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1 UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA CENTRO POLITECNICO SUPERIOR (CPS) Máster en Iniciación a la Investigación en Ingeniería Química y del Medio ambiente TRABAJO FIN DE MASTER ESTUDIO DE LA CONTAMINACIÓN POR MERCURIO EN LA CUENCA DEL EBRO. VALIDACIÓN DE UN EQUIPO PORTÁTIL PARA ANALIZAR MERCURIO EN AGUAS CURSO 2009-2010 Autor: JENNIFER LALINDE CATALÁN Director: JUDITH SARASA ALONSO Zaragoza, Septiembre 2010 2 ESTUDIO DE LA CONTAMINACIÓN POR MERCURIO EN LA CUENCA DEL EBRO. VALIDACIÓN DE UN EQUIPO PORTÁTIL PARA ANALIZAR MERCURIO EN AGUAS Resumen El mercurio es uno de los elementos menos abundantes pero más tóxicos de la corteza terrestre. En las últimas décadas, la contaminación por este tipo de metal se ha extendido debido a sus numerosas aplicaciones. Como consecuencia de ello, la legislación actual obliga los Estados Miembros a establecer estaciones de vigilancia para el control de la contaminación en el medio acuático causada por sustancias peligrosas (entre las que se encuentra el mercurio), aguas abajo de sus puntos de emisión. En la Cuenta del Ebro, el control de este tipo de sustancias peligrosas lo desarrolla la Confederación Hidrográfica del Ebro a través de la RCSP (Red de Control de Sustancias Peligrosas). Así, uno de los objetivos del presente estudio, es la evaluación de la presencia de mercurio en agua, sedimentos y biota de la Cuenca del Ebro durante los últimos cinco años (2005 -2009), con el fin de determinar aquellos puntos en los cuales los niveles de mercurio son más elevados. Tras la valoración de los resultados, se determinó que las estaciones de la RCSP con mayores problemas de contaminación fueron, la SP-1 (Gállego/Jabarrella) en agua, sedimentos y biota, la SP-3 (Ebro/Ascó) y la SP-5 (Cinca/Monzón) en sedimentos y biota y la SP-8 (Zadorra/Vitoria- Tres Puentes) y la SP-9 (Ebro/ Tortosa) con grandes problemas de contaminación en sedimentos. El segundo objetivo de este estudio es la validación del analizador de mercurio portátil LabAnalyser 254, con el fin de que posteriormente pueda utilizarse en la determinación de mercurio en muestra reales en el campo. Para el proceso de validación se desarrollaron ensayos de linealidad, exactitud y precisión, obteniéndose en todos los casos, datos favorables con respecto a los objetivos de validación fijados por los laboratorios de la Confederación Hidrográfica del Ebro. Finalmente, se analizaron muestras reales y se compararon los resultados con la concentración real de la muestra obtenida por otros métodos. A pesar de que en muestras con elevada concentración de mercurio o con concentraciones muy bajas los datos diferían ligeramente de los reales, en la mayoría de los casos los resultados fueron semejantes. 3 Contenido 1. Introducción y objetivos ......................................................................................... 4 2. Estudio de la contaminación por mercurio en la cuenca del Ebro. ......................... 7 2.1. Agua ............................................................................................................. 7 2.2 Sedimentos .................................................................................................... 8 2.3. Biota ........................................................................................................... 12 3. Validación de un equipo portátil para el análisis de mercurio en aguas. .................. 14 3.1 Procedimiento experimental. ........................................................................ 14 3.1.1. Preparación de patrones de calibración .......................................... 14 3.1.2. Preparación de muestras ................................................................ 15 3.1.3. Proceso de validación..................................................................... 16 3.2. Resultados de la validación ........................................................................ 18 3.2.1. Linealidad ....................................................................................... 18 3.2.2. Precisión......................................................................................... 23 3.2.3. Exactitud......................................................................................... 24 3.2.4. Resumen de los resultados de validación ....................................... 26 3.4. Análisis de muestras reales ........................................................................ 26 4. Conclusiones ....................................................................................................... 28 5. Bibliografía ........................................................................................................... 29 ANEXO I: Localización de las estaciónes de control de la red de sustancias peligrosas de la Confederación Hidrográfica del Ebro. .............................................. 32 ANEXO II: Evolución de la concentración de mercurio en sedimentos durante el periodo 1999-2009 en las estaciones Sp-1 (Gallego/ Jabarrella), Sp-3 (Ebro/ Ascó), Sp-5 (Cinca/ Monzón) y Sp-8 (Zadorra / Vitoria). .............. 35 ANEXO III: EVolución de la concentración de mercurio en biota durante el periodo 1999- 2009 en las estaciones Sp-1 (Gallego/ Jabarrella), Sp-3 (Ebro/ Ascó) y Sp-5 (Cinca/ Monzón). ............................................................... 41 ANEXO IV: Resultados de los ensayos de precisión en el proceso de validación del equipo LabAnalyser 254. ........................................................................ 46 ESTUDIO DE LA CONTAMINACION POR MERCURIO EN LA CUENCA DEL EBRO 4 1. Introducción y objetivos El mercurio es uno de los elementos menos abundantes pero más tóxicos de la corteza terrestre. Está presente en la pizarra, el granito, la caliza, la arenisca y otras rocas, además de en distintos minerales. En las últimas décadas, la contaminación por mercurio se ha extendido a causa del gran número de aplicaciones agrícolas e industriales que se han ido desarrollando. El agua del ecosistema es vulnerable a la contaminación por mercurio y puede pasar directamente a la cadena alimentaria. Los niveles de mercurio encontrados en lagos, ríos y arroyos no superan normalmente los 0,1 µg/l, pero en áreas cercanas a concentraciones de fuentes minerales de mercurio naturales, el nivel se puede elevar hasta superar los 80 µg/l [1] . Además, es posible encontrar niveles superiores de mercurio en aguas debido a la contaminación procedente de los residuos industriales y urbanos sin tratar, el drenaje de aguas residuales al subsuelo, el uso de cantidades excesivas de fertilizantes o pesticidas en prácticas agrícolas, etc. Es importante tener en cuenta los efectos adversos del mercurio sobre la salud humana y el medio ambiente de todo el mundo. Tanto el mercurio como sus compuestos son sumamente tóxicos, especialmente para el sistema nervioso en desarrollo. Los seres humanos pueden estar expuestos al mercurio de diversas formas, incluido, entre otras cosas, el consumo de pescado, los usos ocupacionales y domésticos, las amalgamas dentales o las vacunas que contienen mercurio. Destacar la importancia de la amenaza que supone el mercurio sobre el pescado, ya que este constituye un componente muy valioso tanto en la dieta humana como en la alimentación de depredadores acuáticos (como las aves o los mamíferos que se alimentan de pescado) Actualmente, la Directiva 2006/11/CE [2] obliga a los Estados Miembros a establecer estaciones de vigilancia para el control de la contaminación en el medio acuático causada por sustancias peligrosas, consideradas como tales, las tóxicas persistentes y bioacumulables (entre las que se encuentra el mercurio), aguas abajo de sus puntos de emisión. Con este objetivo, nace en 1992 la Red de Control de Sustancias Peligrosas (RCSP) de la Confederación Hidrográfica del Ebro. Esta red está constituida por una ESTUDIO DE LA CONTAMINACION POR MERCURIO EN LA CUENCA DEL EBRO 5 serie de estaciones de control que se distribuyen a lo largo de toda la cuenca del Ebro y en las cuales se realiza la toma de muestras de agua, sedimentos y biota para evaluar la concentración de sustancias peligrosas y sustancias preferentes recogidas en la Lista I y la Lista II respectivamente, de la Directiva mencionada anteriormente. Así, tomando como base los informes emitidos por la Confederación, uno de los objetivos del presente estudio, es la evaluación de la presencia de mercurio en agua, sedimentos y biota de la Cuenca del Ebro durante los últimos cinco años (2005 -2009), con el fin de determinar aquellos puntos en los cuales los niveles de mercurio son más elevados [3][4][5][6][7] . El anexo I, presenta la localización de las estaciones de control de la RCSP en las que se controlan la presencia de mercurio en la Cuenca. En la actualidad, las técnicas más utilizadas para analizar mercurio en aguas son: la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) [8] o la absorción atómica (AA) [9] . También existen otras técnicas como la generación de vapor frío y fluorescencia atómica [10][11][12][13] . Debido a la necesidad de continuos análisis, además de los equipos ya existentes que desarrollan estas técnicas de análisis, están surgiendo nuevos equipos que permiten analizar de forma más rápida, económica y versátil, la concentración de mercurio presente en el agua. Es el caso del equipo portátil LabAnalyser 254 que se muestra en la figura 1. Figura 1: Imagen de equipo LabAnalyser 254 ESTUDIO DE LA CONTAMINACION POR MERCURIO EN LA CUENCA DEL EBRO 6 Este equipo utiliza un método de análisis basado en la generación de vapor frío y fluorescencia atómica. Este método requiere una previa digestión de la muestra con una solución de bromuro/bromato que permite transformar las especies órganomercuriales en mercurio (II). Tras aproximadamente media hora de digestión, se elimina el exceso de bromo adicionando hidrocloruro de hidroxilamina e inmediatamente antes del análisis, la muestra se reduce con cloruro estannoso para convertir el mercurio (II) a vapor de mercurio elemental y se analiza por fluorescencia atómica. La ventaja de este equipo es que por sus reducidas dimensiones puede trasladarse con facilidad y utilizarse para determinar mercurio directamente en el campo, sin necesidad de trasportar muestras al laboratorio. Sin embargo, para poder utilizar este equipo portátil en la medida de muestras reales en el campo, es necesario previamente un exhaustivo proceso de validación que permita asegurar que los datos obtenidos son fiables. De manera que, el segundo objetivo de este estudio es la validación de la metodología de análisis del LabAnalyser 254. El equipo utilizado para este estudio, se encuentra en las instalaciones del laboratorio de Calidad de Aguas de la Confederación Hidrográfica del Ebro de Zaragoza. El convenio establecido entre el Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente de la Universidad de Zaragoza y la Confederación Hidrográfica del Ebro ha permitido el desarrollo de este estudio. Del mismo modo, los objetivos a conseguir en la validación, se presentan en la tabla 1 y son conforme a los criterios propios del laboratorio de la Confederación Hidrográfica del Ebro [14] y a la Directiva 2008/105/CEE que fija una norma de calidad ambiental (NCA) para mercurio en aguas superficiales de 0,05 µg/l. Tabla 1: Objetivos en la validación del método para el análisis de Mercurio OBJETIVOS DE VALIDACIÓN PARA ANÁLISIS DE MERCURIO Linealidad Coeficiente de correlación ≥0,9950 Error de ajuste de los patrones de calibración ± 15% Limite Cuantificación ( µg/l ) 0,05 Precisión (%) Repetitividad ≤ 5 Reproducibilidad en patrones ≤10 Reproducibilidad en muestras reales ≤15 Exactitud (%) Recuperación en patrones 85-115* Recuperación en matrices acuosas. 75-125 *el error de ajuste para el patrón correspondiente al límite de cuantificación es ± 20% ESTUDIO DE LA CONTAMINACION POR MERCURIO EN LA CUENCA DEL EBRO 7 2. Estudio de la contaminación por mercurio en la cuenca del Ebro. En este punto se va a analizar la evolución de la concentración de mercurio en agua, sedimentos y biota de la Cuenca del Ebro en un periodo de cinco años, desde el año 2005 hasta el año 2009. Se determinarán los puntos más problemáticos de la Cuenca y los posibles incumplimientos legales conforme a las Directivas vigentes en cada momento. 2.1. Agua Hasta el año 2008, la Directiva 2000/60/CE [15] del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de octubre de 2000, por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas (y más concretamente las Directivas 84/156/CEE 82/176/CEE para el caso del mercurio) fijaba los objetivos de calidad que hacían referencia a las concentraciones máximas admisibles de sustancias peligrosas que podían aparecer en aguas superficiales. A partir del 2008, con la entrada en vigor de la Directiva 2008/105/CEE [16] , se modifica la Directiva 2000/60/CE y se modifican y derogan las Directivas 82/176/CEE y 84/156/CEE, relativas al mercurio. Así, esta nueva Directiva, establece normas de calidad ambiental (NCA) para las sustancias prioritarias (entre las que se encuentra el mercurio) y para otros contaminantes. Debido a que la contaminación química puede afectar al medio acuático a corto y largo plazo, la Directiva ha establecido NCA expresadas en medias anuales (NCA-MA), para la protección contra la exposición a largo plazo, y concentraciones máximas admisibles (NCA-CMA) para la protección contra la exposición a corto plazo. En el caso del mercurio, la NCA-MA para aguas superficiales continentales es 0,05 µg/l y la concentración máxima admisible es de 0,07 µg/l. Desde el año 2005 hasta el 2007, tras los análisis mensuales realizados en las diferentes estaciones de la RCSP de la Cuenca del Ebro, se concluyó que en el caso del mercurio, se cumplían todos los objetivos de calidad establecidos en la Directiva correspondiente. Sin embargo, con la entrada en vigor de la Directiva 2008/105/CEE, en los análisis llevados a cabo en 2008 y 2009 se encontró que la estación SP-1 (Gállego / Jabarrella), presentaba graves problemas de contaminación por mercurio. En 2008, ESTUDIO DE LA CONTAMINACION POR MERCURIO EN LA CUENCA DEL EBRO 8 este punto de control incumplió la NCA-MA, con un valor de 0,111 µg/l frente al 0,05 µg/l permitido en la legislación. Además, la concentración máxima admisible sobrepasó la estipulada en 4 de las muestras mensuales tomadas durante ese año. La tabla 2 muestra estos incumplimientos: Tabla 2: Estaciones que incumplen la NCA –MA y NCA-CMA relativas al mercurio en 2008. Estación Fecha de muestreo Concentración (µg /l de Hg) NCA - CMA (µg/l de Hg) NCA - MA (µg/l de Hg) SP- 1 Gállego /Jabarrella Media anual 0,111 0,05 21/01/2008 0,17 0,07 19/02/2008 0,28 19/08/2008 0,12 02/12/2008 0,48 En 2009 por el contrario, las medias anuales (MA) de los análisis de mercurio en aguas cumplían los objetivos en todas la estaciones de control, y tan solo en una de las muestras mensuales de la estación SP-1 se encontraron concentraciones por encima de la concentración máxima admisible. La tabla 3 muestra estos incumplimientos: Tabla 3: Estaciones que incumplen la NCA-CMA relativas al mercurio en 2009. Estación Fecha de muestreo Concentración (µg /l de Hg) NCA - CMA (µg/l de Hg) SP- 1 Gállego /Jabarrella 21/01/2009 0,25 0,07 Así, a pesar de que en 2009 todavía se da algún caso de incumplimiento, las nuevas directivas parecen surgir efecto ya que las concentraciones de mercurio en aguas se redujeron considerablemente, especialmente en los puntos más problemáticos de la Cuenca. 2.2 Sedimentos En el caso de los sedimentos, los objetivos de calidad para el mercurio se basan en que la concentración en estas matrices no aumente considerablemente con el tiempo (principio básico de mejora continua o “standstill”). Este criterio viene también contemplado en la Directiva 2008/105/CE para las sustancias prioritarias propensas a la acumulación en sedimentos, como es el caso del mercurio. ESTUDIO DE LA CONTAMINACION POR MERCURIO EN LA CUENCA DEL EBRO 9 Para el control de sedimentos en la RCSP, la toma de muestras se hace una vez al año, coincidiendo con la toma de muestras de peces, ya que la variación estacional a lo largo de año es prácticamente nula. La tabla 4 muestra las concentraciones de mercurio encontradas en los análisis de sedimentos en los últimos cinco años, entre 2005 y 2009, de las estaciones SP-1 a la SP-9. En la figura 2 se representa la evolución temporal de mercurio en el mismo periodo. Tabla 4: Resultados obtenidos en el análisis de mercurio en sedimentos de la estación SP-1 a la estación SP-9 Estación/Año 2005 2006 2007 2008 2009 Concentración (mg/kg peso seco ) SP - 1 0,28 0,504 0,404 0,554 0,359 SP - 2 0,05 0,053 0,085 0,075 0,041 SP - 3 0,19 0,413 0,122 0,108 0,112 SP - 4 0,05 0,052 0,053 0,136 0,073 SP - 5 0,207 0,645 0,14 0,273 0,238 SP - 6 0,27 0,245 0,195 0,122 0,130 SP - 7 0,09 0,09 0,107 0,081 0,152 SP - 8 0,946 0,768 0,669 0,792 1,000 SP - 9 0,536 0,402 0,392 0,33 0,356 Figura 2: Evolución temporal de la concentración de mercurio en sedimentos de la estación SP-1 a la estación SP-9 VALIDACIÓN DEL EQUIPO PORTATIL LABANALYSER 254 16 el análisis y optando por la opción de software para la realización de medida de muestras. Inmediatamente antes de dicho análisis, se añaden 500 µl de cloruro estannoso para convertir el mercurio (II) a vapor de mercurio elemental. El vaso con la muestra se coloca en el equipo y se procede al análisis por el método de espectroscopia de fluorescencia atómica. Los resultados obtenidos corresponden a la concentración de la muestra y son en función de la recta de calibrado que se ha seleccionado previamente. 3.1.3. Proceso de validación. • Linealidad: En primer lugar, para comprobar que el rango lineal de análisis del equipo LabAnalyser 254, se encuentra entre 0,05 µg/l y 2 µg/l, se analizaron repetidas veces, 8 patrones de calibración de concentraciones comprendidas entre 0,01 µg/l y 2 µg/l. Posteriormente, se realizaron varios estudios de linealidad con las señales obtenidas del análisis de cinco patrones de concentraciones entre 0,05 µg/l - 2,00 µg/l. Estos estudios incluyen pruebas de linealidad en las que se representa gráficamente el cociente S/C (Señal/Conc.) vs. C (Conc.) y se comprueba que el cociente S/C de cada uno de los patrones no se desvía más de un 20 % de la media global S/C. Estos estudios incluyen también la comprobación del coeficiente de correlación y de la bondad de ajuste de los datos al representar los resultados de absorbancia frente a las concentraciones de cada patrón correspondiente. • Precisión: Para comprobar la precisión de método se realizaron estudios de repetibilidad y reproducibilidad en patrones y muestras reales. La repetibilidad del método se determinó tras realizar el análisis de la concentración de 10 muestras reales idénticas durante un mismo día, un mismo analista. Con los resultados obtenidos, se calculó la media (X), la desviación estándar (S) y el coeficiente de variación (CV) de los resultados. VALIDACIÓN DEL EQUIPO PORTATIL LABANALYSER 254 17 Estos mismos cálculos se realizaron tras el análisis de 10 patrones preparados con la misma concentración (1,00 µg/l). Para determinar la reproducibilidad de método, se analizaron en días consecutivos, las concentraciones de varias muestras reales idénticas. Del mismo modo, para conocer la reproducibilidad en patrones, se tomaron los datos de los análisis de varios días, de patrones de 0,5 µg/l y 1,00 µg/l. Con los datos obtenidos, de nuevo se determinaron los coeficientes de variación correspondientes. • Exactitud: Para analizar la exactitud del método, se comprueba los porcentajes de recuperación en patrones y en matrices acuosas (aguas naturales). Para comprobar el porcentaje de recuperación en patrones, se analizan diversos patrones con varias concentraciones diferentes y se relaciona la concentración real del patrón con la concentración obtenida en el análisis mediante la siguiente fórmula: En este punto se comprueba también la exactitud en la determinación de patrones con una concentración igual al límite de cuantificación del método, que en este caso se considera 0,05 µg/l. La comprobación de recuperación en matrices acuosas se lleva a cabo para asegurar la ausencia de interferencias en la determinación de mercurio debidas a las matrices de las muestras. En primer lugar se realiza un análisis de las muestras para conocer la concentración de mercurio que contienen, y posteriormente se les adiciona 0,5 µg/l y 1,00 µg/l de Hg y se vuelven a analizar. Entonces se calcula el porcentaje de recuperación, con la siguiente fórmula: VALIDACIÓN DEL EQUIPO PORTATIL LABANALYSER 254 18 3.2. Resultados de la validación A continuación se presentan los resultados obtenidos en la determinación de la linealidad, la precisión y la exactitud del método. 3.2.1. Linealidad Estudios de comprobación del rango lineal del método. Las tablas 6.A y 6.B muestran los resultados de los dos ensayos realizados para comprobar el rango de concentraciones para el cual el equipo proporciona una señal lineal. En ambos ensayos, se analizaron 8 patrones de concentraciones comprendidas entre 0,01 µg Hg/l y 2 µg Hg/l. En la figura 5.A y 5.B se representa el cociente S/C (Señal/ Conc.) frente a la C (Conc.) y la zona horizontal de la grafica corresponde al rango lineal del método. Tabla 6.A: Absorbancias obtenidas en el ensayo 1 de comprobación del rango lineal del método. C ( µg Hg/ l) S1 S2 S S/C 0,01 0,0005 0,0006 0,00055 0,055 0,025 0,0012 0,0012 0,0012 0,048 0,05 0,0023 0,0023 0,0021 0,042 0,1 0,0042 0,0042 0,0041 0,041 0,25 0,0099 0,0101 0,01 0,04 0,5 0,0197 0,0197 0,0197 0,0394 1 0,0387 0,0388 0,03875 0,03875 2 0,0764 0,0765 0,07645 0,038225 Figura 6.A: Grafica del ensayo 1 de comprobación del rango lineal del método. VALIDACIÓN DEL EQUIPO PORTATIL LABANALYSER 254 19 Tabla 6.B: Absorbancias obtenidas en el ensayo 2 de comprobación del rango lineal del método. C ( µg Hg/ L) S1 S2 S S/C 0,01 0,0006 0,0004 0,0005 0,05 0,025 0,0011 0,0011 0,0011 0,044 0,05 0,0021 0,0021 0,0021 0,042 0,1 0,0043 0,0041 0,0042 0,042 0,25 0,0103 0,0103 0,0103 0,0412 0,5 0,0203 0,0203 0,0203 0,0406 1 0,0406 0,0405 0,04055 0,04055 2 0,0798 0,0798 0,0798 0,0399 Figura 6.B: Gráfica del ensayo 2 de comprobación del rango lineal del método. Tras estos dos ensayos, se comprueba que rango lineal del equipo está comprendido entre 0,05 μg/l y 2,00 μg/l. Una vez conocido este rango se llevaron a cabo dos estudios de linealidad con las señales obtenidas del análisis de cinco nuevos patrones de concentraciones comprendidas dentro de este rango. Estos estudios incluyen una prueba de linealidad y la comprobación de la bondad de ajuste de los datos y del coeficiente de correlación. Estudio de linealidad 1: La tabla 7 muestra las absorbancias obtenidas en los análisis de patrones de concentraciones entre 0,05 µg Hg/l y 2 µg Hg/l para el estudio de linealidad 1. La figura 7 representa la prueba de linealidad por la que se comprueba que los cocientes S/C VALIDACIÓN DEL EQUIPO PORTATIL LABANALYSER 254 20 (Señal/Conc.) de cada uno de los patrones no se desvía más de un 20% de la media global, lo que implica una coherencia entre la concentración del patrón y la señal obtenida en cada caso. . Tabla 7: Datos para el estudio de linealidad 1: C ( µg Hg/ l) Señal Señal ( S/C) Media - 20% Media + 20% 0 0,003 - 0,05 0,0023 0,046 0,032968 0,049452 0,25 0,0103 0,0412 0,032968 0,049452 0,5 0,0203 0,0406 0,032968 0,049452 1 0,0395 0,0395 0,032968 0,049452 2 0,0775 0,03875 0,032968 0,049452 Media 0,04121 Figura 7: Grafica para la prueba de linealidad 1. La figura 8 refleja la recta resultante de representar la concentración de cada patrón frente a su señal correspondiente. La tabla 8 indica el % de error obtenido al relacionar la concentración real de patrón con la concentración teórica obtenida con la recta anterior. Tabla 8: Cálculo de la bondad de ajuste de los datos en el estudio de linealidad 1. C ( µg Hg/ L) Señal C calculada ( µg Hg/ L) % Error 0 0,0003 -0,01 - 0,05 0,0023 0,04 -11,92 0,25 0,0103 0,25 0,52 0,5 0,0203 0,51 2,07 1 0,0395 1,01 0,78 2 0,0775 1,99 -0,39 VALIDACIÓN DEL EQUIPO PORTATIL LABANALYSER 254 21 Figura 8: Gráfica de comprobación del coeficiente de correlación en el estudio de linealidad 1. El coeficiente de correlación, 0,999 es mayor que 0,995 y en todos los patrones, el error de ajuste de los datos es inferior al ±15 %, de manera que se cumplen los objetivos de validación establecido por el laboratorio. Estudio de linealidad 2: En la tabla 9 se muestran los resultados del análisis de cinco nuevos patrones para un segundo estudio de linealidad. La figura 9 representa una nueva prueba de linealidad para estos datos. Tabla 9: Datos para el estudio de linealidad 2: C ( µg Hg/ L) Señal Señal ( S/C) Media - 20% Media + 20% 0 0,0004 - 0,05 0,0022 0,044 0,032936 0,049404 0,25 0,0103 0,0412 0,032936 0,049404 0,5 0,0201 0,0402 0,032936 0,049404 1 0,0405 0,0405 0,032936 0,049404 2 0,0799 0,03995 0,032936 0,049404 Media 0,04117 VALIDACIÓN DEL EQUIPO PORTATIL LABANALYSER 254 22 Figura 9: Grafica para la prueba de linealidad 2. De nuevo, se comprueba que los cocientes S/C de cada uno de los patrones no se desvían más de un 20% de la media global. Así, siguiendo con el procedimiento anterior, la figura 10 refleja la recta resultante de representar la concentración de cada patrón frente a su señal correspondiente. La tabla 10 indica el % de error obtenido al relacionar la concentración real de patrón con la concentración teórica obtenida con la recta anterior. Tabla 10: Cálculo de la bondad de ajuste de los datos en el estudio de linealidad 2 C ( µg Hg/ L) Señal C calculada ( µg Hg/ L) % Error 0 0,0004 0,00 - 0,05 0,0022 0,05 -4,52 0,25 0,0103 0,25 0,50 0,5 0,0201 0,50 -0,50 1 0,0405 1,01 1,01 2 0,0799 2,00 0,00 VALIDACIÓN DEL EQUIPO PORTATIL LABANALYSER 254 23 Figura 10: Gráfica de comprobación del coeficiente de correlación en el estudio de linealidad 2. En este caso, el ajuste de los datos y el coeficiente de correlación son todavía más favorables que en el caso anterior. Se comprueba así, la linealidad en este intervalo y ambas rectas pueden considerarse óptimas como rectas de calibrado para realizar la medida de muestras reales en base a la misma. 3.2.2. Precisión La tabla 11 muestra los resultados de los ensayos de repetibilidad. Para los tres primeros, se analizaron en cada caso, 10 patrones de concentración 1,00 µg/l. En el último ensayo (ensayo 4), se analizaron 10 muestras reales de concentración 1,00 µg/l. Con los resultados, que se muestran detalladamente en el anexo IV, se calcularon los coeficientes de variación. Tabla 11: Resultados de los ensayos de repetibilidad Ensayo de repetibilidad 1 2 3 4 Media 1,013 0,99 0,988 1 Desviación Estándar 0,022 0,025 0,015 0,03 Coef. de variación (%) 2,2 2,52 1,6 2,67 Los resultados de los ensayos de reproducibilidad se muestran en la tabla 12. Los dos primeros corresponden a ensayos de reproducibilidad de patrones de 0,50 µg/l y 1,00 µg/l de Hg respectivamente y el último, se corresponde con los análisis de una muestra real de concentración 1,00 µg/l de Hg. El anexo IV incluye también todos los resultados de los análisis llevados a cabo en estos ensayos. VALIDACIÓN DEL EQUIPO PORTATIL LABANALYSER 254 24 Tabla 12: Resultados de los ensayos de reproducibilidad Ensayos de reproducibilidad 1 2 3 Media 0,5 0,99 0,99 Desviación Estándar 0,023 0,027 0,05 Coef. Variación (%) 4,62 2,69 4,54 Tras conocer los resultados, se comprueba que tanto los ensayos de repetibilidad como los de reproducibilidad en patrones y muestras, cumplen con los objetivos de validación, ya que en todos los casos, los coeficientes de variación están por debajo de los fijados por el laboratorio de la CHE (5%, 10% y 15 % respectivamente). De manera que, en líneas generales, la precisión del equipo puede considerarse adecuada. 3.2.3. Exactitud Las tablas 13.A y 13.B muestran los rangos de recuperación (%) obtenido del análisis de diversos patrones con diferentes concentraciones. En este caso se trata por separado el patrón correspondiente al límite de cuantificación, 0,05 µg/l, ya que para este último, el rango de recuperación permitido en los análisis es más amplio. Tabla 13.A : Recuperación en patrones. Fecha de análisis Patrón (µg/l) Valor (µg/l) % Recuperación 19/03/2010 0,25 0,24 96 20/03/2010 0,5 0,48 96 21/03/2010 1 0,96 96 22/03/2010 2 1,94 97 26/03/2010 0,25 0,27 108 27/03/2010 0,5 0,54 108 28/03/2010 1 1,02 102 29/03/2010 2 2,01 100,5 30/04/2010 0,25 0,24 96 01/05/2010 0,5 0,46 92 02/05/2010 1 0,95 95 03/05/2010 2 1,92 96 26/05/2010 0,25 0,24 96 27/05/2010 0,5 0,49 98 28/05/2010 1 1 100 Rango de recuperación (%) 96 - 108 VALIDACIÓN DEL EQUIPO PORTATIL LABANALYSER 254 25 Tabla 13.B : Recuperación en patrones (Patron correspondiente al límite de cuantificación). Fecha de análisis Patrón (µg/l) Valor (µg/l) % Recuperación 18/03/2010 0,05 0,05 100 25/03/2010 0,05 0,06 120 29/04/2010 0,05 0,05 100 25/05/2010 0,05 0,04 80 Rango de recuperación (%) 80-120 En ambos casos, el rango de recuperación está dentro del fijado en los objetivos de validación, 80-120 % en el caso de los patrones con una concentración igual al límite de cuantificación y 85-115 % para el resto de patrones. La tabla 14 muestra las recuperaciones obtenidas en los análisis de matrices acuosas (aguas naturales) a las que se les ha adicionado concentraciones conocidas de mercurio, 1,00 µg/l y 0,5 µg/l. Tabla 14 : Recuperación en matrices acuosas. Muestra Conc. (µg/l) Adición 1 (+ 0,5 µg/l) (µg de Hg/l) Adición 2 (+ 1,00 µg/l) (µg de Hg/l) Recuperación 1 (%) Recuperación 2 (%) SP-1 0,1 0,55 0,96 90 86 SP-2 0,07 0,5 0,91 86 84 SP-6 0,01 0,4 0,77 78 76 SP-7 0,01 0,39 0,81 76 80 SP-8 0,01 0,41 0,87 80 86 Rango de recuperaciones 76-90 76-86 En este caso, a pesar de que los valores de recuperación están dentro de los permitidos (75-125%), están muy cercanos al límite inferior. Además, como se observa en la tabla, las concentraciones iniciales de mercurio en las muestras son muy bajas. Al realizar estos mismos experimentos en muestra reales más contaminadas, los resultados todavía se desviaban más de los objetivos, y siempre se obtenían resultados por debajo de los previstos. Esto puede ser debido a que existan interferencias en las muestras que pueden dar lugar a resultados erróneos. Sería conveniente seguir realizando análisis de este tipo, aumentando por ejemplo el tiempo de digestión a 45 minutos o 60 minutos para comprobar si los resultados son más favorables y puede ser esa la causa del error en los resultados.