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 55 83 183 200 282 F 19 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 93 129 163 300 143 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 93 129 163 300 143 F 10 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 135 163 177 192 191 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 135 163 177 192 191 F 26 O O F F FF + m/z 275 O H + m/z 97 FF F F + m/z 163 -HF m/z 143 O + m/z 83 -CO m/z 55 O + (-H) m/z 134 O + m/z 83 -CO m/z 55 OO + (+H) m/z 200 m/z 183 O OO + · m/z 282 O O O H + · m/z 192 -H m/z 191 -CH 2 m/z 163 O O + m/z 177 -CH 3 m/z 135 m/z 129 -HCl m/z 93 Cl H + F F F F + m/z 163 -HF m/z 143 Cl HO O FF FF + · m/z 300 -HCl Pa a la iden i icación de F 13 ambién se u iliza on da os espec ales consul ados en la bibliog a ía [24]. En lo que espec a al o op oduc o F 25, su es uc u a se p opuso sob e la base de la jus i icación del pa ón de agmen ación obse ado en el espec o de masas expe imen al pe o ambién de las simili udes y di e encias en e dicho espec o y el espec o eó ico de su isóme o 5-isobu il-1,3-benzodioxol (Figu a IV.4.35). Figu a IV.4.34 Espec os de masas y jus i icación de iones expe imen ales de F 9, F 10, F 13, F 19, F 22 y F 26. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 321 Finalmen e, los o op oduc os F 4, F 11 y F 23 se iden i ica on en a i amen e como isóme os de los co espondien es pi e oides de pa ida basándose en las simili udes en e sus espec os de masas expe imen ales y los de la empen ina, la ans lu ina y la ci eno ina, espec i amen e (Figu a IV.4.36). Figu a IV.4.35 Espec o de masas y jus i icación de iones expe imen ales de F 25, y espec o de masas eó ico del 5 - isobu il - 1,3 - benzodioxol. F 25 50 75 100 125 150 175m/z 0% 25% 50% 75% 100% 119 149 178 135 91 77 65 51 50 75 100 125 150 175m/z 0% 25% 50% 75% 100% 119 149 178 135 91 77 65 51 5-isobu il-1,3-benzodioxol 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 50 100 51 5151 51 65 6565 65 77 7777 77 91 9191 91 105 105105 105 135 135135 135 178 178178 178 m/z 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 50 100 51 5151 51 65 6565 65 77 7777 77 91 9191 91 105 105105 105 135 135135 135 178 178178 178 m/z O O O O + · m/z 178 + m/z 149 m/z 135 O O m/z 119 +-CH 2 O O 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 328 Las u as de o odeg adación p opues as pa a la eno ina se mues an en la Figu a IV.4.41. La o mación de F 1, F 16, F 18 y F 20 como o op oduc os de es e insec icida ya había sido desc i a po Ruzo y col. [22]. Po o a pa e, aunque el o op oduc o F 19 no ha sido encon ado como o op oduc o de la eno ina po o os au o es, en o os es udios se ha obse ado que la o mación de 3,3-dime ilac ila os es una u a de o odeg adación habi ual en pi e oides de es uc u a simila [2, 24]. En la Figu a IV.4.42 se mues a la supe posición de los c oma og amas ob enidos a di e en es iempos de i adiación UV, así como la co espondien e ciné ica de F 19. Figu a IV.4.41 Ru as de o odeg adación p opues as pa a la eno in a . O OH O O O H O HO O H O OO O OO O OO isóme o F1 F2 F15 F16 F17 F18 F19 F20 eno ina IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 329 4.3.3.5 Fo op oduc os de la ci eno ina Los compues os F 1, F 2, F 16 y F 18 ambién se de ec a on como o op oduc os de la ci eno ina. De nue o, la o mación del ácido c isan émico (F 1) sugie e que la up u a del enlace és e es una de las u as de o odeg adación de es e pi e oide. En es e caso, sin emba go, la iden idad del o op oduc o F 16 no se pudo con i ma debido al g an pa ecido en e los espec os de masas eó icos del 3- enoxibenzaldehído y o o posible o op oduc o de la ci eno ina como es el hid oxi(3- enoxi enil)ace oni ilo, que se puede o ma po up u a del enlace és e del pi e oide de pa ida (y/o del o op oduc o F 22). Po lo an o, es e o op oduc o pod ía a a se del 3- enoxibenzaldehído (F 16) o del hid oxi(3- enoxi enil)ace oni ilo (F 16*), o de ambos. El 3- enoxibenzaldehído p obablemen e se gene a ía po o ooxidación del (3- enoxi enil)me anol (F 18) el cual, a su ez, se pod ía o ma po up u a del enlace és e y pé dida del g upo ciano de la ci eno ina (y/o del o op oduc o F 22). El o op oduc o F 21, iden i icado en a i amen e como (3- enoxi enil)ace oni ilo, puede gene a se po pé dida del g upo hid oxilo del hid oxi(3- enoxi enil)ace oni ilo o po up u a del enlace Cα-O de la ci eno ina y/o del o op oduc o F 22. 13.75 14.00 14.25 14.50 min 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 kCuen as Sin exposición UV 5 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV ION: 83+200 F 19 0 6000 12000 18000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (83+200) 13.75 14.00 14.25 14.50 min 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 kCuen as Sin exposición UV 5 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV ION: 83+200 F 19 0 6000 12000 18000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (83+200) Figu a IV.4.42 C oma og amas po ion ob e nidos a di e en es iempos de i adiación UV y ciné ica de o o o mación- o odeg adación de F 19. 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 330 La o mación de 3,3-dime ilac ila os ambién se p opuso como u a de o odeg adación de la ci eno ina debido a la iden i icación en a i a del 3-me ilbu -2- enoa o de ciano(3- enoxi enil)me ilo (F 22) como o op oduc o ( e los co espondien es c oma og amas y ciné ica en la Figu a IV.4.43). Finalmen e, la o oisome ización se pos uló como eacción de o odeg adación debido a la localización de un o op oduc o (F 23) con el mismo espec o de masas que la ci eno ina. Sob e la base de los o op oduc os de la ci eno ina que ue on iden i icados en a i amen e, se p opusie on las u as de o odeg adación mos adas en la Figu a IV.4.44. Figu a IV. 4. 44 Ru as de o odeg adación p opues as pa a la ci eno ina . 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 kCuen as Sin exposición UV 2 min exposición UV 5 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV ION: 83 F 22 0 2000 4000 6000 8000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (83) 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 kCuen as Sin exposición UV 2 min exposición UV 5 min exposición UV 20 min exposición UV 40 min exposición UV ION: 83 F 22 0 2000 4000 6000 8000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (83) Figu a IV.4.43 C oma og amas po ion ob enidos a di e en es iempos de i adiación y ciné ica de o o o mación- o odeg adación de F 22. O OH OO O O H O HO CN O HO O NC O OO CN O OO CN isóme o F2F1F22 F21 F18 F23 ¿F16? ¿F16*? ci eno ina IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 331 4.3.3.6 Fo op oduc os del PBO Se iden i ica on es compues os como o op oduc os del bu óxido de pipe onilo: F 24- F 26. Po una pa e se p opusie on como o op oduc os el 2-(2-bu oxie oxi)-e anol (F 24) y el 5-me il-6-p opil-1,3-benzodioxol (F 25). Ambos compues os, p e iamen e de ec ados po o os au o es [28], pueden gene a se a pa i del PBO po up u a del enlace C-O en posición bencílica. El o op oduc o F 26 del PBO se iden i icó en a i amen e como 6-p opil-1,3- benzodioxol-5-ca baldehído. Es e compues o, que puede ob ene se po pé dida de la cadena la e al bu oxie oxie ilo del PBO y po la subsiguien e oxidación al co espondien e aldehído del alcohol bencílico esul an e, ya había sido iden i icado an e io men e como o op oduc o del PBO [29-31]. Las u as de o odeg adación p opues as pa a el bu óxido de pipe onilo se ilus an en la Figu a IV.4.45. Figu a IV.4.45 Ru as de o odeg adación p opues as pa a el PBO. O O O O O H OOOH O O O O O F24 F26 F25 bu óxido de pipe onilo 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 332 La supe posición de los c oma og amas ob enidos a di e en es iempos de i adiación, así como la co espondien e ciné ica del o op oduc o F 26 se mues an en la Figu a IV.4.46. 4.4 DISCUSIÓN DE RESULTADOS: PIRETROIDES CARENTES DE ANILLO CICLOPROPANO En es e úl imo es udio se ha in es igado la o odeg adación de dos pi e oides ca en es del anillo ciclop opano: luci ina o y en ale a o. De nue o, ambos p oduc os ue on adqui idos como mezclas isomé icas de al mane a que, bajo las condiciones de análisis especi icadas en la Tabla IV.4.2, se ob u ie on dos picos c oma og á icos pa a cada uno de los compues os. Cada uno de esos picos se cuan i icó po sepa ado y los co espondien es iempos de e ención e iones de cuan i icación se han incluido en la Tabla IV.4.11. En la Figu a IV.4.47 se mues an los espec os de masas expe imen ales y eó icos de ambos pi e oides. 9.7 9.8 9.9 10.0 min 0 5 10 15 20 kCuen as Sin exposición UV 2 min exposición UV 10 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV ION: 77+135+192 F 26 0 3000 6000 9000 12000 15000 18000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (77+135+192) 9.7 9.8 9.9 10.0 min 0 5 10 15 20 kCuen as Sin exposición UV 2 min exposición UV 10 min exposición UV 40 min exposición UV 60 min exposición UV ION: 77+135+192 F 26 0 3000 6000 9000 12000 15000 18000 0 20 40 60 iempo de i adiación (min) al u a (77+135+192) Figu a IV.4.46 C oma og amas po ion ob enidos a di e en es iempos de i adiación y ciné ica de o o o mación- o odeg adación de F 26. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 333 Tabla IV.4.11 Tiempos de e ención e iones de cuan i icación de los pi e oides es udiados. Compues o (min) Iones de cuan i icación Fluci ina o (1) 26,69 157+199 Fluci ina o (2) 26,89 157+199 Fen ale a o (1) 27,43 125+167 Fen ale a o (2) 27,66 125+67 4.4.1 EXPERIMENTOS PRELIMINARES 4.4.1.1 Espec os UV Los espec os de abso ción UV del luci ina o y del en ale a o en agua ul apu a (10 ng mL -1 ) se mues an en la Figu a IV.4.48. Los pa ones espec ales obse ados pa a ambos compues os son muy simila es, lo cual es bas an e lógico si se iene en cuen a que las di e encias es uc u ales en e ellos son mínimas y poco impo an es desde el pun o de is a de la abso ción en la egión UV. Figu a IV.4.47 Espec os de masas eó icos y expe imen ales de: (a) luci ina o; (b) en ale a o. 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 184 199 225 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 184 199 225 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 184 199 225 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 184 199 225 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 77 125 127 167 181 225 419 0% 25% 50% 75% 100% 77 125 127 167 181 225 419 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 77 125 127 167 181 225 419 0% 25% 50% 75% 100% 77 125 127 167 181 225 419 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico (a) luci ina o (b) en ale a o 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 184 199 225 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 184 199 225 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 184 199 225 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 184 199 225 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 77 125 127 167 181 225 419 0% 25% 50% 75% 100% 77 125 127 167 181 225 419 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 77 125 127 167 181 225 419 0% 25% 50% 75% 100% 77 125 127 167 181 225 419 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico (a) luci ina o (b) en ale a o 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 334 A pa i de los da os espec ales ob enidos se es ima on los coe icien es de abso ción mola a los máximos de emisión de las dos lámpa as empleadas en es e es udio: 254 nm y 366 nm (Tabla IV.4.12). Tabla IV.4.12 Coe icien es de abso ción mola a 254 nm y 366 nm. Tal y como se espe aba, ambos insec icidas abso ben p ác icamen e el mismo núme o de o ones a las longi udes de onda conside adas. A la is a de es os esul ados, y si la can idad de o ones abso bidos uese el único ac o de e minan e de la elocidad de o odeg adación de es os compues os, se ía de espe a que luci ina o y en ale a o se o odeg adasen a elocidades simila es. Además, ambos pi e oides abso ben menos adiación a 366 nm que a 254 nm, po lo que es de supone que las ans o maciones o olí icas sean más len as a 366 nm. 4.4.1.2 In luencia de la uen e de i adiación Los p ime os pasos en el es udio de la o odeg adación en ib a del luci ina o y en ale a o u ie on como obje i o es udia la in luencia de la uen e de i adiación ε 254 (M -1 cm -1 ) ε 366 (M -1 cm -1 ) Fluci ina o 6,98·10 6 3,07·10 6 Fen ale a o 7,00·10 6 2,80·10 6 Figu a IV.4.48 Espec os de abso ción UV del en ale a o y del luci ina o. 0.00E+00 2.00E+06 4.00E+06 6.00E+06 8.00E+06 1.00E+07 1.20E+07 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 Longi ud de onda (nm) ε (M -1 cm -1 ) luci ina o en ale a o IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 335 empleada y, de es a mane a, elegi las condiciones de i adiación más adecuadas pa a las siguien es expe iencias. En p ime luga se ealiza on una se ie de expe imen os en los que la ib a (con los pi e oides ya abso bidos) se expuso du an e 120 min a dos lámpa as di e en es: una lámpa a neg a luo escen e (8 W, 366 nm) y una lámpa a de me cu io de baja p esión (8 W, 254 nm). T anscu ido ese iempo, se obse ó que con la lámpa a neg a se había deg adado al ededo de un 40% de los anali os, mien as que con la lámpa a de me cu io de baja p esión la deg adación ue p ác icamen e del 100%. Po lo an o, la o odeg adación de los pi e oides ue e iden e en ambos casos y más len a a 366 nm que a 254 nm, pa a una misma po encia nominal, al y como se había p edicho a pa i de los da os de la Tabla IV.4.12. A con inuación se es udió la in luencia de la po encia a 254 nm. Pa a ello, se ealiza on p uebas a 18 W y se compa a on los esul ados con los ob enidos a 8 W. Lógicamen e, la o odeg adación de los insec icidas in es igados ue más ápida al abaja a 18 W. Si los expe imen os de o odeg adación se ealiza an a 366 nm, se end ían que es udia iempos de i adiación demasiado la gos. Po o o lado, al abaja a 254 nm con una po encia de 18 W, la deg adación de en ale a o y luci ina o es an ápida que se ía complicado de ini su compo amien o ciné ico y de ec a algunos o op oduc os. De mane a que, po azones p ác icas, en los expe imen os pos e io es se decidió es udia la o o-SPME de es os compues os u ilizando la lámpa a de me cu io de baja p esión (254 nm) de 8 W. 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 336 4.4.1.3 Tes de oscu idad Como ya se hizo pa a los o os compues os in es igados, se ealizó un es de oscu idad con el obje i o de ce cio a se de que el descenso en la espues a analí ica del luci ina o y del en ale a o en las p uebas en las que la ib a de SPME es i adiada con luz UV se debe únicamen e a la acción de los o ones. Pa a ello, se ealiza on los mismos expe imen os (con ol, o o-SPME y es de oscu idad) que los indicados en el Apa ado 4.2.1.2, con la di e encia de que en es e caso se ex aje on alícuo as de 8 mL ( e Apa ado 4.1.1) de 1 ng/mL de los compues os es udiados. Además, la ib a ( e aída o no) se expuso du an e 60 min a la luz UV (λ = 254 nm) abajando a una po encia de 8 W. En la Figu a IV.4.49 se mues an los esul ados ob enidos en es as p uebas. T as 60 min de i adiación se obse ó un cla o descenso en las á eas de pico, mien as que no se ap eció una educción de las espues as en el es de oscu idad. Po lo an o, con es os esul ados se demos ó que du an e la i adiación de la ib a no se p oducen pé didas de los anali os po o os p ocesos como la ola ilización. 4.4.2 FOTO-SPME 4.4.2.1 In luencia del iempo de i adiación Se aza on las ciné icas de o odeg adación de los pi e oides in es igados es udiando la in luencia del iempo de i adiación (λ = 254 nm, 8 W) en la espues a analí ica de los mismos. Figu a IV.4.49 Resul ados del es de oscu idad y de la o o-SPME (60 min) pa a los pi e oides es udiados compa ados con los ob enidos en el expe imen o con ol. 0 20 40 60 80 100 luci ina o (1) luci ina o (2) en ale a o (1) en ale a o (2) % de compues o sin deg ada con ol o o-SPME es de oscu idad IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 337 Pa a ello se oma on alícuo as de 8 mL de una disolución de 1 ng/mL de los pi e oides es udiados en agua Milli-Q. T as la e apa de ex acción, la ib a se expuso a la luz UV du an e di e en es pe íodos de iempo comp endidos en e 0 y 60 min. A con inuación, la ib a se in odujo en el inyec o del c oma óg a o de gases y se egis a on las a iaciones en las á eas de pico de los anali os. En la Figu a IV.4.50 se supe ponen los c oma og amas co espondien es a 0, 5, 15 y 60 min de i adiación UV. En la igu a se obse a un cla o descenso en las á eas de pico del luci ina o y del en ale a o a medida que se inc emen a el iempo de exposición a la adiación. min 26.4 26.6 26.8 27.0 27.2 27.4 27.6 27.8 Hz 0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000 Tiempo de i adiación: 0 min 5 min 15 min 60 min Fluci ina o (1) (2) Fen ale a o (1) (2) min 26.4 26.6 26.8 27.0 27.2 27.4 27.6 27.8 Hz 0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000 Tiempo de i adiación: 0 min 5 min 15 min 60 min Fluci ina o (1) (2) Fen ale a o (1) (2) Las ciné icas de o odeg adación ob enidas se mues an en la Figu a IV.4.51. En odos los casos se ap ecian pé didas de más del 90% as 15 min de i adiación UV. Figu a IV.4.50 Supe posición de los c oma og amas ob enidos a di e en es iempos de i adiación pa a el luci ina o y en ale a o. 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 344 ambos compues os son posibles o op oduc os del en ale a o y luci ina o. De mane a que no se pudo con i ma la iden idad de es e o op oduc o: pod ía a a se del 3- enoxibenzaldehído, del hid oxi(3- enoxi enil)ace oni ilo, o incluso de ambos. Pa a la iden i icación de aquéllos o op oduc os de los que no se dispone del co espondien e espec o de masas eó ico, se ecu ió a la in e p e ación del pe il de agmen ación obse ado en sus espec os de masas ob enidos expe imen almen e. En las Figu as IV.4.55, IV.4.56 y IV.4.57 se ilus an los espec os de masas y la jus i icación de iones expe imen ales pa a dichos p oduc os de o odeg adación. 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 77 115 141 170 0% 25% 50% 75% 100% 51 77 115 141 170 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 77 115 141 170 0% 25% 50% 75% 100% 51 77 115 141 170 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico FEN4 50 100 150 200 250 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 77 113 141 0% 25% 50% 75% 100% 51 77 113 141 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico 50 100 150 200 250 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 77 113 141 0% 25% 50% 75% 100% 51 77 113 141 (a) Espec o expe imen al (b) Espec o eó ico FEN5 Figu a IV.4.54 Espec os de masas expe imen ales y eó icos de FEN 4 y FEN 5. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 345 Figu a IV.4.55 Espec os de masas y jus i icación de iones expe imen ales de FP 2, FP 4, FLU 1, FLU 2, FLU 3 y FLU 5. 50 75 100 125 150 175 200 225m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 168 195 223 169 50 75 100 125 150 175 200 225m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 168 195 223 169 FP 2 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 91 133 209 77 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 91 133 209 77 FP 4 25 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 75 121 171 172 25 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 75 121 171 172 FLU1 OF F H O172 171 (-H) 75 121 -H OO CN 223 -CO 195 169 168 -H O CN (+H) 209 77 77 133 -(CH(CH 3 ) 2 )+H 91 50 75 100 125 150 175 200m/z 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 200 50 75 100 125 150 175 200m/z 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 200 FLU2 OF F200 157 -CHF 2 +H 107 50 75 100 125 150 175 200 0% 25% 50% 75% 100% 115 131 147 183 198 50 75 100 125 150 175 200 0% 25% 50% 75% 100% 115 131 147 183 198 FLU3 OF F198 147 131 183 115 -(F 2 CHO)-H 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 173 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 173 FLU5 OF F OH OH O F F 173 50 75 100 125 150 175 200 225m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 168 195 223 169 50 75 100 125 150 175 200 225m/z 0% 25% 50% 75% 100% 51 63 77 115 141 168 195 223 169 FP 2 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 91 133 209 77 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 91 133 209 77 FP 4 25 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 75 121 171 172 25 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 75 121 171 172 FLU1 OF F H O172 171 (-H) 75 121 -H OO CN 223 -CO 195 169 168 -H O CN (+H) 209 77 77 133 -(CH(CH 3 ) 2 )+H 91 50 75 100 125 150 175 200m/z 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 200 50 75 100 125 150 175 200m/z 0% 25% 50% 75% 100% 107 157 200 FLU2 OF F200 157 -CHF 2 +H 107 50 75 100 125 150 175 200 0% 25% 50% 75% 100% 115 131 147 183 198 50 75 100 125 150 175 200 0% 25% 50% 75% 100% 115 131 147 183 198 FLU3 OF F198 147 131 183 115 -(F 2 CHO)-H 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 173 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 173 FLU5 OF F OH OH O F F 173 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 346 Figu a IV.4.56 Espec os de masas y jus i icación de iones expe imen ales de FLU 6, FLU 7, FLU 8, FEN 2 y FEN 6. 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 157 172 181 199 380 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 157 172 181 199 380 FLU7 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 172 183 382 199 157 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 172 183 382 199 157 FLU8 O O F F 380 (-H) 181 (+H) 199-(CH(CH 3 ) 2 )+H 157 -(CHCH 3 )+H 172 O O F F 382 199-(CH(CH 3 ) 2 )+H 157 -(CHCH 3 )+H 172 183 50 100 150 200 250 300 350 400 0% 25% 50% 75% 100% 157 199 209 407 50 100 150 200 250 300 350 400 0% 25% 50% 75% 100% 157 199 209 407 FLU6 CN O O F F 407 (+H) 209 199-(CH(CH 3 ) 2 )+H 157 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 116 131 151 166 50 75 100 125 150 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 116 131 151 166 FEN2 Cl 166 131 151 -Cl 116 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 168 183 198 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 168 183 198 FEN6 O O (-H) 168 183 (+H) 198 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 347 Pa a la iden i icación de FEN 7 ambién se u iliza on da os espec ales disponibles en la bibliog a ía [35]. Además, en el caso de los o op oduc os clo ados del en ale a o (FEN 2, FEN 7, FEN 8), la localización de clus e s ca ac e ís icos de la p esencia de un á omo de Cl p opo cionó una in o mación cla e. Po o o lado, el hecho de que en ale a o y luci ina o p esen en es uc u as muy simila es esul ó de g an ayuda du an e el p oceso iden i ica i o de los o op oduc os, ya que p oduc os de deg adación equi alen es mos a on pa ones de agmen ación análogos (p.ej. FLU 8 y FEN 8; FLU 3 y FEN 2). O o ejemplo es el de los o op oduc os FEN 5 y FLU 5: la es uc u a de FEN 5, 1,2-bis(4-clo o enil)e ano-1,2-diol, se p opuso ya que el espec o expe imen al coincide con el encon ado en la lib e ía (Figu a IV.4.54); en el caso del o op oduc o análogo del luci ina o (FLU 5), 1,2-bis(4- (di luo ome oxi) enil)e ano-1,2-diol, an solo se pudo jus i ica un ion expe imen al (m/z 173, e Figu a IV.4.55), sin emba go es a asignación es plausible dada la simili ud en e los pe iles de agmen ación de es e o op oduc o (pa a el cual no se dispone del espec o eó ico) y FEN 5. Mención apa e me ecen los o op oduc os FEN 3 y FLU 4. FEN 3 se iden i icó en a i amen e como 1-(4-clo o enil)-2-me ilp opan-1-ona sob e la base del espec o eó ico de su isóme o 1-(4-clo o enil)bu an-1-ona (Figu a IV.4.58). Además, en el Figu a IV.4.57 Espec os de masas y jus i icación de iones expe imen ales de FEN 7 y FEN 8. 50 100 150 200 250 300 350 0% 25% 50% 75% 100% 125 140 168 183 350 153 50 100 150 200 250 300 350 0% 25% 50% 75% 100% 125 140 168 183 350 153 FEN8 Cl O 350 183 (+H) 168 153 140 125 -CH 3 -CH -CH 3 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 125 167 209 375 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 125 167 209 375 FEN7 CN Cl O 375 (+H) 209 167-(CH(CH 3 ) 2 )+H 125 50 100 150 200 250 300 350 0% 25% 50% 75% 100% 125 140 168 183 350 153 50 100 150 200 250 300 350 0% 25% 50% 75% 100% 125 140 168 183 350 153 FEN8 Cl O 350 183 (+H) 168 153 140 125 -CH 3 -CH -CH 3 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 125 167 209 375 50 100 150 200 250 300 350 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 125 167 209 375 FEN7 CN Cl O 375 (+H) 209 167-(CH(CH 3 ) 2 )+H 125 4. FOTODEGRADACIÓN DE PIRETROIDES 348 espec o de masas expe imen al de FEN 3 se localizó el hipo é ico ion molecula de es e o op oduc o (m/z 182). Po analogía en e el compo amien o o oquímico de en ale a o y luci ina o, en p incipio se pensó que FLU 4 pudie a a a se del 1-(4- di luo ome oxi enil)-2-me ilp opan-1-ona. Sin emba go, en es e caso no se de ec ó el ion molecula co espondien e (m/z 214) po lo que se desca ó dicha asignación. Así, inalmen e, FLU 4 se iden i icó en a i amen e como 1,2-bis(4- (di luo ome oxi) enil)e ano-1,2-diona basándose en la jus i icación del pa ón de agmen ación obse ado en el espec o de masas ob enido expe imen almen e (Figu a IV.4.58). Finalmen e, el o op oduc o FP 3 ue iden i icado en a i amen e como 2,3-bis(3- enoxi enil)succinoni ilo. Su iden i icación se basó en las simili udes en e su espec o de masas expe imen al y el espec o de masas eó ico del 3-( enoxi enil)ace oni ilo (Figu a IV.4.59), que es el “monóme o” de FP 3 y que ambién ha sido de ec ado como o op oduc o de ambos pi e oides en es udios an e io es [32, 33, 36-39]. De hecho, el 3-( enoxi enil)ace oni ilo se de ec ó ( an o en la ib a sin expone como en la ib a expues a a la adiación UV) con un iempo de e ención de 12,63 min, pe o no se puede conside a como o op oduc o pues o que no se ap eció un inc emen o e iden e en la espues a con el iempo de exposición. Figu a IV.4.58 Espec os de masas expe imen ales de los o op oduc os FEN 3 y FLU 4 e iden i icación de los mismos. 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 75 111 139 50 147 182 50 75 100 125 150 175 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 75 111 139 50 147 182 FEN3 50 70 90 110 130 150 170 190 0 50 100 50 75 111 139 147154 182 Cl O 1-(4-clo o enil)bu an-1-ona 50 70 90 110 130 150 170 190 0 50 100 50 75 111 139 147154 182 Cl O 1-(4-clo o enil)bu an-1-ona FLU4 OF F O O O F F 143 171 -(F 2 CH)+H 121 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 121 171 143 50 75 50 100 150 200 250 300 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 121 171 143 50 75 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 349 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 116 141 169 181 209 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 116 141 169 181 209 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 0 50 100 116 141 169181 209 OCN 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 0 50 100 116 141 169181 209 OCN FP 3 3-( enoxi enil)ace oni ilo 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 116 141 169 181 209 100 200 300 400 m/z 0% 25% 50% 75% 100% 116 141 169 181 209 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 0 50 100 116 141 169181 209 OCN 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 0 50 100 116 141 169181 209 OCN FP 3 3-( enoxi enil)ace oni ilo Las u as de o odeg adación p opues as pa a los pi e oides in es igados se mues an en las Figu as IV.4.60 y IV.4.61. Además de los o op oduc os suge idos, en es e caso se ha p o undizado algo más en los mecanismos de las o o eacciones y, po lo an o, ambién se han pos ulado adicales in e medios (designados con el p e ijo R). Es as u as se han cons uido sob e la base de los p oduc os de o odeg adación iden i icados, pe o ambién con la ayuda de abajos p e ios en los que se han discu ido con de alle los mecanismos y los adicales que in e ienen en la deg adación o oquímica del en ale a o y del luci ina o [33, 36, 38-40]. Figu a IV.4.59 Espec o de masas expe imen al de FP 3 y espec o eó ico de su “monóme o”. [Document text truncated for crawler view.]