ESPE

Carrera de Ingeniería en Biotecnología

Química Ambiental

NOMBRE: Paula Piedra.

FECHA: 26/11/2009

1. TEMA : Métodos analíticos usados en la determinación de Aceites,

Detergentes y Plaguicidas en el agua.

2. OBJETIVOS:

Investigar todo lo referente a los métodos analíticos que se emplean en la

determinación de aceites detergentes y plaguicidas en el agua.

Identificar de una manera general en que magnitud contaminan el agua estas

sustancias y analizar cuan efectivos son estos métodos para la determinación

de las mismas.

3. MARCO TEORICO:

Método de Extracción Soxhlet

(Determinación de Aceites)

1. FUNDAMENTO

Sólo los aceites y las grasas sólidas o viscosas presentes se separan de las muestras

líquidas por filtración. Después de la extracción en un aparato Soxhlet con hexano, se

pesa el residuo que queda después de la evaporación del disolvente para determinar

el contenido en aceite y grasa. Los compuestos que volatilizan a 103ºC se perderán

cuando se seque el filtro. Se elige el Método Soxhlet para fracciones relativamente

polares, o cuando los niveles de grasas no volátiles pueden amenazar el límite de

solubilidad del disolvente. El extractor Soxhlet o simplemente Soxhlet (en honor a su

inventor Franz von Soxhlet es un tipo de material de vidrio utilizado para la extracción

de compuestos, generalmente de naturaleza lipídica, contenidos en un sólido, a través

de un solvente afin. El condensador está provisto de una chaqueta de 100 mm de

longitud, con espigas para la entrada y salida del agua de enfriamiento. El extractor

tiene una capacidad, hasta la parte superior del sifón, de 10 ml; el diámetro interior del

extractor es de 20 mm y longitud de 90 mm. El matraz es de 500 ml de capacidad.

Esta conformado por un cilindro de vidrio, vertical de aproximadamente un pie de alto y

una pulgada y media de diámetro. La columna está dividida en una cámara superior e

inferior. La superior o cámara de muestra sostiene un sólido o polvo del cual se

extraerán compuestos. La cámara de solvente, exactamente abajo, contiene una

reserva de solvente orgánico, éter o alcohol. Dos tubos vacíos, o brazos corren a lo

largo, a un lado de la columna para conectar las dos cámaras. El brazo de vapor, corre

en línea recta desde la parte superior de la cámara del solvente a la parte superior de

la cámara del sólido. El otro brazo, para el retorno de solvente, describe dos U

sobrepuestas, que llevan desde la cámara de la muestra el solvente hasta la cámara

de solvente. El soxhlet funciona cíclicamente, para extraer las concentraciones

necesarias de algún determinado compuesto. Éste funciona de la siguiente forma:

Cuando se evapora el solvente sube hasta el área donde es condensado; aquí, al caer

y regresar a la cámara de solvente, va separando los compuestos, hasta que se llega

a una concentración deseada. Esto puede ocasionar problemas con algunos

compuestos, que con los ciclos llevan a la ruptura del balón, como lo es en la

extracción del ámbar.

2. INTERFERENCIAS

El método es completamente empírico y pueden obtenerse resultados duplicados sólo

con ajustarse de forma estricta a todos los detalles. Por definición, cualquier sustancia

recuperada es aceite y grasa, por lo que cualquier sustancia soluble en el disolvente

será extraída como aceite y grasa. La velocidad y el tiempo de extracción en el Soxhlet

deben ser exactamente los especificados, así como el tiempo de secado y enfriado del

material extraído. Puede producirse un incremento gradual de peso debido a la

absorción de oxígeno, y/o una pérdida gradual de peso debido a la volatilización.

3. MATERIAL

- Equipo de extracción Soxhlet.

- Embudo Buchner.

- Tela de muselina.

- Filtro Watman 40.

- Matraz de fondo redondo.

- Algodón.

- Dedal de extracción: papel.

4. REACTIVOS

- Ácido Clorhídrico concentrado.

- n-Hexano, PA, 65ºC

- Suspensión de tierra de diatomea: 1 g. de tierra en 100 ml de agua destilada.

5. PROCEDIMIENTO

5.1. Toma de Muestra y Almacenamiento

Recoger una muestra representativa en una botella de cristal de boca ancha aclarada

con el disolvente para eliminar cualquier película de detergente, y acidúlese en el

frasco de muestra con HCl concentrado hasta un pH 2. Se marca el frasco de

muestra a la altura del menisco de agua para la determinación posterior del volumen

de la muestra. Nota.- Recoger una muestra separada para hacer esta determinación y

no subdividir en el laboratorio.

5.2. Método de Extracción de Soxhlet

- Después de la preparación de la muestra, preparar dos discos de tela de

muselina del mismo diámetro que el papel de filtro ( Watman 40).

- Colocar el papel de filtro entre los dos discos de tela, y usando el vacío pasar

por el filtro 100 ml de tierra de diatomea; luego, se lava con tres volúmenes de

100 ml de agua

destilada. Se prosigue el vacío hasta que no pase más agua a través del filtro.

- Se filtra la muestra acidificada por la compresa filtrante preparada, mediante

vacío, que se continúa hasta que no pase más agua por el filtro.

- Confeccionar un cartucho de papel de filtro. Introducir en él algodón con

suficiente hexano. Se introducen en este cartucho los filtros utilizados

doblándolos con ayuda de unas pinzas en una especie de rollitos.

- Limpiar el interior y la tapa de la botella de muestra y el interior del embudo de

Buchner con algodón impregnado en hexano para quitar toda la película de

aceite e introducirlo en el cartucho. Una vez realizada esta operación, cerrar

bien el cartucho.

- Desecar el cartucho en estufa a 103ºC durante 30 min exactamente.

- Tarar un matraz de fondo redondo previamente limpiado con mezcla crómica,

para eliminar todo resto de grasas, desecado en estufa durante 30 min y

enfriado a temperatura ambiente en un desecador.

- Colocar el cartucho desecado en el cuerpo de extracción de Sohxlet. Montar el

dispositivo para la extracción, añadiendo la cantidad de hexano suficiente

(unos 250 ml.). La extracción debe hacerse con una frecuencia de 20 ciclos/h

durante 4 horas que se miden desde el primer ciclo. La temperatura debe

mantenerse a unos 70 ºC. Concluida la extracción, eliminar el disolvente por

destilación (un rotavapor).

- Dejar desecar el matraz y pesar (P2).

6. CALCULOS

Grasa total, en mg/l= [ ( P2 - P1 ) *1000/ VMUESTRA (L)

P1. Peso bruto del matraz de extracción, en miligramos.

P2. Tara del matraz de extracción, en miligramos.

VMUESTRA. Volumen de muestra, determinado por relleno de la botella de muestra

hasta la línea

de calibración, en litros.1

Método de partición-gravimetría

Principio: El aceite o la grasa disuelta o emulsionada es extraída del agua por

íntimo contacto con el triclorotrifluoroetano. Algunas grasas y ácidos grasos

especialmente no saturados, extraíbles, se oxidan con rapidez; en consecuencia,

se incluyen precauciones especiales con respecto a la temperatura y

desplazamiento de vapor del disolvente para reducir este efecto.

Interferencias: El triclorotrifluoroetano tiene la capacidad de disolver no sólo

aceite y grasas sino también otras sustancias orgánicas. Ningún disolvente

conocido disolverá de forma selectiva sólo aceite y grasa. La eliminación del

disolvente tiene como resultado la pérdida de los hidrocarburos de cadena corta y

aromáticos encillos por volatilización. En este proceso se pierden cantidades

significativas de destilados del petróleo desde la gasolina hasta el aceite

combustible n.° 2. Además, los residuos más pesados del petróleo pueden

contener una porción significativa de los materiales que no son extraíbles con el

disolvente.

Instrumental

1 Baird C. 2001. “Quimica Ambiental” 2da Edicion. Editorial REVERTÉ. Barcelona.Pp:192-195

a) Embudo de separación: 1 l, con

llave de paso de TFE*.

b) Matraz de destilación: 125 ml.

c) Baño de agua.

d) Papel de filtro: diámetro 11 cm.

Reactivos

a) Ácido clorhídrico, HCl, 1 + 1.

b) Triclorotrifluoroetano.

c) Sulfato de sodio cristal anhidro.

Recójase una muestra de 1L y márquese el nivel de la muestra en la botella para

determinar después el volumen de la muestra acidifíquese hasta pH 2 o inferior; en

general 5 ml de HCl es suficiente. Pásese a un embudo de separación. Aclárese con

cuidado la botella de muestra con 30 ml de triclorotrifluoroetano y añádanse los

lavados del disolvente al embudo de separación. Es preferible agitar vigorosamente

durante 2 minutos. Sin embargo, si se sospecha que se formará una emulsión estable,

agítese con suavidad durante 5 a 10 minutos. Déjense que se separen las capas.

Drénese la capa de disolvente a través del embudo que contenga papel de filtro

humedecido con el disolvente en un matraz de destilación limpio y tarado. Si no es

posible obtener una capa clara de disolvente, añádase 1 g de Na 2 SO 4 al cono del

papel de filtro y drénese lentamente el disolvente emulsionado sobre los cristales.

Añádase más Na 2 SO 4 si es necesario. Háganse dos extracciones más con 30 ml de

disolvente cada vez pero aclárese primero el envase de la muestra con cada fracción

del disolvente. Combínense los extractos en el matraz de destilación tarado y lávese el

papel de filtro con otros 10 a 20 ml del disolvente. Destílese el disolvente del matraz de

destilación en un baño de agua a 70 °C. Colóquese el matraz en un baño de agua a 70

°C durante 15 minutos y extráigase aire a su través aplicando el vacío durante el

minuto final. Enfríese en un desecador durante 30 minutos y pésese.

Cálculos

Si el disolvente orgánico está libre de residuos, la ganancia de peso del matraz de

destilación tarado se debe principalmente al aceite y la grasa. La ganancia total de

peso, A, del matraz tarado menos el residuo calculado, B, del blanco del disolvente es

la cantidad de aceite y grasa de la muestra:

Método de partición infrarrojo

Aunque el procedimiento de extracción para este método es idéntico que para el

método B, la detección infrarroja permite medir muchos hidrocarburos relativamente

volátiles. Por tanto, los destilados ligeros del petróleo, con excepción de la gasolina,

pueden ser medidos con exactitud. La instrumentación adecuada permite determinar

concentraciones tan pequeñas de aceite y grasa como 0,2 mg/l.

Este método ofrece un cierto grado de selectividad para solventar algunas de las

interferencias de coextracción comentadas en el método B. Los residuos más pesados

del petróleo pueden contener una porción significativa de materiales insolubles en el

triclorotrifluoroetano.

Instrumental

a) Embudo de separación: 1 litro, con llave de cierre de TFE*.

b) Espectrofotómetro infrarrojo: Doble haz, registrador.

c) Células: Sílice infrarrojo próximo.

d) Papel de filtro: Diámetro 11 cm.

Reactivos

a) Ácido clorhídrico: HCl

b) Triclorotrifluoroetano

c) Sulfato de sodio, anhidro.

d) Aceite de referencia: Prepárese una mezcla, por volumen, del 37,5 por 100 de

isooctano, el 37,5 por 100 de hexadecano y del 25 por 100 de benceno. Almacénese

en un envase sellado para evitar la evaporación.

Procedimiento

Remítase al método B para la recogida de muestra, la acidificación y la extracción.

Recójanse extractos combinados en un matraz volumétrico de 100ml y ajustese el

volumen final a 100ml, con disovente. Prepàrese una solución de reserva alrededor

de 1 ml (0,5 a 1,0 g) del aceite a un matraz volumétrico de 100 ml tarado. Tápese el

matraz y pésese aproximando hasta el miligramo.

Añádase disolvente para disolver y diluir hasta la marca. Si la identidad del aceite es

desconocida utilícese un aceite de referencia como patrón. Usando las técnicas

volumétricas, prepárese una serie de patrones que cubran el intervalo de interés.

Selecciónese un par de células de sílice de infrarrojo próximo equiparables. Una célula

de longitud de trayectoria de 1 cm es apropiada para un intervalo de funcionamiento

de aproximadamente 4 a 40 mg. Examínense los patrones y las muestras desde 3.200

cm -1 hasta 2.700 cm -1 con disolvente en el haz de referencia y anótense los

resultados en el papel de absorbancia. Mídanse las absorbancias de las muestras y

los patrones construyendo una línea base recta en todo el intervalo de estudio,

midiendo la absorbancia del pico máximo a 2.930 cm -1 y restando la absorbancia de

la línea base en este punto. Si la absorbancia es superior a 0,8 para una muestra,

selecciónese una longitud de trayectoria más corta o dilúyase si es necesario. Léase la

absorbancia de los patrones en el mismo intervalo para una curva de calibración.2

Cálculos

Método de Sustancias Activas al Azul de Metileno (SAAM)

(Identificación de Detergentes)

La mayoría de los detergentes sintéticos son contaminantes persistentes debido a que

no son descompuestos fácilmente por la acción bacteriana. A los detergentes que no son

biodegradables se les llama detergentes duros y a los degradables, detergentes blandos.

El poder contaminante de los detergentes se manifiesta en los vegetales acuáticos

inhibiendo el proceso de la fotosíntesis originando la muerte de la flora y la fauna

acuáticas. A los peces les  produce lesiones en las branquias, dificultándoles la

respiración y provocándoles la muerte. Y por otro lado los detergentes por poseer

moléculas nutrientes, como el fosfato, ocasionan la Eutrofización cultural del agua. Las

industrias pueden presentar este contaminante en sus aguas residuales siempre y

2 J. Romero. Colombia 2000 “Calidad del agua” 2da edición. Pp.:301-303

cuando utilicen estos productos como agentes de limpieza, especialmente con fines de

desengrase. En la industria agroalimentaria por ejemplo, es más frecuente la utilización

de detergentes catiónicos (sales cuaternarias de amonio) ya que se necesita mantener

asepsia en los procesos de elaboración. Los detergentes aniónicos son uno de los

posibles contaminantes encontrados en las aguas residuales, adquiriendo especial

relevancia en las aguas de tipo domésticas

Para determinar detergentes aniónicos se utiliza el Método de Sustancias Activas al

Azul de Metileno (SAAM). Las SAAM llevan a cabo la transferencia del azul de

metileno, un tinte catiónico, desde una solución acuosa a un líquido orgánico

inmiscible, hasta el equilibrio. Esto ocurre a través de la formación de un par iónico

entre el anión SAAM y el catión Azul de Metileno. La intensidad de color azul

resultante en la fase orgánica es una medida de las SAAM. Los surfactantes aniónicos

se encuentran entre las más destacadas de las sustancias que muestran actividad al

azul de metileno por lo que el método es utilizado para determinar y cuantificar

detergentes en aguas naturales y aguas residuales.

Comprende tres extracciones sucesivas en cloroformo a partir de medio acuoso ácido

que contenga azul de metileno en exceso , seguidas de lavado por contracorriente con

agua, y la determinación del color azul en el cloroformo por espectrofotometría a 625

nm. El método es aplicable a concentraciones de SAAM inferiores a 0.025 mg/l. El

sulfonato de alquilbenceno lineal (SAL) es el surfactante aniónico mas utilizado y se

emplea para estandarizar el método SAAM. El alquilbenceno sulfonato puede ser

identificado y cuantificado por espectrofotometría infrarroja después de la purificación.

´

Un agua natural o residual contaminada con detergentes, constituye la fase acuosa.

Cuando se agrega azul de metileno se genera el par iónico Azul de Metileno -SAAM.

Hasta ahí solo se tendría la fase acuosa, pero si se le agrega una porción del

cloroformo, se observará la formación de dos fases, ya que este último es inmiscible

con la fase acuosa. Agitando el sistema se produce la transferencia del par iónico

desde la fase acuosa a la fase clorofórmica, tiñéndose esta última de color azul. La

intensidad de coloración azul resulta proporcional a la concentración de detergente

aniónico. Las SAAM en la fase clorofórmica se valoran por medio de determinación de

absorbancia mediante espectrofotometría. Alternativamente se puede realizar la

valoración por medio de comparación visual en escala cromática.

Materiales y equipos

Ampollas de decantación de 250 ml

Filtro

Matraces

Pipetas

Vasos de precipitado

Probetas

Tubos de ensayo

Espectrofotómetro Visible

Reactivos

Cloroformo

Solución indicadora de fenolftaleina

Reactivo azul de metileno

Acido sulfúrico 1 N y 6 N

Solución de lavado: Ácido sulfúrico 6 N y fosfato diácido de sodio

Procedimiento:

Preparación de la curva de calibración: Se prepara con solución SAL

patrón.

Tamaño de la muestra: Para el análisis directo de las aguas limpias y

residuales se selecciona el volumen de muestra sobre la base de la

concentración de SAAM esperada:

Concentración

de SAAM

esperada (mg/l)

Muestra

tomada (ml)

0.025-0.080 400

0.08-0.40 250

0.4-2.0 100

Si la concentración de SAAM esperada es superior a 2 mg/l se diluye la

muestra que contenga 40 a 200 ug de SAAM hasta 100 ml con agua.

Medir 25 ml de muestra a analizar e introducir en ampolla de decantación

de 250 ml. Completar con agua destilada a 100 ml.

Agregar 2 gotas de fenolftaleina. Si resulta una tonalidad rosada, acidificar

con ácido sulfúrico 6N hasta incoloro.

Medir en probeta 20 ml de solución de azul de metileno y agregar a la

ampolla.

Colocar 10 ml de cloroformo medido en probeta y agitar suavemente

durante 1 minuto.

Dejar reposar hasta que se separen las fases.

Separar fase clorofórmica en vaso de precipitado y desechar la fracción

acuosa que queda en la ampolla.

Agregar nuevamente la fase clorofórmica a la ampolla y, enjuagando el

vaso de precipitado con 50 ml de líquido de lavado repartido en 2 o 3

alícuotas, introducirlo en la ampolla.

Agitar suavemente durante 1 minuto y dejar reposar hasta separación de

fases.

Separar la capa clorofórmica, pasando por filtro, recibiendo el filtrado en

matraz de 25 ml.

Enrasar el matraz con cloroformo.

Realizar lectura de concentración en espectrofotómetro3

3 Miguel Aguilar Romo. 2001. Análisis De Aguas - Determinación De Sustancias Activas Al Azul De Metileno (Saam).Pp.:301-303

Separación de un surfactante por cancelación

Este proceso aísla el surfactante de la solución acuosa diluida produciendo un residuo

seco relativamente libre de sustancias no surfactantes. Se consigue haciendo

burbujear una corriente de nitrógenos hacia arriba en una columna que contenga la

muestra y una capa de acetato de etilo por encima. El surfactante es absorbido en la

interfase agua-gas de las burbujas y es transportado a la capa de acetato de etilo. El

disolvente se separa, deshidrata y evapora, dejando al surfactante como residuo

adecuado para el análisis. Limitaciones

El proceso de cancelación solo separa los surfactantes disueltos, si hay materia en

partículas esta retiene una cantidad del surfactante adsorbido en equilibrio.

Materiales

a) Cancelador

b) Botella de lavado de gas

c) Embudo de separación

d) Equipo de filtración

e) Medidor de flujo de gas

Reactivos

a) Nitrógeno

b) Acetato de etilo

c) Bicarbonato de sodio

d) Cloruro de Sodio

e) Agua libre de surfactantes

CÁLCULOS

Calcular y expresar como SAAM, la concentración aparente de sulfonato de alquilbenceno

lineal como se indica a continuación:

SAAM, mg/L = W * 1 000 / S

W son los mg/100 mL de SAL en la muestra calculada a partir de la ecuación de

la recta de la curva de calibración.

S son los mL de alícuota de la muestra.

METODO DE CROMATOGRAFIA DE GASES

(Determinación de Plaguicidas Organoclorados)

Sus propiedades fisicosicoquímicas los hace muy resistentes a la degradación biológica,

por lo que son altamente persistentes. Una vez absorbidos, los plaguicidas

organoclorados pasan a la sangre y son distribuidos por todo el organismo; se establece

entonces un equilibrio de concentraciones entre los elementos grasos y proteicos

constitutivos de la sangre y otros tejidos ricos en grasas, especialmente el tejido adiposo.

También se pueden encontrar diferentes concentraciones en el hígado, riñones y otros

órganos, dependiendo de la dosis absorbida. La acumulación de estos plaguicidas en le

tejido adiposo impide que lleguen a sitios críticos del sistema nervioso. Sin embargo

cuando ocurre una movilización súbita de la grasa, como pueden ocurrir en situaciones de

tensión o enfermedad, estos productos se movilizan también y pueden llegar a estar en la

sangre en concentraciones suficientes para causar signos de intoxicación aguda. Los

plaguicidas organoclorados también atraviesan la barrera placentaria y se encuentran en

concentraciones importantes en el feto; a esta cantidad se le agregan las procedentes de

la leche materna.

Suelen aplicados en estado líquido en forma de aerosol sobre el cultivo o suelo, aunque

algunas veces se incorporan directamente como sólidos (polvo o gránulos) o a través del

tratamiento de las semillas. La contaminación del agua por estos se da al ser arrastrados

por el agua de los campos de cultivo hasta los ríos y mares donde se introducen en las

cadenas alimenticias provocando la muerte de varios organismos. La cromatografía de

gases es la técnica más ampliamente empleada para el análisis multiresidual de

plaguicidas, siendo, en general, capaz de conseguir los límites de detección más bajos

(μg/L e incluso ng/L). El cromatógrafo de gases más común para los pesticidas que

contiene átomos de cloro es el detector de Captura De Electrones (ECD). La

Cromatografía de fase líquida de alta resolución con detección ultra violeta-visible

(HPLCDAD) también es aplicable.

Un ECD posee 5 milicurios de emisor β. Dicho electrón ioniza el gas portador y se

produce una ráfaga de electrones. Al tener especies orgánicas en el gas, éstas capturarán

parte de los electrones, disminuyendo por tanto la intensidad de la corriente. Normalmente

es necesario aplicar el potencial en forma de impulsos para lograr una respuesta lineal del

detector. Este detector es muy selectivo, y es sensible a la presencia de moléculas con

grupos electronegativos como halógenos, peróxidos, quinonas y grupos nitro, etc.

Los pesticidas órganoclorados se encuentran presentes por lo general en aguas

afectadas por evacuaciones agrícolas. Varios de los pesticidas son bioacumulativos y

relativamente estables; así como agentes tóxicos y carcinógenos; por lo tanto los métodos

consisten en métodos de cromatografía de gases CG según la extracción liquido-liquido

de las muestras de agua, y los métodos de cromatografía de gases/ espectrometría de

masas CG/EM, puede detectar todos los compuestos, además estos métodos resultan de

utilidad para determinar la presencia de los bifenilos policlorados.

Muestreo y preservación de muestras:

Muestrear con un recipiente de vidrio de un dm³ con tapón con contratapa de teflón. La

muestra se toma únicamente en la superficie del cuerpo receptor que se vá a analizar. En

caso de muestras de aguas profundas se debe utilizar para el muestreo frascos Winkler.

Conservar las muestras durante el transporte a 277 K (4 0C).

Conservar las muestras en refrigeración a la misma temperatura.

Para el control del método de extracción y purificación se efectúa en iguales condiciones y

simultáneamente tres muestras: un blanco, un duplicado y una muestra de concentración

conocida de plaguicidas organoclorados. Así mismo preparar un estandar de

recuperación colocando en un tubo de centrífuga graduado de 15 cm³ la misma cantidad

de solución de plaguicidas organoclorados que se usa en la preparación de la muestra de

concentración conocida. Guardar este tubo en el congelador a 253 K (- 20 0C) hasta la

terminación de la preparación de las muestras y en ese momento llevarlo al mismo

volumen de la muestrade concentración conocida de plaguicidas organoclorados. 4

REACTIVOS

Hexano (C6H14) Eter de petróleo punto de ebullición 303

K - 333 K(30ºC-60ºC)

Benceno (C6H6) Cloroformo (CH3Cl)

Acetona (CH3 - CO -

CH3)

Iso-octano (C8H18)

Cloruro de metileno

(CH2Cl2)

Dieldrin.

Endrin. Dicloro difenil etano (DDE).

DDD ó TDE. Keltano o dicofol

4 Navarro F. A. E. 2005. Contaminantes antropogénicos en las descargas de aguas residuales de Izúcar de Matamoros y Atlixco, Puebla. Revista Internacional de Contaminación Ambiental, Pp.:721-728

Epóxido de heptacloro Hepatocloro

Lindano ( β - HCH) Metoxicloro

Toxafeno Lindano ( - HCH)℘

Heptano (C7H16) Sulfato de sodio granular y anhídro

(Na2SO4) grado analítico

Agua grado plaguicida Florisil para cromatografía en columna

malla 60/100

Tolueno (C6H5CH3) Plaguicidas organoclorados (98% al

100% de pureza).

Se toman 3 muestras: un blanco, un duplicado y una muestra de concentración conocida

de plaguicidas organoclorados. Así mismo preparar se dé estándar de recuperación

colocando en un tubo de centrífuga graduado de 15 cm³ la misma cantidad de solución

de plaguicidas organoclorados que se usa en la preparación de la muestra de

concentración conocida. Guardar este tubo en el congelador a 20ºC, hasta la terminación

de la preparación de las muestras y en ese momento llevarlo al mismo volumen de la

muestra de concentración conocida de plaguicidas organoclorados.

Procedimiento:

Extracción:

Se mide en una probeta un dm³ de la muestra y transferirla a un embudo de

separación de 2 dm³. Se agregar 100 cm³ de hexano y agitar vigorosamente al

embudo durante 3 min, dejar reposar hasta que se separen las fases. Si se forma una

emulsión añadir 5 cm³ de una solución saturada de sulfato de sodio.

Drenar la fase acuosa a la probeta empleada para medir la muestra. Pasar la fase

orgánica a través de una columna que contenga una capa de 5 cm de altura de sulfato

de sodio pretratado recibir la fase orgánica en un matraz de fondo redondo de 500

cm³.

Se transfiere nuevamente el agua de la probeta al embudo de separación, repetir

desde el inciso 10.2 con porciones de 50 cm³ de hexano dos veces y colectar los

extractos de hexano en el matraz de 500 cm³.

Se concentran lentamente los extractos obtenidos de 1 a 2 cm³ con ayuda de vacío en

un evaporador rotatorio.

Purificación

En una columna cromatográfica se coloca un tapón de lana de vidrio en el fondo y

enjuagar con acetona y hexano, añadir 2 cm de altura desulfato de sodio pretratado

golpeando ligeramente la columna para tener una superficie uniforme.

Siguiendo el mismo procedimiento agregar 15 g de florisil desactivado al 3% y en la

parte superior añadir nuevamente 2.5 cm de altura de sulfato de sodio pretratado.

Con una pipeta Pasteur transferir cuantitativamente el concentrado a la columna

preparada en 10.3.1 de la siguiente manera:

Pasar el contenido de un recipiente a otro usando una pipeta Pasteur. Enjuagar el

primer recipiente con 2 cm³ de hexano y transferir al segundo recipiente. Repetir

esta operación por tres veces más.

Esperar a que el disolvente baje a 1 mm de la superficie de la capa superior del

sulfato entre cada enjuague (nunca permitir que la columna se seque).

Enseguida del último lavado eluir el extracto que se encuentra en la columna con

200 cm³ de una mezcla benceno-hexano (1:1).

Dejar escurrir el disolvente por la pared de la columna para que no se altere la

superficie del sulfato de sodio y recoger el eluato en un matraz balón de 500 cm³

con boca esmerilada 24/40. Concentrar lentamente el eluato hasta

aproximadamente 1 cm³ con ayuda de vacío en un evaporador rotatorio.

Transferir el concentrado anterior cuantitativamente, como se menciona

anterirormente, a un tubo de centrífuga graduado de 15 cm³ hasta completar un

volumen de 10 cm³.

Cualificación: Se inyecta primero el blanco, el estándar de recuperación y la muestra de

concentración conocida de plaguicidas organoclorados, enseguida, inyectar en forma

alternada las muestras problema y los patrones individuales de los plaguicidas cuando

menos en dos columnas cromatográficas de empaque con polaridad diferente para

identificar con seguridad los compuestos organoclorados que tienen cada una de las

muestras.

Cuantificación: La cuantificación se efectúa usando cualquiera de las dos columnas

cromatográficas. Así, simultáneamente se confirma la identidad de cada plaguicida. La

cuantificación se hace relacionando las alturas de los picos de las muestras con las

alturas de los picos de las soluciones patrón utilizando la siguiente fórmula:

Donde:

Am = Altura del pico de la muestra, en cm.

Ae = Altura del pico del patrón, en cm

Vie = Volumen inyectado del patrón, en μ dm³

Vim= Volumen inyectado de la muestra, en μ dm³

Ce = Concentración del patrón, en g/ cm³

X = Volumen de dilución de la muestra extraída, en cm³

Vm = Volumen inicial de la muestra, en cm³

ATm = Atenuación del amplificador en la muestra

ATe = Atenuación del amplificador en el patrón

106 = Constante para transformar de g/ cm³ a mg/ dm³.5

DIOXINAS, FURANOS, PCBs.

Dioxinas.- Las Dioxinas cubren un grupo de 75 policloro dibenzo dioxinas (PCDD)

congéneres y 135 policloro dibenzofuranos ( PCDF ) congéneres de los cuales 17 son de

preocupación toxicológica. Bifenilos Policlorados (PCBs) son un grupo de 209 congéneres

los cuales pueden ser divididos en dos grupos de acuerdo a sus propiedades

toxicológicas: 12 congéneres exhiben propiedades toxicológicas similares a las dioxinas y

es por eso que son a menudo llamados PCBs con efecto Dioxina.

Los análisis de dioxinas utilizan extracción por disolvente, cromatografía de líquidos antes

de la Cromatografía de Gases/Espectometría de Masa de Alta Resolución, los análisis

involucrarán identificación y cuantificación de las dioxinas y furanos más tóxicos y el

cálculo del I-TEQ (Equivalente Tóxico Internacional) para poder comparar los límites

prescritos y los níveles típicos de fondo. Basado en la separación de los distintos

congéneres por cromatografía de gases y detección por espectrometría de masas

(GC/MS). Para el análisis de las muestras con menor contenido en “dioxinas” se usan

espectrómetros de masas de alta resolución (GM-HRMS) que permiten alcanzar

5 CEPIS, OPS, OMS. 1995. Pesticidas Organoclorados

concentraciones de 5pg/g de grasa. El método consiste en la extracción por partición con

un solo disolvente orgánico, de los plaguicidas presentes en el agua y su posterior

separación y purificación por cromatografía en columna. Finalmente su cualificación y

cuantificación se hace por cromatografía gas - líquido usando un detector de captura de

electrones.

Durante fases diferentes del denominado proceso analítico, se sustituyen cloros

congéneres PCDD/F C13-2, 3, 7, 8 para controlar el proceso y corregir pérdidas

potenciales durante los diferentes pasos de preparación de muestras y análisis

instrumentales. El proceso cromatográfico separa los 17 cloros congéneres tóxicos 2,3,7,8

de los no tóxicos. Los parámetros masivos espectrométricos permiten la separación entre

los PCDDs y los PCDFs, entre los diferentes grados de cloración y entre los congéneres

etiquetados C13 y los naturales C12.6

PCBs.- Son determinados por técnicas cromatográficas, por lo que se requiere un

tratamiento previo de la muestra.

- Procedimiento de extracción a partir de la muestra de la parte lipófila, puede llevarse a

cabo mediante microextracción en fase sólida, extracción sólido-líquido, Soxhlet, disco

de fase sólida o microondas.

- Se realiza un proceso de clean-up para eliminar los interferentes, puede hacerse por

cromatografía de permeación en gel (GPC).

Los PCBs se determinan principalmente por técnicas cromatográficas, por lo que se

requiere un tratamiento previo de la muestra. El primer paso consiste en un procedimiento

de extracción a partir de la muestra de la parte lipófila, procedimiento que puede llevarse

a cabo mediante microextracción en fase sólida, extracción sólido-líquido, Soxhlet, disco

de fase sólida o microondas. Posteriormente se requiere un proceso de clean-up para

eliminar los interferentes. Dicho proceso puede llevarse a cabo mediante cromatografía de

permeación en gel (GPC), Florisil o ácido sulfúrico concentrado. El proceso de análisis

propiamente dicho se lleva a cabo mediante un cromatógrafo de gases con detector de

captura electrónica (GC-ECD), con detector de masas (GC-MS) o HPLC.

6 R. H. Rerry, d. W. Green. España 2003 "Manual del ingeniero químico", 7ma edicion. Edit. Mac Graw Hill.Pp.:101-102

En la toma de muestras de agua superficial: se debe tener en cuenta que los liquidos de

Askarel son mas pesados que el agua y que los aceites minerales son mas livianos que el

agua. Este hecho, ademas de otras caracteristicas de los PCBs, hace que tambien se

encuentren PCBs en los sedimentos de fondo un poco después de que han ingresado al

cuerpo de agua. Es posible que los métodos de muestreo sean sencillos, utilizando baldes

limpios, botellas, embudos, alambres o postes sumergidos. El paso de fraccionamiento se

puede efectuar aprovechando la coplanaridad de la molécula, como es el caso del

fraccionamiento mediante columna de carbón grafitizado poroso (tratado en este informe),

donde se retienen selectivamente los PCBs coplanares en la estructura en capas del

carbón grafitizado y luego pueden ser eluidos selectivamente con disolventes de tipo

aromático. También se usa separación en columnas Carbopack C/Celite, Florisil, alúmina,

o columna pyrenyl-silica.

El paso de fraccionamiento se puede efectuar aprovechando la coplanaridad de la molécula,

como es el caso del fraccionamiento mediante columna de carbón grafitizado poroso

(tratado en este informe), donde se retienen selectivamente los PCBs coplanares en la

estructura en capas del carbón grafitizado y luego pueden ser eluidos selectivamente con

disolventes de tipo aromático. También se usa separación en columnas Carbopack C/Celite,

Florisil, alúmina, o columna pyrenyl-silica. Sus efectos perjudiciales y su alta difusión

ambiental han hecho aumentar mucho el interés en su determinación en muchos tipos de

muestras (tejidos, sedimentos, alimentos, etc.), pero debido a su baja concentración (del

orden de ng/g en la mayoría de matrices) se requiere un procedimiento lento y costoso de

tratamiento previo de la muestra, además de la necesidad de usar instrumental

relativamente caro como pueden ser los cromatógrafos de gases y líquidos. Todo ello ha

llevado a la necesidad de buscar métodos más simples de análisis, como pueden ser

técnicas biológicas como bioensayos e inmunoensayos.7

4. CONCLUSIONES:

7 Dioxinas y PCBs con efecto Dioxina. S/A.http://www.marchwood-scientific.com/MSS-Spanish-Pages/Dioxinas-y-PCBs-con-efecto-Dioxina/

- El extractor Soxhlet es un tipo de material de vidrio utilizado para la extracción de

compuestos, generalmente de naturaleza lipídica, contenidos en un sólido, a través de

un solvente afin.

- El método más utilizado para la detección de surfactantes en el agua es por medio del

método de SAAM, ya que la mayoría de jabones y detergentes son de naturaleza

aniónica, este método permite la degradación bacteriana, y permite eliminar la

toxicidad de las aguas

- Los plaguicidas organoclorados (OC) se encuentran ampliamente distribuidos en el

ambiente terrestre y acuático, como resultado de que en las últimas dos décadas han

sido utilizados constantemente para combatir plagas en la industria, la agricultura, e

incluso durante las campañas de salud donde son aplicados para contrarrestar

enfermedades como la malaria.

- Para determinar su presencia se utiliza el método de Cromatografía De Gases el cual

consiste en la extracción por partición con un solo disolvente orgánico, de los

plaguicidas presentes en el agua y su posterior separación y purificación por

cromatografía en columna. Finalmente su cualificación y cuantificación se hace por

cromatografía gas - líquido usando un detector de captura de electrones.

- Los análisis de dioxinas utilizan extracción por disolvente, cromatografía de líquidos

antes de la Cromatografía de Gases/Espectometría de Masa de Alta Resolución, los

análisis involucrarán identificación y cuantificación de las dioxinas y furanos más

tóxicos y el cálculo del I-TEQ (Equivalente Tóxico Internacional) para poder comparar

los límites prescritos y los níveles típicos de fondo

- La determinación de PCDDs y PCDFs se lleva a cabo mediante Cromatografía de

Gases Capilares de Alta Resolución junto con Espectrometrías de Masa de Alta

Resolución, en combinación con técnicas de disolución de isótopos.

5. BIBLIOGRAFIA:

Baird C. 2001. “Quimica Ambiental” 2da Edicion. Editorial REVERTÉ. Barcelona. Pp:

192-195

J. Romero. Colombia 2000 “Calidad del agua” 2da edición. Edit. Escuela

colombiana de ingeniería. Pp.:301-303

R. H. Rerry, d. W. Green. España 2003 "Manual del ingeniero químico" timo iv,

7ma edicion. Edit. Mac Graw Hill. 101-102.

Navarro F. A. E. 2005. Contaminantes antropogénicos en las descargas de aguas

residuales de Izúcar de Matamoros y Atlixco, Puebla. Revista Internacional de

Contaminación Ambiental.Pp.: 721-728

WEBGRAFIA:

Dioxinas y PCBs con efecto Dioxina. S/A. Recuperado el 24 de noviembre de

2009 de : http://www.marchwood-scientific.com/MSS-Spanish-Pages/Dioxinas-y-

PCBs-con-efecto-Dioxina/.

Miguel Aguilar Romo. 2001. Análisis De Aguas - Determinación De Sustancias

Activas Al Azul De Metileno (Saam) En Aguas Naturales, Potables, Residuales Y

Residuales Tratadas - Método De Prueba (Cancela A La Nmx-Aa-039-1980).

EstadosUnidosdeMéxico.(enínea:http://www.semarnat.gob.mx/leyesynormas/

Normas%20Mexicanas%20vigentes/NMX-AA-039-SCFI-

2001.pdf;Consultado:21/11/09).

Sustancias activas del azul de metileno. 2006. Capítulo 15.(en línea:

http://atenea.udistrital.edu.co/grupos/fluoreciencia/capitulos_fluoreciencia/

calaguas_cap15.pdf; consultado: 21/11/09).

DETERMINACIÓN DE ACEITES Y GRASAS EN AGUA. MÉTODO DE

EXTRACCIÓNDESOXHLET.(enlínea:http://prueba2.aguapedia.org/master/analisis/

protopdf/GRASAS.pdf; consultado: 21/11/09).