Lurzoruetako zenbait kutsagarri organikoren erauzketarako metodoen garapena … · 2015. 11. 9. ·...

Lurzoruetako zenbait kutsagarri organikoren erauzketarako metodoen garapena

Jakintza-arloa: Kimika

Egilea: OLATZ ZULOAGA ZUBIETA Urtea: 2000 Zuzendaria: NESTOR ETXEBARRIA LOIZATE Unibertsitatea: UPV/EHU ISBN: 978-84-8438-154-9

Hitzaurrea Tesi hau idatzi eta geroztik, lan horretan garatu ziren hainbat prozedura erabiltzen jarraitu izan dugu Euskal Herriko Unibertsitateko Kimika analitikoa Saileko gure ikerketa lan-taldean, batez ere mikrouhinen bidezko erauzketari dagokionez. Garatutako prozedurak beste matrize batzuei (sedimentuei, lagin biologikoei) egokitu eta aztergai ditugun kutsagarri organikoen zerrenda ere zabaldu dugu (alkilfenolak, ftalatoen esterrak). Erauzketaren ildo beretik jarraituta baina ur-laginen munduan murgilduta, zenbait kutsagarri organikoren aurrekontzentraziorako metodoen garapenean ere dihardugu. Preface After the completion of the dissertation several of the procedures developed in it have continued to be used by our research team at the Department of Analytic Chemistry of the University of the Basque Country, particularly in the case of microwave extraction. We have adjusted the procedures developed to other matrices (sediments and biological samples) and extended the list of organic pollutants analysed to include alkylphenols and phthalate esters. We are also developing methods for preconcentration organic pollutants along similar lines but applied to water samples.

Erabiltzen ez bada hil egiten da euskara. Ez da ezergatik, baina aipatu egiten dizut, badaezpada.

Erabiltzen ez den Euskara hil egiten da mugitzen ez den bihotza hil egiten den bezala.

Euskara ez da asko galdu asko eta asko erabili delako. Askotan eta asko erabili ez delako galdu da euskara askoan asko.

Ez da ezergatik, baina galdu den euskara, pitin bat bada ere, eskuratuko bada askotarako eta beharrez askoka erabili beharko da.

Ez da ezergatik, baina euskara hil egiten da berriketan euskaraz hitz egiten ez bada.

Ez da ezergatik, baina isiltzen duzun euskara hiltzen duzun euskara da.

GANDIAGA B.

Oroitzen zaitudanean, ama,

Sukaldean egoten zara

Mahaia bostentzat atondu,

Aulkian eseri eta

Lehiotik begira

Kristala lausotzen duen lurrina kendu gabe

Eta ni badakit

Zeure begien hondoan nagoela.

SARRIONANDIA J.

Aita ‘ta amari

Aurkibidea

1. Sarrera

1.1. Sarrera 3

1.2. Lurzoruak 6

1.3. Lurzoruen Kutsagarri Organikoen Erauzketaren Auzia 12

1.4. Erauzketa-prozesuaren Eraginkortasunaren Neurketa 14

1.5. Erauzketa-teknikak 17

1.5.1. Ohiko erauzketa-teknikak 17

1.5.2. Mikrouhinen bidezko erauzketa 19

1.5.3. Presiopeko jariakinen bidezko erauzketa 23

1.5.4. Jariakin superkritikoen bidezko erauzketa 25

1.5.5. Purga-eta-tranparen bidezko erauzketa 29

1.5.6. Beste batzuk 32

1.6. Erauzketa-tekniken Optimizazioa 33

1.6.1. Esperimentuen diseinuak 35

1.6.2. MultiSimplex 37

Aurkibidea ________________________________________________________________

1.7. Bibliografia 41

2. Helburuak

2.1. Helburuak 51


3. Fenolen MBEaren eta Soxhlet Erauzketaren

Optimizazioa eta Erkaketa

3.1. Sarrera 59

3.2. Lan Esperimentala 62


3.2.2. Soxhlet erauzketa 63

3.2.3. Erreaktiboak 63

3.2.4. Erauzien analisia 64

3.3. Emaitzak eta Eztabaida 66

3.3.1. Faktore-diseinu zatikatua MBErako 66

3.3.2. Diseinu konposatu zentrala MBErako 68

3.3.3. Faktore-diseinu osoa Soxhlet erauzketarako 71

3.3.4. MBEaren errepikakortasunaren ebaluazioa 72

3.3.5. Soxhlet erauzketaren errepikakortasuna 74

3.3.6. MBEaren eta Soxhlet erauzketaren erkaketa 74


4. Fenolen Purga-eta-Tranparen Optimizazioa

MultiSimplex Programaren bidez

_______________________________________________________________________ III

4.1. Sarrera 81


4.2.1. Purga-eta-tranparen bidezko erauzketa 82


4.2.3. Purga-eta-tranparen kalibrazioa 84


4.3.1. MultiSimplex programaren bidezko optimizazioa 87

4.3.2. Purga-eta tranparen bidezko determinazioaren

Errepikakortasuna 90

4.3.3. Esekiduraren bidezko dopaketa versus tokikoa 91

4.3.4. Purga-eta-tranpa versus MBE eta Soxhlet erauzketa 93


5. BPKen MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet Erauzketaren

Optimizazioa eta Erkaketa

5.1 Sarrera 99

5.2 Lan Esperimentala

101


5.2.2. Erauzien garbiketa 103






5.3.1. BPKen elektroien talken bidezko masa-espektrometriaren

Aurkibidea ________________________________________________________________

optimizazioa 106

5.3.2. Faktore-diseinu zatikatua MBErako 109

5.3.3. Diseinu konposatu zentrala MBErako

111

5.3.4. Diseinu konposatu zentrala PJBErako

113

5.3.5. Faktore-diseinu osoa Soxhlet erauzketarako 115

5.3.6. MBEaren errepikakortasunaren azterketa 116

5.3.7. MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet erauzketaren erkaketa

118


6. HZH isomeroen MBEaren, PJBEaren eta

Soxhlet Erauzketaren Optimizazioa eta Erkaketa

6.1. Sarrera 125



6.2.2. Erauzien garbiketa 128






6.3.1. Mikrouhinen bidezko erauzketaren optimizazioa 132

6.3.2. Presiopeko jariakinen bidezko erauzketaren optimizazioa 134

_______________________________________________________________________ V

6.3.3. Soxhlet erauzketaren optimizazioa 135

6.3.4. MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet erauzketaren

erakaketa 136


7. DDTaren eta bere Metabolitoen

MBEaren eta MFBEaren Optimizazioa eta Erkaketa

7.1. Sarrera 141


7.2.1. Mikrouhin fokalizatuen bidezko erauzketa azido azetikotan.

(A) metodoa 143

7.2.2. Mikrouhin fokalizatuen bidezko erazuketa uretan. (B) metodoa 145

7.2.3. Ontzi ixtiko mikrouhinen bidezko erauzketa 145




7.3.1.Diseinu konposatu zentrala

(A) metodoaren optimizaziorako 149

7.3.2. Diseinu konposatu zentrala

(B) metodoaren optimizaziorako 151

7.3.3. Errepikakortasunaren azterketa eta

MBEarekiko erkaketa 152


8. HAPen PJBEa Lurzoru Desberdinetatik

eta Disolbatzaile Desberdinekin

Aurkibidea ________________________________________________________________

8.1. Sarrera 159






8.3.1. Presioaren, tenperaturaren eta

erauzketa-denboraren optimizazioa 163

8.3.2. Erauzketa-zikloen azterketa 164

8.3.3. Disolbatzailearen azterketa 166

8.3.4. Elkarrekikotasun-analisia 168


9. KOLen Purga-eta-Tranparen Optimizazioa

MultiSimplex Programaren bidez

9.1. Sarrera 183


9.2.1. Ur-faseko purga-eta-tranparen bidezko determinazioa.

(A) metodoa 184

9.2.2. Purga-eta-tranparen bidezko erauzketa zuzena.

(B) metodoa 186

9.2.3. Metanolaren bidezko erauzketa eta purga-eta-tranparen

bidezko determinazioa. (C) metodoa 186


9.2.5. Purga-eta-tranparen kalibrazioa 187


_______________________________________________________________________ VII

9.3.1. MultiSimplex programaren bidezko optimizazioa 188

9.3.2. Tranparen hotzitzearen eragina 196

9.3.3. Purga-eta-tranparen bidezko

determinazioaren errepikakortasuna 196

9.3.4. (A), (B) eta (C) metoden erkaketa 200


10. Ondorioak

10.1 Noraino heldu garen eta orain zer dakigun 205

10.2. Eta hemendik aurrera zer? 207


Laburdurak 211

Esker Onak 213

1. Sarrera

There is fiction in the space between

The lines on your page of memories

Write it down but it doesn’t mean

You’re not just telling stories…

CHAPMAN T.

_____3_____

1.1. Sarrera

ngurugirora igorritako substantzia antropogenikoei buruzko ardura

eta hauek tratatzeko ahaleginak gero eta handiagoak dira. R. Carson-

en Silent Spring liburuarekin [1] hasita eta 70.eko hamarkadaz geroztik, herrialde

askok kutsaduraren arazoetarako gero eta eraginkorragoak diren erantzunak

garatu dituzte hobekuntza- eta prebentzio-politiken bidez. Datozen hamarkadetan,

munduak ez du bakarrik berotze orokorra, ozonoko geruza edota Tropikoko

deforestazioa bezalako ingurugiro-erronkak konpondu beharko. Horren

zirraragarriak ez diren baina oraindik ere mehatxuzkoak diren beste zenbait

ingurugiro-arazo tratatu beharko ditu; besteak beste, (mikro)kutsagarri

iraunkorrena [2].

Ingurugiroko mikrokutsagarriak azken 100 urteetan sintetizatutako

konposatu kimikoen ondorioak dira. Aurretik, giza historia Harri-aroan, Burdina-

aroan, Industria-aroan edo Atomo-aroan sailkatu ditugun bezala, azken 100

urteotan bizi dugun aroa, sintetizatu diren konposatu kimikoen kantitatea kontuan

hartuta, Kimika-aroa bezala deskriba genezake. 1.1. taulan, egun gizarteak ohiko

zereginetan erabiltzen dituen konposatu kimiko sintetikoen eremu zabala ikus

dezakegu. Hauetako substantzia askoren erabilpenak giza-baldintzak hobetu ditu

eta populazio-hazkundea ekarri du [3].

I

Sarrera ___________________________________________________________________

_____4_____

Urteetan, sintetizatutako konposatu kimikoak edota haien hondakinak

gainazaleko lurzoruetara, ibaietara eta atmosferara isurtzea onartutako ohiko

jarduera izan da [4]. Jarduera horien ondorioz, gure osasun- eta bizitza-maila

hobetzeko sintetizatu ditugun substantzien hondakin batzuk ingurugiroaren

amets gaizto bihurtu dira eta gure osasuna eta baita landareena eta animaliena ere

degradatu dute. Horrela, sintetizatutako konposatu kimiko desberdinak

ingurugiroaren mikrokutsagarri bilakatu dira eta herrialde garatuen oparotasun

materiala Lurra kutsatzearen truke lortu dugu [5].

1.1. taula Konposatu kimiko sintetikoen erabilpena gizartean.

Substantzia Sailkapen kimikoaren adibideak Erabilpenak

Plastikoak Poliestirenoa, polibinil kloruroa, nylona

Zuntzak, kotxeen pneumatikoak, altzariak, etab.

Pestizidak DDT, 2,4-D, malation, glifosfatoa

Belar gaiztoen, intsektuen eta beste izurriteen kontrola

Sendagaiak Aspirina, penizilina, sulfamidak,

barbiturikoak

Medikuntza

Petrolioaren produktuak Hidrokarburoak Motoreen erregaiak, lubrifikatzaileak

Ongarriak Amoniakoa, amonio sulfatoa, amonio nitratoa,

amonio fosfatoa

Uztiaketaren suspertzea

Mikrokutsagarri iraunkorrak aktibitate- eta denbora-unitateko kantitate

txikietan isuri diren eta, sarritan motelki degrada daitezkelako, pila daitezkeen

kutsagarriak dira. Iraunkorrak deritzegu bizitza luzeak izan ditzaketelako.

Bestalde, mikrokutsagarri deritzegu, kantitate txikietan igorriak direlako edota

euren eragina kontzentrazio baxuetan eman daitekelako [2].

___________________________________________________________________ 1. atala

_____5_____

Mikrokutsagarri iraunkorrek, degradazio geldoa edo ezdeusa dutenek, giza

osasunean, organismoetan eta ekosistemetan duten eragina igorri eta epe luzera

izan daiteke. Gainera, degradazio geldoaren ondorio bakarra ez da kutsagarriak

epe luzerako ingurugiroan ditugula, baizik eta luzaroan ingurugiroan egon

ondoren, biokontzentra eta eurak baino substantzia toxikoagoetan bilaka

daitezkela [2].

Biomagnifikazioaren edo biokontzentrazioaren adibide bezala, 1.1. irudian

ikus daiteke nola, bifenilo polikloratuak (BPKak) iraunkorrak eta gantz ehunetan

disolbakorrak direnez, antzetaren arraultzeko kontzentrazioa fitoplanktonekoa

baino 50.000 aldiz handiagoa den [5].

1.1. irudia Laku Handietako uretako elikagai-katean emandako biometatzea

eta biomagnifikazioa. (Iturria: The State of Canada’s Environment. 1991. Ottawa:

Kanadako Gobernua.)

Maila guztietako (herriko, herrialdeko, nazioko eta munduko) ingurugiro-

arazoak daudela badakigu. Gero eta gehiago dira kutsaduraren eraginak

Sarrera ___________________________________________________________________

_____6_____

murrizteko dauden teknologia eta hurbilketa berriak. Orokorrean, jakintza eta

baliabideak ditugu ingurugiro-arazo asko konpontzeko. Zerk oztopatzen gaitu,

beraz, Lurra kutsadura gabeko gune bihurtzen? Erantzuna ez da erraza eta hainbat

faktore ekonomikoren, politikoren eta giza parametroren menpe dago [4]. Honela,

ingurugiro-arazoetan, natur zientzilariek eta giza zientzilariek, edo gutxienez,

ekonomilariek, ingurugiro-zientzilariek eta ekotoxikologoek batera lan egin behar

dute eta, auziei aurre egiteko, euren arteko zubiak eraiki behar dituzte [2].

Zientzilarien komunitatearen barruan, kimikak eta kimikariok zer esanik ere izan

behar dugu. Kimikak gure planetaren ingurugiroan zeregin eta zeresan

garrantzitsua izan eta izango du. Kimikaren barruan, kimikari analitikoen

zereginetako bat mikrokutsagarri iraunkorren analisirako gero eta zehatzagoak eta

sentikorragoak diren metodoak garatzea eta hobetzea da. Metodo hauetatik

lortutako informazioan oinarrituta “ingurugiro garbia” zer den erabakitzeko gai

izango gara [4]. Erronka honi jarraituz, lan honen helburua lurzoruetako zenbait

kutsagarri organikoren erauzketa hobetzea izango da. Lurzoruen analisi kimikoak

determinazio kimikoaren osagai korapilotsuak guztiak bilduko ditu. Hasteko,

determinatu behar diren hainbat konposatu ezezagunak izan daitezke edo euren

kontzentrazioak baxuegiak gertatu. Hori dela eta, konposatu horien

determinazioak baliabide analitiko sofistikatuenak eskatuko ditu. Horrez gain,

emaitzen gaineko eskaerak, batez ere ziurgabetasunaren edota doitasunaren

gaineko beharrak ditugu. Horren ondorioz, prozedura analitikoen garapenak

hobetuko duten aurreko metodoek, kalitatea eta kontrola bermatuko dute.

1.2. Lurzoruak

Lurzoruaren kalitateak bertan eman daiteken bizitza baldintzatuko du.

Gizakiok zenbat eta hiritarrago bihurtu, gero eta harreman estu gutxiago dugu

naturarekin. Harreman galtze honekin, gure oparotasunak eta biziraupenak

lurzoruekiko duen menpekotasunaren antzematea galdu dugu ere [6].

___________________________________________________________________ 1. atala

_____7_____

Hondakinen bidezko lurzoruen kutsadura ez da garai berrien arazoa soilik.

Erromatarren garaian, mineralen meak minatu, galdatu eta ondorioz inguruko

landazabalak mehategietako hondakinez kutsatu zituzten. Europan emandako

materialen eta konposatu kimikoen ekoizpenak ere, industria-iraultzaren hasi-

hasieratik, kutsadura nabarmena ekarri zuen. Hala ere, igorritako kutsaduraren

eta honen arazoen zabalkuntza nagusia XX. mendean zehar eman da, batez ere

Munduko bigarren gerrateaz geroztik [5].

Funtsean, lurzoruen kutsaduraren arazoak oinarrizko bi motatan sailka

ditzakegu:

(1) Giza populazioaren esposizioaren ondorioz eman daitezkenak.

(2) Ekosistema naturalen esposizioaren ondorioz eman daitezkenak.

Giza esposizioa kutsatutako lurzoruetan eskolak, lantegiak, bulegoak,

etxebizitzak etab. eraiki direlako eman daiteke. Ekosistemei dagokionez, euren

esposizioa modu desberdinetan eman daiteke. Alde batetik, kutsatutako

lurzoruarekin harreman zuzena duten ekosistemak ditugu. Bestalde, urak eta lur

azpiko urak kutsatutako lurzoruetako kutsagarriak eraman ditzakete ur-

ekosistemetara eta, ondorioz, azken hauek kutsatutako lurren efektuak pairatuko

dituzte. Azkenik, hautsak eta lurrunak ere kutsagarriak eremu zabalagoetara

eraman ditzakete [3].

Lurzoruen kutsaduraren iturriak hiru jarduera nagusi dira:

(1) Industria-jarduerak.

(2) Nekazal jarduerak.

(3) Etxe- eta hiri-jarduerak.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____8_____

1.2. taulan aurreko hiru kutsadura-iturrietako jardueren adibideak bildu

ditugu [3].

1.2. taula Lurzoruen kutsadura ekar dezaketen jardueren adibideak.

Jarduera Adibideak

Industria-jarduera

kZabortegiaArmategiak

kZurrategiaMehategiak

kGaldategiaiakGasolindeg

giakErrefinateeakhornitzail-ateelektrizit eta -Gas

kimikoak Industria

Nekazal jarduera

kerabilpenainuen Abereen batzeak biltegiraeta kerabilpena

kimikoen konposatu Nekazaltrataerak-Uzta

Etxe- eta hiri-jarduera

erabilerakkimikoen Konposatudeskargakmotoreen n Ibilgailue

pilaketauren -Hondakinpilaketasolidoen Hondakin

Lurzoruetan aurki ditzakegun kutsagarriak zazpi talde nagusitan sailka

daitezke:

(1) Metalak.

(2) Konposatu ez-organikoak.

(3) Konposatu aromatikoak.

(4) Hidrokarburo aromatiko poliziklikoak.

___________________________________________________________________ 1. atala

_____9_____

(5) Klorodun hidrokarburoak.

(6) Pestizidak.

(7) Beste batzuk.

Metal astunak lurzoruen kutsagarri arruntak dira. Beruna, ibilgailuen

motorretatik, galdategietatik eta mehategietako jardueretatik dator batez ere.

Kobrea eta kromoa ere, lurzoruak kutsa dezaketen metal astun arruntak dira.

Hauen iturria zurrategiak eta egurraren babeserako plantak ditugu. Artsenikoa eta

merkurioa lurzoruetan eta sedimentuetan aurki daitezkeen metal toxikoenak dira

eta hainbat industria-jardueretatik datoz [3].

Ikus daitekenez, zazpi talde hauetatik bost konposatu organikoek osotu

dituzte. Lurzoruetan aurki ditzakegun kutsagarrien %80a, gutxi gorabehera,

konposatu organikoak dira [7]. Petrolioaren hidrokarburoak oso arruntak dira

euren distribuzio zabala dela eta petroliaren hainbat produktuetan. Mundrunean

hidrokarburo aromatikoen, fenolen eta hidrokarburo aromatiko poliziklikoen

(HAPen) nahastea dugu. Gasolina, toluenoa eta xilenoa ohiko disolbatzaileak dira

industrian eta nekazal jardueren ondorioz DDTa bezalako klorodun pestizidak

lurzoruetan ere sarri aurki ditzakegu [3].

1.3. taulan, kutsagarri organikoei dagokioenez, Euskadiko Autonomia

Erkidegoaren (EAEaren) Lurzoruen Babespenerako Plan Zuzentzailearen

araberako lurzoruen ebaluaziorako datuak bildu ditugu. VIE-B arriskuaren

onargarritasunaren behe-muga eta VIE-C onar daitekeen arrisku maximoa, mg kg-

1-eko unitateetan.

Lurzoruetan eta sedimentuetan ager daitezkeen konposatu organikoen

artean multzo kezkagarrienak dioxinak (DDPKak), furanoak (DFPKak),

hidrokarburo aromatiko poliziklikoak (HAPk), poliziklodun bifeniloak (BPKak),

Sarrera ___________________________________________________________________

_____10_____

fenolak eta haren eratorriak eta pestizidak ditugu. 1.2. irudian egonkortasunaren

eta ur-kontzentrazioaren arabera bildu ditugu [8].

1.3. taula Kutsagarri organiko desberdinen sailkapena eta EAEaren

Lurzoruen Babespenerako Plan Zuzentzaileak ezarritako VIE-B eta VIE-C balioak

mg kg-1 unitateetan.

Kutsagarria VIE-B VIE-C

Konposatu Aromatikoak Bentzenoa 0.5 1

Etilbentzenoa 5 50 Toluenoa 3 130 Xilenoa 5 25 Fenolak 1 40 Kresolak 1 5

HAPk HAP (osoa) 1 40

Klorodun Hidrokarburoak Klorobentzenoak (osoa) 30

Klorofenolak (osoa) 10 Poliklorobifeniloak (osoa) 1

Pestizidak DDT/DDE/DDD 4

Drin-ak 4 HCH (osoa) 2 Beste Batzuk

Tetrahidrofuranoa 0.4 Piridina 1

Tetrahidrotiofenoa 5 90 Ziklohexanona 6 270

Estirenoa 5 100 Ftalatoak (osoa) 60

___________________________________________________________________ 1. atala

_____11_____

Olio mineralak 1000 5000

Ohiko kontzentrazio analitikoak

Egonkortasunalurrean

DioxinakFuranoak

PKB lauak

PKB-ak

Ftalatoak

DDT

Halogenadunalifatikoak

Bentzidinak

PHA-akHidrokarburo

alifatikoak

Klorofenolak

ParaquatDiquat

TriazinakNitrofenolak

Pestizidaordanofosforodunak

FenolakKarbamatoak

Zetonak

Eterrak

Gantz azidoak

Karbohidratoak

1.2. irudia Kutsagarri organikoen sailkapena egonkortasunaren eta

kontzentrazioaren arabera.

Ikusi ditugu zeintzuk jarduerek lurzoruak kutsa ditzaketen eta zeintzuk

diren kutsagarri nagusiak. Aztertu beharra dago orain lurzorua zerk osotzen duen

eta honela hainbat kutsagarri bertan zergatik geldi daitezken ulertuko dugu.

Kutsagarriaren polaritatea eta kutsagarria organikoa ala ez-organikoa izatea

faktore garrantzitsua bada ere, lurzoruaren ezaugarri fisikoak eta kimikoak ere

kontuan hartzekoak dira [4].

Haitzen higadura fisikoaren, kimikoaren eta biologikoaren kausaz eratutako

mineralen, materia organikoaren eta uraren arteko nahaste aldakorra da lurzorua.

Lurzoruaren partikula-taimaren arabera legarra (2-60 mm), area (0.06-2 mm),

alubioa (0.006-0.06 mm) eta buztina (<0.002 mm) ditugu [4,9].

Lurzoruak lurraren gainazalean landareen bizitza sostengatuko du.

Bakterioen, fungien eta zizareak bezalako animalien populazioak aurki ditzakegu

lurzoruetan. Lurzoruak aire-guneak ditu eta, normalean, bere ehundura askea da.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____12_____

Lurzoruetako kutsagarri organikoak hiruzpalau fase desberdinetan ager daitezke

banaturik: matrize solidoan absorbatuak edo adsorbatuak, zirrikutu-uretan

disolbatuak, zirrikitu-airetan disolbatuak eta zenbait kasutan (kontzentrazio

altuko kutsagarri likidoen kasuan) eta, indar kapilareak bide direla, partikula

solidoei atxikituak [8]. 1.3. irudian lurzoruen egitura ikus daiteke [9].

1.3. irudia Lurzoruaren fase solidoaren, likidoaren eta gasaren egitura.

Lurralde lehorretan eta hondartzetan, lurzorua kaltzio karbonato apurra

duen silize area da. Nekazal eta hiri-lurralde gehienetan, ingurugiroan eragina

izango duten kutsagarrien ezaugarrietan eragin gehien izango duten lurzoruaren

osagaiak buztina eta materia organikoa dira [3].

Buztinak lurzoruen osagai ez-organiko nagusiak eta, ura gordetzeko eta

landareen elikagaien katioi-trukaketarako, oso garrantzitsuak dira. Buztinek

guztiek silikatoak dituzte, gehienek aluminioa eta ura daukate eta euren egitura

laminarra da [9]. Buztinek ioak trukatzeko ahalmena dutenez, izaera polarra duten

___________________________________________________________________ 1. atala

_____13_____

molekula organikoetan eta metalen ioietan eragina daukate. Honela, diquat

bezalako pestizida kationikoak lurzoruetan sendoki adsorbatuak daude [3].

Lurzoruen materia organikoaren kantitaea %0.1 eta %7 bitartean dago.

Lurzoruaren osagai honek konposatu ez-ioniko eta ez-polarren adsortzioan eragin

gehien du. Mikroorganismoen jarduerak landareen detrituetan lurzoruetako

materia organikoa eratuko du. Kimikoki, landareen osagaietatik materia

organikoan gehien parte hartzen duen osagaia lignina da. Lignina molekula-masa

altuko konposatu fenolikoa da eta ingurugiroko degradazioarekiko iraunkor

samarra da. Ligninan mikroorganismoek eragin dutenean substantzia humikoak

eratuko dira, sarritan azido humikoak eta fulbikoak deritzenak. Substantzia hauen

molekulak handi samarrak dira eta ziur aski hasierako materialaren eta

degradazio-baldintzen arabera alda daitezke. Azido fulbiko eta humikoen

ezaugarri garrantzitsua fenol-taldeak izatean datza. Talde hauek metalak

konplexatzeko ahalmena daukate. Baina, azido fulbikoek eta humikoek propietate

lipofilikoak ere badituzte. Honela, konposatu organiko ez-polarrak lurzoruen

materia organikoan ere sendoki adsorbatu daitezke [3,5]; adibidez, DDTa edo

Atrazina herbizidak [9].

1.3. Lurzoruen Kutsagarri Organikoen Erauzketaren

Auzia

Edozein laginaren analisian ondoko urratsak jarraitu behar ditugu:

(1) Laginaren azterketa historikoa.

(2) Laginketa.

(3) Aurretratamendua.

(4) Erauzketa eta purifikazioa.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____14_____

(5) Determinazioa eta koantifikazioa.

(6) Emaitzen analisia.

Pausoen edota etapen guztien artean, lurzoruan aurki daitezkeen kutsagarri

organikoen erauzketa, ingurugiroko analisiaren barnean, pauso garrantzitsua

izateari jarraitzen dio oraindik [10]. 1.4. taulan ikus daitekenez, konposatu

organikoen erauzketarako teknikek oinarri fisiko desberdinak dituzte [8].

Lurzoruetako kutsagarrien erauzketaren auziak iturri desberdinak ditu.

Alde batetik, ohiko erauzketa-teknikak baino azkarragoak, ziurragoak eta

ingurugiroarekiko atseginagoak diren erauzketa-prozedurak garatzea beharrezkoa

da. Lurzoruetako kutsagarri organikoen erauzketak disolbatzaile organikoak

erabiltzen ditu. Disolbatzaile organiko hauek lurzoruaren atxikidura altua

gainditu eta analitoa matrizetik askatzeko gai izan behar dute. Ohiko teknikek,

Soxhlet erauzketak edo sonikazioak, adibidez, disolbatzailearen bolumen handiak

laginarekin bat jartzen dituzte, irabiatze zein tenperatura altuetan eta erauzketa-

denbora luzeetan [11-12].

1.4. taula Konposatu organikoen erauzketarako tekniken oinarri fisiko

desberdinak.

Teknika Oinarri fisikoa Analitoak

Buru- gunea Henry-ren konstantea

Adsobatzeko joera baxua duten konposatuak eta ur-disolbakortasun mugatua eta lurrun-presio altua

Purga-eta-tranpa Lurrun-presioa Adsobatzeko joera baxua duten konposatuak eta ur-disolbakortasun mugatua eta lurrun-presio altua

Bero-desortzioa Irakite-tenperatura Irakite-tenperatura i / l k k k

___________________________________________________________________ 1. atala

_____15_____

ertain/altuko konposatuak eta termikoki egonkorrak

Erauzketa solido/likidoa

Banatze-koefizientea

Gainontzekoak

Bestalde, eraginkortasunaren arazoa daukagu. Erauzketa-teknika ahalik eta

eraginkorragoa izan behar du, askotan kutsagarrien kontzentrazioa oso baxua

baita. Gainera, eraginkortasun hau neurtzeko gai izan behar dugu. Hots,

erauzketaren etekina kalkulatzeko gai izan behar dugu. Gakoa kutsagarriak

lurzoruan duen benetako kontzentrazioa ezagutzean datza.

Azkenik, eta 1.4. irudian ikus daitekenez, konposatu organikoen analisian,

erauzketa-pausoa prozesu analitikoaren ziurgabetasun-iturri handiena izateari

jarraitzen dio. Laginaren prestaketak prozesu osoaren erroreen %60a [13]. Beraz,

etapa honen eragina murrizteko, garrantzitsua izango da prozedura fisikoen eta

kimikoen azterketa, kontrola eta optimizazioa.

6%

61%

6%

27%

Laginketa

Laginaren prestaketa

Analisia

Datuen tratamendua

1.4. irudia Prozedura analitikoaren pauso desberdinen errore erlatiboa

konposatu organikoetarako.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____16_____

1.4. Erauzketa-prozesuaren Eraginkortasunaren

Neurketa

Kutsagarria lurzorura heldu eta analisia egiten dugunerako denbora-tartea

igaro da. Denbora tarte horretan analitoaren eta matrizearen arteko zenbait ekintza

(fisikoak edo kimikoak) edo analitoaren degradazioa gerta daiteke. Honela, lagina

laborategira analizatzeko heldu zaigunean ez dugu lagineko kutsagarriaren

kontzentrazioa ezagutuko [14].

Erauzketaren arazoa erauzketa-etapa horren eraginkortasuna ezagutzea da.

Laginaren digestioa egingo bagenu, eta galerarik ez dagoela suposatuz, laginean

dagoen analitoa guztia disoluziora pasatu dela pentsa genezake. Baina erauzketan

ez da hala beti gertatu behar. Galerak alde batera utziz, ez dago zertan pentsatu

behar erauzketaren etekina %100 izan dela. Ondorioz, eraginkortasunaren etekina

determinatzeko moduren bat aurkitu behar dugu.

Erauzketaren eraginkortasunaren ebaluazioa egiteko hurbilketa

desberdinak erabil ditzakegu [14-15]:

(1) Erauzketa-prozedura desberdinen arteko erkaketa.

(2) Saiaturiko erauzketa-teknika Erreferentziazko Material Egiaztatuaen

(EMEn) gainean aplikatu eta lortutako emaitzak egiaztaturiko balioekin

erkatu.

(3) Erauzketa-prozesua behin eta berriro aplikatu erauziak detekzio-

mugaren azpitik dagoen kontzentrazioa eman arte.

(4) Kutsadura gabeko lurrak kontzentrazio ezagunetan dopatu.

___________________________________________________________________ 1. atala

_____17_____

Hala ere, lau hurbilketa hauek hurbilketak baino ez dira. Hots, orain

aztertuko dugunez, guztiek eragozpenak dituzte.

Lehenengo hurbilketaren arabera, lagin berdinaren erauzketa prozedura

desberdinen bidez egin badugu eta bide bietatik emaitz berdinak lortu baditugu,

determinatutako analitoaren kontzentrazioa benetazkoa izango dela ondoriozta

dezakegu. Prozedura hau, luzea izateaz gain, ez du zertan behin betikoa izan

behar. Irtenbide bat, erreferentziazko materialen egiaztapenean parte hartzean

datza eta honek bigarren hurbilketara garamatza [14].

Bigarren hurbilketan, EMEak erabiltzerakoan, gure laginean eta material

egiaztatuan ekintza berdinak gertatu direla onartzen ari gara eta ondorioz

erreferentziazko materialerako lortu ditugun balioak beste edozein laginetara heda

ditzakegula uste dugu. Baina gure laginaren eta EMEen matrizeak ez dute

berdinak izan behar. Bestalde, erreferentziazko materialak gehienak egiaztatzeko

erabili diren erauzketa-teknika asko ohikoak dira, Soxhlet erauzketa adibidez, eta

gerta liteke teknika horien bidez ez dela analitoa guztiz erauzi. Azkenik, eta

erreferentziazko materialei dagokionez, nahi ditugun laginen eta kutsagarrien

erreferentziazko materialak ezin ditugu beti aurkitu [14-15]. Gainera, BCR eta

NIST delakoek ez dituzte egiaztapenerako protokolo berdinak erabiltzen [16].

Aztertu nahi ditugun egoera eta kasuetarako ezin ditugunez

erreferentziazko materialak lortu, beste aukera analitorik ez duen lagina, analito

ezagunen kontzentrazio ezagunetan dopatzea da. Lurzoruen dopatze hau bi

modutan egin daiteke: tokiko dopatzea eta esekiduraren bidezko dopatzea. Tokiko

dopatzean kontzentrazio ezaguneko kutsagarriaren bolumen txikia lurzoruaren

kantitate nahiko handira gehitu eta jarraian laginaren erauzketa egiten da [14].

Argi ikus daitekenez, honelako dopatzeak ez du bermatuko lurzoruaren

matrizearen eta analitoaren arteko ekintzik (ez kimikorik ezta fisikorik ere) eta

dopatze-modu hauek egiten direnean erauzketa-teknikaren eraginkortasunak oso

altuak dira. Prozedura honen bidez determinazio-etapa aztertu eta lurzoruko

Sarrera ___________________________________________________________________

_____18_____

analitoaren erauzketa alde batera utzi da [14,17]. Esekiduraren bidezko kutsaketan

aldiz, kutsagarriaren kontzentrazio ezaguneko bolumen handia lurrari gehitu eta

luzaroan irabiatzen uzten dugu. Kutsagarria disolbatzaile organiko batean gehitu,

ondoren disolbatzailea lurruntzen utzi eta, printzipioz, homogeneoa den lagina

lortuko dugu. Lagina gorde eta epe batera haren analisia egingo dugu. Bigarren

dopatze hau hobea bada ere, benetako laginekiko desberdintasunak daudela

onartu behar dugu [14].

Azkenik, Hawthorne-ek eta haren laguntzaileek proposatutako beste

hurbilketa lurzoruaren erauzketa-segida egitean datza. Erauzketa behin eta berriro

errepikatu eta azkenean kutsagarriaren aztarnarik ez badugu somatu, kutsagarria

guztia erauzi dugula pentsa dezakegu. Hurbilketa hau luzea izateaz gain, ez du

zertan egia izan behar. Gerta liteke matrizearen eta analitoaren arteko ekintza

horren sendoa izatea erauzketa-teknikak ezin duela analito gehiago erauzi [15].

Argi geratu denez, ez da erraza erauzketa-prozesuaren eraginkortasuna

neurtzea. Horrela, gaur egun oraindik lurzoruetako kutsagarri organikoen

erauzketaren inguruan ikerketa handia egiten ari gara [10]. Lan honetan ildo

horretatik joko dugu, hain zuzen ere. Ohiko teknikak baino egokiagoak diren

erauzketa-tekniken optimizazioa burutu nahi izan dugu eta horretarako atal

honetan aipatutako hurbilketak guztiak jorratu ditugu egoera desberdinetan.

Optimizatutako teknikak beste teknika batekin gutxienez erkatu dugu eta posiblea

denean erreferentziazko materialak erabili ditugu. Lagin errealak eskuragarri izan

ez ditugunean lurzoruak laborategian dopatu ditugu eta, kasuren batean, bigarren

edo hirugarren erauzketaren beharra frogatzeko, laginen berrerauzketa ere egin

dugu.

___________________________________________________________________ 1. atala

_____19_____

1.5. Erauzketa-teknikak

1.5.1. Ohiko erauzketa-teknikak

Lurzoruetako kutsagarri organikoen erauzketarako ohiko tekniken artean

arruntena Soxhlet erauzketa daukagu. Soxhlet erauzketa behin eta berriro

errepikatzen den distilazio-prozesuan datza [18]. Lagina erauzketarako kartutxoan

sartu eta analitoak behin eta berriro berzirkulatzen ari den disolbatzaile

garbiarekin erauzten dira [10].

Soxhlet erauzketak erakuts dezakeen abantailen artean honako hauek

ditugu [10]:

✔ Erauzketa metodo estandarra da.

✔ Laginaren kantitate handiak erabil daitezke.

✔ Iragazketa ez da beharrezkoa.

✔ Erauzketa-teknikak ez du matrizearekiko menpekotasunik.

✔ Teknika merkea da.

✔ Soxhlet erauzketarako tresna askok arreta gabeko lana onartzen dute.

Hala ere, Soxhlet erauzketak baditu bere alde txarrak ere. Erauzketa-

denbora luzea da (24-48 h), disolbatzaile-kantitate handiak erabili behar dira (300-

500 mL lagin bakoitzeko) eta horren disolbatzaile-kantitate altuak eliminatzeko

lurruntze-etapa beharrezkoa da [10].

Soxhlet erauzketa automatizatzeko saiaketak ere egin dira.

Automatizatutako Soxhlet erauzketan, lagina kartutxoan sartu eta lagina daraman

Sarrera ___________________________________________________________________

_____20_____

kartutxoa 30-60 min-tan zehar irakiten ari den disolbatzailean sartzen da. Ondoren

lagina igo eta berzirkulatzen ari den disolbatzailearen bidezko Soxhlet erauzketa

egiten da. Automatizatutako Soxhlet erauzketa honek ohiko Soxhlet erauzketak

baino erauzketa-denbora laburragoak behar ditu [10].

Sonikazioa ere ohiko erauzketa-teknika erabilia da. Soxhlet erauzketa baino

azkarragoa da (30-60 min behar izaten dira lagin bakoitzeko). Soxhlet erauzketa

bezala merkea da, ez du matrizearekiko menpekotasunik eta lagin-kantitate

handiak (10-30 g) erabil daitezke kasu honetan ere. Soxhlet erauzketak bezala

disolbatzailearen bolumen handiak erabili behar ditugu (300-500 mL), lan gehiago

dakar eta erauzketa ostean iragazketa beharrezko da [10].

EPAren (Environmental Protection Agency delakoaren) 3540, 3541 eta 3550

metodoek [19] Soxhlet erauzketa, automatizatutako Soxhlet erauzketa eta

sonikazioa aurrera eramateko prozedurak zehaztu dituzte eta 1.5. taulan hainbat

aplikazio bildu ditugu.

1.5. taula Soxhlet erauzketaren, automatizatutako Soxhlet erauzketaren eta

sonikazioaren zenbait aplikazio.

Teknika Analitoa Matrizea Baldintzak Bibl.

Soxhlet BPKak Lurzoruak 1-10 g, 200 mL hexano, DKM edo hexano:azetona (41:59), 6h, 4-6 ziklo h-

1

[20]

Soxhlet HAPak Sedimentuak 20 g, DKM, 24 h [21] Soxhlet HAPak Sedimentuak 20 g, 70 mL DKM, 6 h [22] Soxhlet BPKak Sedimentuak 2-10 g, 50g Na2SO4,

250 mL DKM, 18 h [23]

Automatizatutako Soxhlet

Pestizidak eta HAPak

Lurzoruak eta

Sedimentuak

Hexano:azetona (1:1) edo DKM:azetona (1:1)

[24]

Sonikazioa HAPak Lurzoruak 25 mL 2-metoxietanol, [25]

___________________________________________________________________ 1. atala

_____21_____

15 min Sonikazioa BPKak,

Pestizidak, Fenolak,

HAPak eta KOL-ak

Sedimentuak eta

Hondakin solidoak

150 mL azetona:hexano (2:1)

[26]

Sonikazioa HAPak Lurzoruak 20 g, 100-150 mL DKM, 30 min

[27]

Sonikazioa HAPak Lurzoruak eta

Hondakin-solidoak

10-20 g, 3 x 20 mL DKM

[28]

Sonikazioa Pentaklorofenola

Lurzoruak 5 g, 1 mL H2SO4, 20 mL hexano:azetona (1:1), 20 min

[29]

1.5.2. Mikrouhinen bidezko erauzketa

Mikrouhinen bidezko erauzketa presiopean edo atmosferako presiopean

mikrouhin-energiaren bidez aurrera eraman daiteke; hots, erauzketa-ontzia itxia

edo irekia izan daiteke, hurrenez hurren [10].

Mikrouhinak espektro elektromagnetikoaren irrati frekuentzien eta

infragorri eremuaren artean kokatuta dauden frekuentzia altuko (0.3-300 GHz)

uhin elektromagnetikoak dira [10]. Mikrouhin-energiak ioien eta dipoloen

errotazioaren bidez energia elektromagnetikoa bero-energia bihur dezaketen

erradiazio ez-ionizagarria da [13,30]. Eremu elektromagnetiko honetan ioiek

migratzeko joera dute baina disoluzioak ioien fluxu horren aurka erresistentzia

egiten du eta honela, marruzkaduraren ondorioz, beroketa gertatzen da. Dipoloen

errotazioaren kasuan, 2450 MHz-tara dipoloak 4.9 109 aldiz ordenatu eta

desordena daitezke. Molekulen behartutako higidura honek, molekula-

marruzkadura dakar eta, ondorioz, disoluzioaren berotzea [31].

Sarrera ___________________________________________________________________

_____22_____

Ioien migrazioz zein dipoloen errotazioz sortutako beroketa hau eta ohiko

metodoen bidez gertatuko beroketa desberdinak dira. 1.5. irudian ikus daitekenez,

ohiko metodoetan beroa konbekzioz sartuko da. Mikrohinen bidezko beroketan,

aldiz, beroa beroketa-gorputzaren barnean orohar gertatu eta berehala

kanporantza hedatuko da [10,13].

1.5. irudia Beroketa modu bi: (a) konbekzioaz eta (b) mikrouhin-energiaren

bidez.

Edozein erauzketan, disolbatzailearen hautaketa garrantzitsua da.

Mikrouhinen bidezko erauzketan (MBEan) mikrouhin-energiak hexanoa edo

toluenoa bezalako disolbatzaile ez-polarretan ez duela eraginik eta, ondorioz,

disolbatzaile polarra gehitzea beharrezkoa dela kontuan hartu behar dugu [30].

Ontzi itxiko mikrouhinen bidezko erauzketarako (MBErako) ekipoa eta

haren atalak 1.6. irudian ikus daitezke.

___________________________________________________________________ 1. atala

_____23_____

1.6. irudia Ontzi itxikoa MBErako ekipoa eta bere atalak.

Erauzketarako ontziak mikrouhinekiko gardenak diren materialez (polieter

imidaz edo tetrafluorometoxil polimeroaz) eginak daude eta perfluoroalkoxizko

edo Tefloizko estaldura daukate. Mikrouhin-labean sartuko diren ontzietako

batean presioa edota tenperatura kontrola dezakegu. Horretarako, ontzi horren

estalkia presioa neurtzeko hodia edo tenperatura kontrolatzeko zuntz optikoa

sartzeko aldatua dago. Honela, operadoreak aukeratutako balio batekiko presioa

edo tenperatura konparatu eta, magnetroiaren (mikrouhin-iturriaren) pizketa-

maiztasuna aldatuz, presioa/tenperatura balio horretan mantenduko du [32].

Ontzi itxiko mikrouhinen bidezko erauzketan zehar lortuko den tenperatura

disolbatzailearen irakite-puntuaren gainetik dago. Disolbatzaile eta disolbatzaile-

nahaste gehienen kasuan (azetona, azetona:hexano, diklorometano:azetona, etab.),

ontziaren barruan lortutako tenperatura disolbatzailearen irakite tenperatura

baino 2-3 aldiz altuagoa da. Tenperatura altu hauek erauzketaren eraginkortasuna

hobetuko dute [10].

Ontzi irekiko mikrouhin fokalizatuen bidezko erauzketarako (MFBErako)

ekipoaren eskema 1.7. irudian ikus daiteke. Kasu honetan, lagina sartzeko

kartutxoa erabil daiteke eta horrela ez da iragazketa-etaparik behar. Erauzketa-

Sarrera ___________________________________________________________________

_____24_____

ontziaren gaineko hozkailua kenduz gero, erauziaren kontzentrazioa ere

mikrouhin-energiaren bidez egin dezakegu.

1.7. irudia Ontzi irekiko MFBErako ekipoaren eskema.

Hasiera batean mikrouhin-energia metal-aztarnen analisirako aplikatu

bazen ere, gaur egun konposatu organikoen erauzketarako ere aplika daiteke.

Ganzler et al. izan ziren lehen aldiz 1986. urtean lurzoruetako, hazietako eta

janarietako lipidoak eta pestizidak erauzteko mikrouhin-energia erabili zutenak

[33,34].

Mikrouhinen bidezko erauzketak dituen abantailen artean hauek aipa

ditzakegu [10]:

✔ Erauzketa azkarra (30-60 min).

✔ Disolbatzailearen bolumen txikia.

✔ Parametroen (denboraren, potentziaren, tenperaturaren) kontrol osoa.

___________________________________________________________________ 1. atala

_____25_____

✔ Irabiaketa posiblea.

✔ Lehorketarako substantziarik ez da beharrezkoa.

✔ 12 lagin aldi berean egin daitezke ontzi itxiko MBEaren kasuan.

1.6. taula Mikrouhin-energiaren bidezko erauzketaren zenbait aplikazio

lurzoruetako zein sedimentuetako zenbait kutsagarriren

erauzketarako.

Teknika

Analitoa Matrizea Prozedura Bibl.

MFBE HAPk Sedimentuak

0.3-30g, 30 mL DKM, 10 min, 30W [35-36]

MFBE HAPk Sedimentuak

1g, 10-30 mL DKM edo heptano:etanol (80:20), 2-10 min, 20-140 W

[37]

MFBE HAPk Lurzoruak eta

Sedimentuak

0.1-1 g, 30 mL DKM, 10 min, 30 W [38]

MBE Pestizidak Lurzoruak eta

Sedimentuak

AZN, isooktano, isooktano:AZN (1:1), 7x30 s

[39]

MBE Fenolak eta

Pestizidak

Lurzoruak 5 g, 30 mL hexano:azetona (1:1), 115°C, 10 min, 1000W

[40]

MBE BPKak Lurzoruak eta

Sedimentuak

5 g, 30 mL hexano:azetona (1:1), 115°C, 10 min, 1000W

[41]

MBE HAPk, BPKak eta Pestizidak

Lurzoruak eta

Sedimentuak

5-10 g, 30 mL hexano:azetona (1:1), 115°C, 10 min, 1000W

[42]

MBE HAPk Lurzoruak 30 mL hexano:azetona (1:1), 115°C, 5 min, 1000

[18]

Sarrera ___________________________________________________________________

_____26_____

MBE Herbizidak

Lurzoruak 0.1 M amonio azetato/amonio hidroxidoa (pH 9-10), 10 min

[43]

MBE Fenolak Lurzoruak 1-5 g, 10-50 mL, azetona:hexano, 130°C, 15 min, 1000 W

[44]

MBE Fenolak Lurzoruak 1g, 10-50 mL, 10 mL azetona:hexano (80:20), 130°C, 10 min, 950 W

[45]

MBE Triazinak Lurzoruak 30-130°C, 5-45 min, 20-40 mL, AZN eta metanola

[46]

MBE Klorodun eta

Fosforodun

Pestizidak

Lurzoruak 5g, 30 mL azetona:hexano (1:1), DKM:azetona (1:1), MTBE, tolueno:metanol (10:1), 50-145°C, 5-20 min, 1000 W

[47]

Mikrouhinen bidezko erauzketak baditu bere desabantailak ere. Ontzi itxiko

MBEaren kasuan, erauziak iragazi behar ditugu. Disolbatzaile polarrak erabili

behar ditugu eta gehienetan gas-kromatografiaren bidezko analisian disolbatzaile

ez-polarrak erabiliagoak dira. Horrez gain, mikrouhinen bidezko erauzketarako

ekipoek kostu ertaina dute [10].

1.6. taulan mikrouhin-energia lurzoruetako zein sedimentuetako zenbait

kutsagarriren erauzketarako erabili duten zenbait adibide bildu ditugu.

1.5.3. Presiopeko jariakinen bidezko erauzketa

Presiopeko jariakinen bidezko erauzketan (PJBEan) konposatu organikoak

tenperatura (50-200°C) eta presio (1500-2000 psi) altuetara erauziko ditugu

ingurugiroko laginetatik [10]. Arrazoi nagusi bi direla eta presio eta tenperatura

altuek erauzketa hobeak eman behar dituzte [14]:

(1) Disolbakortasuna eta masa-transferentzia:

∗ Tenperatura altuek analitoa disolbatzeko disolbatzailearen ahalmena

handituko dute.

___________________________________________________________________ 1. atala

_____27_____

∗ Tenperatura altuagoetan difusio-abiadurak handiagoak dira.

∗ Disolbatzaile garbia sartzerakoan masa-transferentzia hobetuko da

disolbatzailearen eta laginaren matrizearen gainazalaren arteko

gradientea handiago baita.

(2) Gainazal-orekaren apurketa:

∗ Tenperatura altuek solutuaren eta matrizearen arteko lotura sendoak

apur ditzakete.

∗ Tenperatura igotzerakoan disolbatzailearen likatasuna jeitsi eta

ondorioz, disolbatzailea matrizean hobeto sar daiteke.

∗ Presio altuetan disolbatzailea likidoa izateari jarraiki liezaioke nahiz

eta bere irakite-puntutik gorago aurkitu.

∗ Presioa altua denean disolbatzailea matrize barnean errazago sar

daitekelako matrizearen barnekaldeko analitoak hobeto erauziko dira.

PJBEak dituen abantailak honela laburbildu ditzakegu [10]:

✔ Erauzketa azkarra (∼15 min).

✔ Disolbatzailearen bolumen txikiak behar dira (15-40 mL).

✔ Iragazketa ez da beharrezkoa.

✔ Automatizatuta dago: 24 laginen erauzketa jarraia egin daiteke.

✔ Erraza erabiltzeko.

Hala ere, PJBE teknika garestia da eta matrizearekiko menpekotasuna du

[10].

Sarrera ___________________________________________________________________

_____28_____

Egun Dionex-ek fabrikatzen duen PJBErako sistema ASETR (accelerated

solvent extraction delakoa) moduan ezagutzen da eta 1.8. irudian ekipoaren

eskema eman dugu.

1.8. irudia ASE ekipoaren eskema.

3545 metodoan [19] PJBErako EPAk proposatutako baldintzak bilduta

daude. 1.7. taulan PJBEaren beste zenbait aplikazio bildu ditugu.

1.7. taula Matrize solidoetako zenbait kutsagarri organikoren

erauzketarako PJBEaren hainbat aplikazio.

Analitoa Matrizea Baldintzak Bibl.

HAPk Hiri-hautsa DKM:azetona (1:1), 100 min, 100°C, 2000 psi

[48]

Fenolak Lurzoruak 0.5 g, 5-25 min, 30-70°C, 600-3000 psi

[49]

HAPk Lurzoruak 2 g, DKM:azetona (1:1), 5 min, 2000 psi, 100°C

[50]

___________________________________________________________________ 1. atala

_____29_____

Pestizadak eta HAPk

Lurzoruak 10 g, DKM:azetona (1:1), 10 min, 2000 psi, 100°C

[51]

HAPk, pestizidak, dioxinak eta

furanoak

Hondakin-solidoak

Azetona:hexano (1:1), toluenoa, DKM:azetona (1:1), 5-8 min, 100-200°C, 2000 psi

[52]

PKDD/Fak Lurzorua, Sedimentuak

eta Hiri-hautsa

Azido azetiko glaziala (%5) bolumenetan eta toluenoa

[53]

Klorodun Pestizidak

Hiri-hautsa eta Sedimentuak

Hexano:azetona, AZN, DKM [54]

HAPk Lurzoruak DZM:azetona (1:1), 7g, 40-200°C, 1000-2400 psi, 2-16 min

[55]

BTEX Lurzoruak Metanola, 100-150°C, 5-30 min, 100-150 bar

[56]

HAPk Lurzoruak Hexano:azetona:tolueno (10:5:1), 100°C, 13.8 MPa

[57]

BPKak Sedimentuak 5 min, 100°C [58]

1.5.4. Jariakin superkritikoen bidezko erauzketa

Jariakin superkritikoen bidezko erauzketan (JSBEan) presio altuko ganbaran

lagina sartu eta jariakin superkritiko batekin (adibidez, karbono dioxidoarekin

150-450 atm-tan eta 40-150°C-tan) erauziko da, 1.9. irudian adierazi den bezela.

Presioa askatu ondoren, analitoak disolbatzaile organiko batean edo tranpa batean

bilduko dira [10].

Jariakin superkritikoen ezaugarriak paregabeak dira, likidoen eta gasen

bitartekoak. Beraien likatasuna eta gainazal-tentsioa likidoena baino askoz

txikiagoa da. Horrela, solidoen poroetan likidoak baino errazago sar daitezke.

Haien dentsitateak, aldiz, likidoen dentsitateetatik gertuago daude eta beraz

likidoek bezala, material disolbatuak garraiatzeko ahalmena dute [10].

Sarrera ___________________________________________________________________

_____30_____

Jariakin superkritiko desberdinak aztertu badira ere (N2O, SF6, NH3),

karbono dioxidoarena (CO2-arena) da erabiliena. Karbono dioxidoak jariakin

superkritiko moduan dituen abantailak hauexek dira [10]:

✔ Egoera superkritikoa tenperatura (31.3°C) eta presio (72.9 atm) baxu

samarretan lor daiteke.

✔ Ez da toxikoa, sukoia edo korrosiboa.

✔ Inertea da.

✔ Azkar sartu eta zenbait analito disolbatzeko ahalmen handia du.

✔ Ez da garestiegia.

Hala ere, ez-polarra denez, haren disolbakortasuna handitzeko azetona edo

metanola bezalako disolbatzaileak gehitu behar ditugu [10].

Nahiz eta jariakin superkritikoen bidezko erauzketa gehienak lerroz kanpo

egin diren, JSBE lerroan ere egin daiteke, adibidez JSBE/GK (jariakin

superkritikoen bidezko erauzketa/gas-kromatografia) eta JSBE/JSBK (jariakin

superkritikoen bidezko erauzketa/jariakin superkritikoen bidezko kromatografia).

Lerroko JSBEaren abantaila nagusia erauzia guztia analiza dezakegula da. Horrela,

lagin txikietan sentikortasun altua behar dugunean egokia da. Lerroz kanpoko

teknika errazagoa da eta lortutako erauziari analisi bat baino gehiago egin

diezaiokegu [59].

Jariakin superkritikoen bidezko erauzketa lerroz kanpo egiten denean,

jariakin superkritikoak erauzitako analitoa bildu behar da. Honetarako tranpa

likidoa edo gainazal solidoa erabil daiteke [60].

Tranpa likidoa analitoa ondo disolba dezaken disolbatzailea da. CO2-aren

burbuilaketa disolbatzailean bortitza bada analitoaren galerak egon daitezke [60].

___________________________________________________________________ 1. atala

_____31_____

1.9. irudia JSBErako ekipoaren eskema.

Gainazal solidoen kasuan, analitoak jariakin superkritiko baten bidez edo

beste moduren batean (nitrogeno likidoaren bidez) hoztutako gainazal solido

batean (beirazko ontzitxoetan, altzairu erdoilgaitzezko bolatxuetan eta beirazko

bolatxuetan) bilduko dira. Ondoren, kriogenikoki eta kimikoki harrapatutako

analitoak disolbatzaile batekin eluituko dira [60].

Jariakin superkritikoen bidez erauzketa azkarrak (30-60 min) egin daitezke.

Presioaren, tenperaturaren eta polaritatea gehitzeko disolbatzailearen

kantitatearen arabera selektibitatea lor daiteke. Disolbatzailearen bolumen txikiak

(5-10 mL) erabil daitezke, ez dago iragazketarik eta automatizatua dago [10].

Hala ere, erauzketa-teknika garestia da, matrizearekiko menpekotasuna du

eta sar daitekeen laginaren kantitatea mugatua da (< 10 g) [10]. Askotan lagina

ehotzeak erauzketa hobe dezake baina laginaren partikulak lar txikiak direnean

lagina trinkotu, presioa jeitsi eta fluxuaren jariokortasuna oztopa dezake [60].

JSBEaren EPA metodoak 3560, 3561 eta 3562 [19] dira eta 1.8. taulan

erauzketa-teknika honen zenbait aplikazio bildu ditugu.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____32_____

1.8. taula Lurzoruetako eta sedimentuetako zenbait kutsagarri

organikoren erauzketarako JSBEaren hainbat aplikazio.

Analitoa Matrizea Jariakina Baldintzak Bibl.

Petrolioaren hidrokarburoak

Lurzoruak eta

Sedimentuak

CO2 340 atm, 80°C, tetrakloroetilenoan bilketa

[61-62]

Petrolioaren hidrokarburoak

Lurzoruak CO2 40 MPa, 150°C [63]

HAPk Lurzoruak CO2 350 atm, 90°C, DKMan bilketa

[64-65]

HAPk Sedimentuak

CO2

CO2/%10 metanola

CO2/%10 toluenoa

CO2/%10 dietilamina

400 atm, 80°C, 200°C

[66]

HAPk Lurzoruak CO2/%20 metanola

70°C, 250 atm [67]

BPKak Lurzoruak CO2/%2 metanola 97°C, 378 bar, tranpak:Florisil etaC18

[68]

BPKak Lurzoruak eta

Sedimentuak

CO2 100°C, 350 atm, 20 min

[69]

BPKak Sedimentuak

CO2/%15 DKM 80°C, 200 atm, 60 min

[70]

Organoklorodun Pestizidak

Lurzoruak CO2 50°C, 20MPa, 10 min + 20 min, bilketa iso-oktanotan

[71]

Triazinak eta Urea

Lurzoruak CO2/%10 metanola

50°C, 250°C atm, 15 min + 40 min

[72]

___________________________________________________________________ 1. atala

_____33_____

Fenolak Lurzoruak CO2 115°C, 5 min + 15 min

[45]

Herbizida fenoxiazidoak

Lurzoruak CO2 100°C, 400 min, 60 min + 30 min,

bilketa azetonatan

[73]

1.5.5. Purga-eta-tranparen bidezko erauzketa

Purga-eta-tranpa (P-eta-T) konposatu lurrunkorren analisirako erabil

daiteken teknika dugu. Purga-eta-tranparen bidezko erauzketa- eta determinazio-

prozesuan honako pauso hauek ditugu [74]:

(1) Laginaren kantitate ezaguna ontzi itxian sartuko dugu.

(2) Gas inerteak laginean dauden konposatu lurrunkorrak narrastuko ditu.

(3) Konposatu lurrunkorrak tranpa solidoan adsorbatuak geratuko dira.

(4) Tranpa berotuz gero, konposatuak desorbatu eta gas-kromatografora

daraman lerroan jarriko dira.

(5) Gelditu izan diren hondakinak garbitzeko, analitoak harrapatuak izan

diren tranpa adsorbentea berriro berotuko da.

(6) Gas-kromatografoak konposatu lurrunkorrak banandu eta detektatu

ondoren laginaren kromatograma lortuko dugu.

Erauzketari dagokionez, purga-eta-tranparen kasuan hiru pauso ematen

dira beti [75]:

Sarrera ___________________________________________________________________

_____34_____

✔ Purga.

✔ Desortzioa.

✔ Labekatzea.

Purga-pausoa gas-erauzketa baino ez da. Hots, erabilitako gasek lagin

solidoaren edo likidoaren analito lurrunkorrak harrapatuko ditu orain azalduko

dugun bezala [74]:

Demagun ontzi itxi batean konposatu lurrunkorrak dituen lagina (solidoa

zein likidoa) dugula eta laginaren eta ontziaren arteko gunea (buru-gunea). Bi fase

horien arteko konposatu lurrunkorren banaketa Henry-ren konstantearen menpe

dago. Laginarekin orekan dagoen gasaren zati bat analizatuko bagenu, buru-

gunea deritzon erauzketa-teknika izango genuke [76]. Baina laginarekin orekan

dagoen gas-fasea purgatuko, eramango bagenu, eta analito gabeko gas-fase garbia

sartuko bagenu, oreka apurtuko litzateke. Berriro ere, laginaren eta gas-fasearen

arteko kontzentrazio gradientea dela eta, analitoek laginetik gas-fasera alde egingo

lukete oreka berriro lortu arte. Behin eta berriro gasa purgatu eta gas garbia

sartuko bagenu, laginaren analitoaren kontzentrazioa gero eta txikiagoa litzateke

(ikus 1.10. irudia) [74]. Honetan datza purga-eta-tranpa teknika, buru-gune

dinamikoa bezela ere ezagutzen dena [77].

___________________________________________________________________ 1. atala

_____35_____

1.10. irudia Laginarekin orekan dagoen gas-fasea purgatuz konposatu

lurrunkorrak sistematik alde egiten dute.

Purgarako teknika desberdinak 1.11. irudian ikus daitezke. Ontzi porotsuan,

gasa zulo askotako gainazaletik pasatu eta burbuila txiki bezala laginean ondo

sakabana daiteke. Poro gabeko ontzi berdinean gasaren burbuilaketa txarragoa da.

Orratz-ontzian, orratzaren muturrean dauden zulotxoetatik dario gasa eta, poro

gabeko ontziaren kasuan bezala, burbuilaketa eragin txikiagokoa da. Hiruren

artetik ontzi porotsuaren teknika eraginkorragoa da gasaren eta laginaren arteko

kontaktua hobea baita. Hala ere, kasu batzuetan ezin dugu purga-teknika hori

erabili. Laginak solidoak direnean orratz-teknika erabili behar da, bestela gainazal

porotsua kutsatuko baitlitzateke. Badaude laginak gainazal porotsua duen ontzian

bitsa sor dezaketenak eta kasu hauetan ere, ezin dezakegu ontzi porotsua erabili

[74].

1.11. irudia Purga-ontziak.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____36_____

Purga-denbora kontrolatu behar dugun parametroa da, lagina gehiegi

purgatuz gero, galerak gerta baitaitezke. Purga-eta-tranpan, gasak hoztutako

tranpara eraman behar ditu analitoak, eta bertan analitoak adsorbatu behar dira.

Purgatzeak gehiegi irautekotan, tranpan adsorbatutako analitoak gasak eramango

ditu eta analitoak atmosferan betirako galduko dira [74].

Batzuetan, lagina dagoen ontzia bero daiteke eta horrela analito

lurrunkorrak gas-fasera areago pasatuko dira. Batez ere, analitoaren eta

matrizearen arteko ekintzak sendoak direnean (hondakin solidoetan, lurzoruetan,

etab.-etan) [76]. Dena dela, ez da lagina gehiegi berotu behar, bestela analitoak

tranpa zeharkatuko lukete eta galerak adierazgarriak izango lirateke [74].

Purga-eta-tranpan zehar purgatzen ari garen analitoak tranpa solidoan

harrapatu behar ditugu. Tranpak zutabe itxura du eta bertan tenperatura baxuetan

analitoak harrapatuak daude, baina, tranpa berotzerakoan analito lurrunkorrak

tranpatik errez desorba daitezke. Analitoak tranpan pilatzen ari garen bitartean,

tranparen tenperatura baxua izan behar du, 30°C azpitik. Tenperatura oso baxuak

lortu nahi baditugu tranpa CO2-arekin edo nitrogeno likidoarekin hotz daiteke.

Tranparen materiala desberdina izan daiteke: tenax, silize gela, landare-ikatza

etab., harrapatu nahi ditugun analitoen arabera [75].

Tranpan metaturiko analitoak analizatzeko bapateko desortzioa behar da.

Horretarako, tenperatura berehala igo eta tranpatik zehar pasatuko den gasak

analitoak kromatografora eramango ditu. Kromatogramaren hasiera eta desortzio-

etapa aldi berean hasiko dira.

Azkenik, hurrengo analisirako prestatu ahal izateko, tranparen labekatzea

dator. Labekatzean tranpa tenperatura altuetara berotu eta erauzketaren purga-

fluxuaren aurkako norantzan purgatuko dugu [75].

___________________________________________________________________ 1. atala

_____37_____

Purga-eta-tranpak eta buru-guneko teknikak abantailak eta desabantailak

dituzte. Purga-eta-tranparen bidez sentikortasun altuagoak lor daitezke baina

buru-gunearen kostua txikiagoa eta lagin asko analizatzea errazagoa da [76-77].

Lurzoruetako konposatu organiko lurrunkorren (KOLen) kontzentrazio-

tartea zazpi magnitudetakoa izan daiteke [78]. Honela, lagineko KOLen

kontzentrazioa 0.2 mg kg-1 baino altuagoaren edo baxuagoaren arabera, EPAren

8260 eta 8240 metodoetan [19] bi metodo desberdin aipatu dira. Kontzentrazio

altuko metodoan, lagina metanolarekin erauzi eta purga-eta-tranpan erauziaren

alikuota bat ur-lagina bailitzan analizatuko da. Kontzentrazio baxuko metodoan,

lagina urarekin nahasi eta zuzenean, aurrerauzketarik gabe, purga-eta-tranpan

analizatuko da.

1.9. taulan lurzoruetako zein sedimentuetako zenbait analito analizatzeko

purga-eta-tranparen eta buru-gunearen hainbat aplikazio bildu ditugu.

1.6.6. Beste batzuk

Fase solidoko erauzketa (FSE) lurzoruetako pestiziden [87-89], fungiziden

[90] eta BTEXen (Bentzenoaren, Toluenoaren, Etilbentzenoaren eta Xilenoaren) [91]

determinazioan erabili da. Fase solidoko mikroerauzketaren (FSMEaren) bidezko

lurzoruetako konposatu organiko lurrunkorren [92-93] determinazioaren zenbait

adibide ere aurki daitezke bibliografian.

1.9. taula Lurzoruetako eta sedimentuetako zenbait analitoren analisirako

purga-eta-tranparen eta buru-gunearen zenbait aplikazio.

Teknika Analitoa Matrizea Baldintzak Bibli.

Buru-gunea KOL Lurzoruak 30 mL ura, 10 min agitazioa

[79]

Buru-gunea Fenolak Lurzoruak 0.5 g, 1 mL ura, 16 µL [80]

Sarrera ___________________________________________________________________

_____38_____

H2SO4

Buru-gunea KOL Sedimentuak 70°C, 20 min [81]

Buru-gunea KOL Lurzoruak 2 g, 10 mL H2O, 2 min, 85°C, 10 min

[82]

Purga-eta-tranpa

KOL Lurzoruak 2 g, 20 mL metanol, 2 min [79]

Purga-eta-tranpa

KOL Lurzoruak 2 g, 40°C [83]

Purga-eta-tranpa

KOL Lurzoruak 10g, 25 mL metanol [84]

Purga-eta-tranpa

KOL Lurzoruak 5 g [85]

Purga-eta-tranpa

BTEX Lurzoruak 5 mL ura edo 5 mL metanol

[86]

Egoera subkritikoan dagoen uraren bidezko erauzketa eta fase solidoko

mikroerauzketa aldi berean erabili dira zenbait kutsagarri erdilurrunkorren [94]

eta bifenilo polikloratuen [95] erauzketarako.

Mikrouhin-energia Soxhlet erauzketaren beroketarako erabil dezaketen

sistema ere eraiki da [96]. Mikrouhinen bidezko Soxhlet erauzketa hau alkanoen,

hidrokarburo aromatiko poliziklikoen eta herbiziden erauzketarako erabili da eta

ohiko Soxhlet erauzketaren denbora murriztu eta disolbatzailea berziklatu da.

1.6. Erauzketa-tekniken Optimizazioa

Arestian aipatu denez, prozedura analitikoaren ziurgabetasunaren iturri

adierazgarriena erauzketarena da. Hori dela eta, ahalik eta ziurgabetasun

txikieneko eta etekin handieneko baldintzak ongi definitzeko, aldez aurretik urrats

honen kontrola izatea egokia dirudi. Orokorrean, urrats honetan aztertu ditugun

aldagaiak bi multzotan bana daitezke: aldagai instrumentalak eta kimikoak.

Lehendabizikoak, erauzketaren etekinekin edo iraupenarekin bat datozen

___________________________________________________________________ 1. atala

_____39_____

bitartean, bigarrenak, analito/lurzoru/disolbatzaile sistemaren ekintzekin

zerikusia du. Kasuak kasu, kontuan hartu ditugun aldagaiak erauzketa-tekniken

arabera 1.10. taulan bildu ditugu.

1.10. taula Erauzketa-teknika desberdinetan optimizatuko ditugun aldagaiak.

MBE MFBE PJBE P-eta-T

Presioa Tenperatura Tenperatura Tenperatura

Erauzketa-denbora

Erauzketa-denbora

Denbora Berotze-denbora

Potentzia-portzentaia

NaCl-aren kontzentrazioa

Presioa Purga-denbora

Azetona-portzentaia

Disolbatzailea NaCl-aren kontzentrazioa

Bolumena Tranparen tenperatura

Erauzketa-teknika bakoitzaren aldagai desberdinen optimizaziorako aldi-

bakoitzeko-aldagai-bat deritzon ohiko metodoa erabil daiteke. Metodo honen

arabera, aldagai baten balioak aldatzen dira gainontzekoen balioak konstante

mantentzen ditugun bitartean. Behin lehenengo aldagaiak emaitzarik

eraginkorrena eman ondoren, beste aldagai bat optimizatuko da aurretik

optimizatutako lehenengo aldagaia haren balio optimoan mantenduz [97].

Kimikaren arlo desberdinetan urtetan aplikatua izan den metodo honek zenbait

desabantaila erakus dezake [98]:

(1) Aldagai desberdinen arteko elkarrekintzak edo menpekotasunak ezin

dira aztertu.

(2) Baldintza optimoak ez dira beti lortuko eta lortzekotan saio gehiago

behar dira.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____40_____

Aurrekoa kontuan hartuta, gure erauzketa-prozesuen optimizaziorako beste

hurbilketa bat erabiltzea erabaki dugu. Honela, aldagaiak guztiak aldi berean alda

dezaketen optimizazio-prozedurak erabiliko ditugu. Atal honetan hurrengo

ataletan maiz agertuko diren optimizazio-prozeduren sarrera egingo dugu.

1.6.1. Esperimentuen diseinuak

Edozein prozesuetatik informazioa lortu nahi badugu saioak ondo

planifikatu, ondo diseinatu, behar ditugu. Horretaz gain, ondo diseinatutako

esperimentuekin ahalik eta esperimentu gutxienekin aztertutako sistemari

informazio gehiena edo etekin handiena aterako diogu [99].

Esperimentuen planifikazioak zenbait pauso bilduko ditu:

✔ Problemaren definizioa. Erantzun nahi den galdera ondo zehaztuta egon

behar du.

✔ Aztertuko diren aldagaiak eta beraien lan-tartearen hautaketa.

✔ Saioen errorearen estimazioa. Horretarako, saio bat hainbat aldiz

errepikatu behar da.

✔ Saioak aurrera eramateko eskema aukeratzea. Esperimentuaren aldagai

bakoitzaren benetazko eragina argia izan behar du. Honetarako ausazko

saioak edo faktore-diseinuak erabil daitezke.

Honela egiten den saioen planifikazioari esperimentuen diseinua deritzo

[99]. Lurzoruetako kutsagarri organikoen erauzketa-tekniken optimizazioa

___________________________________________________________________ 1. atala

_____41_____

burutzeko orokorrean erabiliko ditugun diseinuak bi izango dira: faktore-diseinu

zatikatua eta diseinu konposatu zentrala.

Faktore-diseinuak oso erabiliak dira bai sistemaren aldagaien artean eragina

zeintzuk duten ikusteko eta baita aldagaien artean dauden ekintzak ezagutzeko

ere. Edozein faktore-diseinuren saio kopurua 1.1. ekuazioan zehaztuta dator [98]:

f = mk (1.1)

non f saioen kopurua, m aztertuko diren mailen kopurua (aldagaiek hartuko

dituzten balio desberdinen kopurua) eta k aldagaien kopurua diren. Sarritan,

aztertu nahi ditugun aldagai-kopurua altua denean, eta nahiz eta bi maila soilik

aztertu (aldagaiaren balio altua eta baxua), esperimentu-kopuru altua murrizteko,

zatiketa-graduak sar daitezke. Zatiketa-graduak sartzeak, zenbait aldagai beste

aldagairen konbinazio lineal moduan definitzean datza. Honela, faktore-diseinu

zatikatuaren esperimentu kopurua 1.2. ekuazioan zehaztuta dator [98]:

f = m(k-p) (1.2)

non p zatiketa-gradua den. Adibidez, eta 1.10. taulan ikus daitezkenez, MBEaren

optimizazioan bost aldagai (presioa, erauzketa-denbora, potentzia-portzentaia,

nahastearen azetona-portzentaia eta bolumena) aztertuko ditugu. Aldagai

bakoitzaren maila bi (aldagaiaren balio altua eta baxua) kontsideratuz eta faktore-

diseinu osoa erabiliz gero 32 (25) saio beharko genituzke, baina zatiketa-gradu bi

sartuz gero (aldagai bi beste hiru aldagairen konbinazio lineala bezala definituz)

saio kopurua zortzira [2(5-2)] murritz dezakegu.

Emaitzak bariantza-analisiaren bidez trata daitezke [100] baina guk

emaitzak erregresio linealaren bidez azaltzea erabaki dugu. 1.3. ekuazioan faktore-

diseinuaren ekuazio orokorra irakur daiteke.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____42_____

Y x x xi i ij i jiji

= + + ∑∑β β β0 (1.3)

non Y erantzuna, xi optimizaziorako hautatutako aldagaiak eta βi eta βij kalkulatu

beharreko parametroak diren. βi eta βij parametroen estimazioa 1.4. ekuazioan

adierazi dugun erroreen batuketa karratuaren, U funtzioaren, minimizazioa eginez

lortuko dugu. Horretarako, ebazpen numerikorako baliabide orokorrak (Excel

kalkulo-orria) edo espezifikoak [Statistica [101]] ditugu. Gure kasuan, NLREG

[102] programa erabili dugu.

U Y Yesp k a lki

n

= −∑ ( ) 2 (1.4)

Faktore-diseinuak sistemaren azterketa kualitatiboa egiteko erabiliko

ditugu. Hots, erauzketaren eraginkortasunean eragina duten aldagaiak aurkitzeko.

Behin faktoreak diren aldagaiak aurkitu ditugun, erauzketaren

eraginkortasunaren erantzun-gainazala eraikitzeko diseinu konposatu zentralak

erabiliko ditugu. Diseinu konposatu zentrala faktore-diseinu osoak eta izar-

diseinuak osotzen dute. Izar-diseinuan bestalde, saio bakoitza aldagaiaren balio

axiala (altua eta baxua) eta beste aldagaien guztien erdiko balioek osotuko dituzte.

Izar-diseinuan erdiko puntua ere hartuko da, beste saio bat bezala, eta saio

honetan aldagaiek guztiek erdiko balioa hartuko dute [100]. Diseinu konposatu

zentralaren ekuazio orokorra 1.5. da.

Y x x x xi i ij i j ii iiiji

= + + + ∑∑∑β β β β02 (1.5)

1.6.2. MultiSimplex

Optimizazio tresnetako bat MultiSimplex programan [103]

inplementatutako simplex metodoa daukagu. MultiSimplex simplex metodo

eraldatua [104] eta segida kizkurraren teoria [104] elkarte-funtzioen bidez bateratu

___________________________________________________________________ 1. atala

_____43_____

dituen aldagai anitzeko optimizazio-tresna ez-lineala bezala diseinatuta dago.

Optimizazio-irizpide desberdinak (maximizazioa, minimizazioa, helburu-balioa)

erabiliz, prozesu desberdinak gidatzeko tresna eraginkorra eta malgua da.

MultiSimplex programaren oinarrian simplex algoritmoa daukagu. Simplex

algoritmoa irudi geometrikoa da eta haren erpinen kopurua espazioaren

dimentsioen zenbakia gehi bat da. Hots, espazioak k dimentsio baldin baditu,

orduan simplex algoritmoak k+1 erpin izango ditu [96]. Gure kasuan, k optimizatu

behar ditugun aldagaiak izango dira eta, simplex metodoa martxan jartzeko,

hasieran k+1 esperimentu egin beharko ditugu. Erpin bakoitzaren koordenatuak

esperimentu bakoitzeko aldagaien balioak izango dira. 1.12. irudian dimentsio

desberdinetako espazioei dagokien simplex irudiak ikus daitezke [96].

Behin lehenengo esperimentuen erantzunak ezagutu ditugula, simplex-a

mugitu egingo da; hots, hurrengo esperimentu bat proposatuko du. Mugimendua

egiteko, simplex-ak erantzunik txarrena eman duen erpina (esperimentua)

baztertu eta horren aurkako aldera hurrengo erpina (esperimentua) proiektatuko

du gelditu diren erpinen batez bestekoaren erditik.

Oinarrizko simplex algoritmoan mugimenduen guztien pausoa beti berdina

da. 1965. urtean, Nelder-ek eta Mead-ek [104] simplex eraldatua edo tamaina

aldakorreko simplex algoritmoa egin zuten. Aldaketa hauen kausaz, simplex

algoritmoak tamainaz alda dezake eta onak diren norantzetarantza heda daiteke

edo txarrak diren norantzetan uzkur daiteke. Demagun hiru erpinetako hasierako

simplex-a dugula. Hiru esperimentu horietatik bat txarra, bestea ona eta

hirugarrena bitartekoa izango da. Hurrengo mugimenduan txarrena baztertu eta,

esperimentu berriaren erantzuna aurreko simplex algoritmoaren tarteko emaitza

baino hobea ez bada, simplex-a ez da norantza egokian mugitu. Kasu honetan,

hirugarren simplex algoritmoa uzkurketa gertatuko da. Bigarren simplex-aren

esperimentu berri horren emaitza lehenengo simplex-aren emaitzik onena baino

Sarrera ___________________________________________________________________

_____44_____

askoz hobea bada, simplex-aren mugimendua egokia izan da eta simplex-a

norantza horretan hedatuko da. Azkenik, bigarren simplex-aren esperimentu

berriaren emaitza aurreko simplex-aren emaitzik onenaren parekoa bada, simplex-

aren mugimendua tamaina berekoa izaten jarraituko du [97].

(a) (b)

1.12. irudia Simplex-ak (a) bi eta (b) hiru dimentsioetako espazioetarako.

1.13. irudian oinarrizko simplex algoritmoaren ibilbidea (a) eta eraldatutako

simplex algoritmoarena (b) bildu ditugu. Simplex eraldatuaren bidez, optimoan

aldagaiek hartuko dituzten balioen definizio zehatzagoa egin daiteke.

Segida kizkurraren teorian oinarrituta [105], MultiSimplex programan

optimizazio-helburu eta eskala desberdinak dituzten erantzun-aldagai

desberdinak konbina daitezke elkarte-balioa deritzon erantzun bateratua emateko.

Segida kizkurraren teorian “helburu-balioa” aldagaiaren erantzunaren arabera

alda daiteken elkarte-funtzioaren bidez adieraz daiteke. 0 eta 1 bitartean alda

daiteken funtzio hau aldagaiaren elkarte-funtzioa da, hain zuzen ere. Zenbat eta

elkarte-balioa handiagoa izan (zenbat eta 1 baliotik hurbilago egon) simplex-a

___________________________________________________________________ 1. atala

_____45_____

optimotik hurbilago dago. Horrela, algoritmo honen bidez aldagai anitzeko

erantzun-gainazala azter dezakegu aurretik hartaz ezer ezagutu barik.

B

NW

P

R

W

B

N

R

CW

CR

E

P

(a) (b)

1.13. irudia Oinarrizko simplex-aren ibilbidea (a) eta eraldatutako simplex -ak

jarraitutakoa (b).

MultiSimplex programaren lan egiteko modua jarraitzeko erraza da.

Lehenengo pausoan, optimizazio-proiektua definituko dugu eta honetarako

zehaztu behar ditugu:

✔ Kontrolpeko aldagaiak, euren erreferentzia-balioak eta balioen aldaketa-

pausoa.

✔ Erantzun-aldagaiak, euren optimizazio-helburuak eta euren eragina

elkarte-balioan.

✔ Elkarte-funtzioak nola eraldatuko diren.

Guzti hori zehaztuta dagoenean, MultiSimplex programak hasierako saioak

proposatuko ditu eta hemendik aurrera simplex segida-metodoa da; hots, saio

berria proposatuko da azken saioaren emaitzak lortu ondoren. Optimizazio-

prozesuak berrebaluazio-araua du eta saio kopuru baten ondoren, saioren bat

Sarrera ___________________________________________________________________

_____46_____

errepikatzea eskatuko du. Honela, baldintza berdinetan tratatu ditugun laginetan

dauden desberdintasunak kontuan har daitezke. Optimizazio-helburua lortu

dugunean edo erantzunaren hobekuntzarik nabarmendu ez dugunean,

optimizazio-prozesua bukatutzat emango dugu [103].

Lurzoruetako kutsagarri organikoen erauzketen optimizaziorako,

orokorrean, eta 1.6. atal honetan azaldutako guztia laburbilduz, hurbilketa bi

erabiliko ditugu:

(A) Esperimentu-diseinuen bidezko optimizazioa:

Fa k t o r e - d ise in u z a t ik a t u a

Er a g in a d u t e n fa k t o r e e n d e f in iz io a

D ise in u k o n p o sa t u z e n t r a la

Er a n t z u n - g a in a z a la e r a ik i

Ba ld in t z a o p t im o e n d e f in iz io a

N LREG

N LREG

N LREGM u lt iSim p le x

(B) MultiSimplex programaren bidezko optimizazioa:

___________________________________________________________________ 1. atala

_____47_____

M u lt iSim p le x - e k p r o p o sa tu ta k o sa io a k b u r u tu

Elk a r te - b a lio e n jo e r a a z te r tu

Ba ld in tz a o p t im o e n d e fin iz io a

Er a n tz u n - g a in a z a la

N LREG

1.7. Bibliografia

[1] CARSON R., Silent Spring, Penguin Books, London, 1962.

[2] OPSCHOOR J.B. eta Pearce D.W., Persistent Pollutants: Economics and

Policy, Kluwer Academic Publishers, Dordracht, 1991.

[3] CONNELL D.W., Basic Concepts of Environmental Chemistry, CRC Press

LLC, Boca Raton, 1997.

[4] PEPPER I.L., Gerba C.P. eta Brusseau H.L., Pollution Science, Academic

Press Inc., San Diego, 1996.

[5] BAIRD C., Environmental Chemistry, 2. edizioa, W.H. Freemand and

Company, New York, 1998.

[6] BRADY N.C. eta Weil R.R., The Nature and Properties of Soils, 11. edizioa,

Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1996.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____48_____

[7] BARGOS T., Caracterización de Suelos Contaminados por Hidrocarburos

mediante Cromatografía de Gases, GAIKER, Teknologia-Elkartegia,

Zamudio, Bizkaia, 1995.

[8] LARSON B., Montonarella L. eta Mousty F., Technologies for Environmental

Cleanup: Soil and Groundwater, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht,

1993.

[9] MANAHAN S.E., Environmental Chemistry, 6. edizioa, CRC Press Inc.,

Boca Raton, 1994.

[10] LOPEZ-AVILA V., Crit. Rev. Anal. Chem., 1999, 29(3), 195.

[11] DE LA GUARDIA M., Pastor A., Vázquez E. eta Ciscar R., Desarrollo de

Metodologías Rápidas y Limpias para la Determinación de Contaminantes

Orgánicos en Sedimentos, IV Symposium Internacinal de Metodología

Analítica en el Campo del Medio Ambiente, Zamudio, Bizkaia, 1996.

[12] SNYDER J., Grob R., McNallu M. eta Oostdyk T., Anal. Chem., 1992, 64,

1940.

[13] LETELLIER M. eta Budzinski H., Analusis, 1999, 27, 259.

[14] DEAN J.R., Extraction Methods for Environmental Analysis, John Wiley &

Sons Ltd., Chichester, 1998.

[15] HAWTHORNE S. eta Miller D., Anal. Chem., 1994, 66, 4005.

[16] EPSTEIN M.S., The independent method concept for certifying chemical-

composition reference materials, Spectrochim. Acta 46B,1583,(1991), ikus:

www.cstl.nist.gov/nis839/831.01/indep.htm.

[17] HEWITT A.D., Am. Environ. Lab., 1994.eko Maiatza.

___________________________________________________________________ 1. atala

_____49_____

[18] CHEE K.K., Wong M.K. eta Lee H.K., J. Chromatogr. A, 1996, 723, 259.

[19] Test Methods for Evaluating Solid Wate, EPA SW-843, 3. edizioa, Update III

US GPO, Washington, DC, 1995.eko Uztaila.

[20] FOLCH I., Vaquero M.T., Comellas L. eta Broto-Puig F., J. Chromatogr.,

1996, 719, 121.

[21] BUDZINSKI H., Garrigues P., Connan J. eta Belloch J., Quim. Anal., 1993, 12,

69.

[22] GIGER W. eta Schaffner C., Anal. Chem., 1978, 50(2), 243.

[23] SCHANTZ M.M., Bφwadt S., Benner B.A., Wise S.A. eta Hawthorne S.B., J.

Chromatogr. A, 1998, 816, 213.

[24] LOPEZ-AVILA V., Bauer K., Milanes J. eta Beckert W.F., J. AOAC Int., 1993,

76, 764.

[25] AUER W. eta Malissa H., Anal. Chim. Acta, 1990, 237, 451.

[26] KOLB M., Boöhm H.B. eta Bahadir M., Fresenius J. Anal. Chem., 1995, 351,

286.

[27] AAMOT E., Krane J. eta Steinnes E., Fresenius Z. Anal. Chem., 1987, 328,

569.

[28] GONZALEZ-VILA F.J., López J.L. eta Matín F., Biomed Environ. Mass Spec.,

1988, 16, 423.

[29] POLESE L. eta Ribeiro M.L., Talanta, 1998, 46, 915.

[30] BARNABAS I.J., Dean J.R., Fowlis I.A. eta Owen S.P., Analyst, 1995, 120,

1897.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____50_____

[31] KINGSTON H.M., S.J. Eds., Microwave Enhanced Chemistry

Fundamentals, Sample Preparation and Applications, American Chemical

Society, Washington, DC, 1997.

[32] KING E.E. eta Barclay D., Int. Lab., 1998, 28(1), 7.

[33] GANZLER K., Salgo A. eta Valko K., J. Chromatogr., 1986, 371, 299.

[34] GANZLER K. eta Salgo A., Uners Forsch., 1987, 184, 274.

[35] LETELLIER M. eta Budzinski H., Analyst, 1999, 124, 5.

[36] LETELLIER M., Budzinski H. eta Garrigues P., LC-GC, 1999, 12(4), 222.

[37] LETELLIER M., Budzinski H., Charrier L., Capes S. eta Dorthe A.M.,

Fresenius J. Anal. Chem., 1999, 364, 228.

[38] BUDZINSKI H., Letellier M., Garrigues P. eta le Menach K., J. Chromatogr.

A, 1999, 837, 187.

[39] ONUSKA F.I. eta Terry K.A., Chromatographia, 1993, 36, 191.

[40] LOPEZ-AVILA V., Young R. eta Kim R., J. Chromatogr. Sci., 1995, 33, 481.

[41] LOPEZ-AVILA V., Benedicto J., Charan C. eta Young R., Environ. Sci.

Technol., 1995, 29, 2709.

[42] LOPEZ-AVILA V. eta Benedicto J., Trends in Anal. Chem., 1996, 15(8), 334.

[43] STOUT S.J., da Cunha A.R. eta Allardice D.G., Anal. Chem., 1996, 68, 653.

[44] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A., Cela R. eta Paré R.J., Analyst, 1997, 122,

133.

___________________________________________________________________ 1. atala

_____51_____

[45] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A., Cela R., Li K., Bélanger J.M.R. eta Paré

J.R.J., J. Chromatogr. A, 1997, 774, 243.

[46] HOOGERBRUGGE R., Molins C. eta Baumann R.A., Anal. Chim. Acta, 1997,

348, 247.

[47] LOPEZ-AVILA V. eta Benedicto J., J. AOAC Int., 1998, 81(6), 1124.

[48] RICHTER B.E., Ezzell J.L., Felix D., Roberts K.A. eta Later D.W., American

Lab., 1995.eko otsaila, 24.

[49] DEAN J.R., Santamaria-Rekondo A. eta Ludkin E., Anal. Comm., 1996, 33,

413.

[50] DEAN J.R., Anal. Comm., 1996, 22, 191.

[51] FISHER J.A., Scarlett M.J. eta Scott A.D., Environ Sci. Technol., 1997, 31,

1120.

[52] POPP P., Keil P., Möeder M., Paschke A. eta Thuss U., J. Chromatogr. A,

1997, 774, 203.

[53] RICHTER B.E., Ezzell J.L., Knowles D.E., Hoefler F., Mattulatt A.K.R.,

Schentwinkel M., Waddell D.S., Groban T. eta Khurana V., Chemosphere,

1997, 34, 975.

[54] SCHANTZ M.M., Nichlolls J.J. eta Wise S.A., Anal. Chem., 1997, 69, 4210.

[55] SAIM N., Dean J.R., Abdullah Md. P. eta Zakaria Z., Anal. Chem., 1998, 70,

420.

[56] MENEY K.M., Davidson C.M., Littlejohn D., Cotton N.J. eta Fields B., Anal.

Comm., 1998, 35, 173.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____52_____

[57] BERSET J.D., Ejem M., Hozler R. eta Lischer P., Anal. Chim. Acta, 1999, 383,

263.

[58] BJORKLAND E., Bφwadt S., Nilsson T. eta Mathiasson L., J. Chromatogr.,

1999, 836, 285.

[59] HAWTHORNE S.B., Miller D.J. eta Langenfield J.J., Hyphenated Techniques

in Supercritical Fluid Chromatography and Extraction, 12. atala, Journal of

Chromatography Library Volume 53, Elsevier Science

Publishers,Amsterdam, 1992.

[60] CAMEL V., Tambuté A. eta Caude M., J. Chromatogr., 1993, 642, 263.

[61] LOPEZ-AVILA V., Benedicto J., Doshiwala N.S., Young R. eta Beckert W.F.,

J. Chromatogr. Sci., 1992, 30, 335.

[62] LOPEZ-AVILA V., Young R., Kim R. eta Beckert W.F., J. AOAC Int., 1993,

76, 555.

[63] ECKERT TILLOTA S.E., Hawthorne S.B. eta Miller D.J., Fuel., 1993, 72, 1015.

[64] DANKERS J., Groewnboom H., Scholtis L.H.A., Vanderheidem C., J.

Chromatogr. A, 1993, 641, 357.

[65] LOPEZ-AVILA V., Young R., Tehrani J., Damian J., Hawthorne S.B.,

Dankers J. eta ven der Heiden C., J. Chromatogr. A, 1994, 672, 167.

[66] YANG Y., Gharailbeh A., Hawthorne S.B. eta Miller D., Anal. Chem., 1995,

67, 641.

[67] SAIM N., Dean J.R., Abdullah Md. P. eta Zakaria Z., J. Chromatogr. A, 1997,

791, 361.

___________________________________________________________________ 1. atala

_____53_____

[68] BΦWADT S., Johansson B., Wunderli S., Zennegg M., de Alencastro L.F. eta

Grandjean D., Anal. Chem., 1995, 67, 2424.

[69] LOPEZ-AVILA V., Charan C. eta van Emon J.M., Environ. Testing & Anal.,

1994.eko maiatza/ekaina, 34.

[70] TONG P. eta Imagawa T., Anal. Chim. Acta, 1995, 310, 93.

[71] VAN DER VELDE E.G., de Haan W. eta Liem A.K.D., J. Chromatogr. A,

1992, 626, 135.

[72] DEAN J.R., Barnabas I.J. eta Owen S.P., Analyst, 1996, 121, 465.

[73] LOPEZ-AVILA V., Benedicto J. eta Beckert W.F., Herbicide Metabolites in

Surface Water and Grounwater, Meyer M.T. eta Thurman E.M. edizioa, ACS

Symposium Ser. 630, Washington, DC, 1996.

[74] Introduction to Purge and Trap Concentration, HP 7695 Purge and Trap,

Service and IPM, Manual Part No., G1900-90320, Hewlett-Packard

Company, EEBB.

[75] ABEEL S.M., Vickers A.K. eta Decker D., J. Chromatogr. Sci., 1994, 32, 328.

[76] DE ANDRADE J.B., de Paula Pereira P. eta da Silva Oliveira C., Energy

Sources, 1998, 20, 497.

[77] KURAN P. eta Soják P., J. Chromatogr. A, 1996, 733, 119.

[78] HEWITT A.D. eta Lukash N.J.E., Special Report, 97-12, 1997.eko apirila.

[79] HEWITT A.D., Mlyares P.H., Leggett D.C. eta Jenkins T.F., Environ. Sci.

Technol., 1992, 26, 1932.

[80] CASAIS C., Lorenzo R.A., Rubí E. eta Cela R., Quim. Anal., 1993, 12, 173.

Sarrera ___________________________________________________________________

_____54_____

[81] KAWATA K., Tanabe A., Saito S., Sakai M. eta Yasuhara A., Bull. Environ.

Contam. Toxicol., 1997, 58, 893.

[82] STUART J.D., Miller M.E. eta Williams-Burnett M.L., J. Soil Contamination,

1997, 6(5), 439.

[83] ASKARI M.D.F., Maskarinec H.P., Smith S.M., Beam P.M. eta Travis C.C.,

Anal. Chem., 1996, 68, 3431.

[84] New Jersey Department of Environmental Protection Methodology for Field

Extraction/Preservation of Soil Samples with Methanol for Volatile Organic

Compounds, 1997.eko otsaila.

[85] SCHUMACHER B.A. eta Ward S.E., Environ. Sci. Technol., 1997, 31, 2287.

[86] MINNICH M.M., Zimmerman J.H. eta Schumacher B.A., J. Environ. Qual.,

1997, 26, 108.

[87] EISERT R., Levsen K. eta Wünsch G., Int. J. Environ. Anal. Chem., 1995, 58,

103.

[88] REDONDO M.J., Ruiz M.J., Boluda R. eta Font G., J. Chromatogr. A, 1996,

719, 69.

[89] REDONDO M.J., Ruiz M.J., Boluda R. eta Font G., Chromatographia, 1993,

36, 187.

[90] SALAU J.S., Alonso R., Batlló G. eta Barceló D., Anal. Chim. Acta, 1994, 293,

109.

[91] MENEY K.M., Davidson C.M. eta Littlejohn D., Analyst, 1998, 123, 195.

[92] JAMES K.J. eta Stack M.A., J. High Resol. Chromatogr., 1996, 19, 515.

___________________________________________________________________ 1. atala

_____55_____

[93] NILSSON T., Montanarella L., Baglio D., Tilio R., Bidoglio G. eta Facchetti

S., Intern. J. Environ. Anal. Chem., 1998, 69(3), 217.

[94] HAGEMAN K.J., Mateas L., Grabauski C.B., Miller D.J. eta Hawthorne S.B.,

Anal. Chem., 1996, 68, 3892.

[95] HAWTHORNE S.B., Grabauski C.B., Hageman K.J. eta Miller D.J., J.

Chromatogr. A, 1998, 814, 151.

[96] GARCÍA-AYUSO L.E., Sánchez M., Fernández de Alba A. eta Luque de

Castro M.D., Anal. Chem., 1998, 70, 2426.

[97] WALTERS F.H., Parker L.R., Morgan S.L. eta Deming S.N., Sequential

Simplex Optimization, CRC Press LLC, Boca Raton, 1991.

[98] OTTO M., Chemometrics, John Wiley & Sons-VCH, New York, 1999.

[99] SHARAF M.A., Illman P.L. eta Kowalski B.R., Chemometrics, John Wiley &

Sons Inc., New York, 1986.

[100] BOX G.E.P. eta Draper N.R., Empirical Model Building and Response

Surfaces, John Wilery & Sons Inc., New York, 1987.

[101] Statistica, StatSoft LTD., Bedford, Erresuma Batua.

[102] SHERROD P.H., NLREG Nonlinear Regression Analysis Program,

Nashville, TN, 1995.

[103] BERGTRÖM eta Öberg, MultiSimplex (1.0 bertsioa), Karlskrona, Suedia,

1997.

[104] NELDER J.A. eta Mead R., Comput. J., 1965, 7, 308.

[105] OTTO M., Chemom. Intell. Lab. Syst., 1998, 4, 101.

2. Helburuak

Nondik datoz marinelak?

Nora doa untzia? Zergatik?

Nortzu dira marinelak?

Eta zer da untzia?

SARRIONANDIA J.

2.1. Helburuak

L urzoruetako kutsagarrien erauzketan egun oraindik dagoen auziak

bultzatu gaitu lan hau aurrera eramatera. Honela, atal honetan,

problematika zabal horren barruan, gure helburuak zehaztu eta finkatuko ditugu,

bai aztertutako konposatuei dagokienez, baita optimizatutako teknikei eta

optimizazio-moduei dagokienez ere.

EPAk (Environmental Protection Agency delakoak) bildutako ingurugiroko

kutsagarrien artetik [1] honako hauek aztertuko ditugu:

✔ Fenolak

✔ Bifenilo polikloratuak (BPKak)

✔ Hexakloroziklohexanoaren (HZHaren) isomeroak

✔ DDTa eta bere metabolitoak

✔ Hidrokarburo aromatiko poliziklikoak (HAPk)

✔ Konposatu organiko lurrunkorrak (KOLak)

Industria kimikoaren zein eguneroko jardueren ondorioz lurzoruetara heldu

diren konposatu kimiko hauen toxikotasuna ezaguna da [2-3] eta zenbait

_____51_____

Helburuak ________________________________________________________________

kantzerraren sortzaile posibleak ditugu [3]. Konposatu hauek gizakion osasunean

duten eragina aztertzeko, ikerketa asko egin eta diru asko gastatzen ari da. Egun,

ondorioak guztiak argiak ez badira ere, urteak dira DDTaren, BPKaren edo

HZHaren isomeroen erabilerak Mendebaldeko herrialdeetan murriztu eta

debekatu diren [4].

Kutsagarrien hautaketa egiteko orduan, kasu batzuetan, Euskal Herriko

lurzoruetan izandako eragina kontuan izan dugu, halaber, HZHaren isomeroen

kasuan, eta bestalde, polaritate eta lurrunkortasun aldetik eremu zabala ikertzea

ere interesgarria iruditu zaigu. Honela, konposatu polarrak (fenola eta haren

eratorriak) eta ez-polarrak (HAPak) eta lurrunkorrak (bentzenoa, toluenoa,

klorobentzenoa…orokorrean KOLak) eta lurrunkortasun ertainekoa (beste

guztiak) aztertu ditugu.

Sarreran eta beste zenbait lanetan argi utzi nahi izan denez [5-8],

lurzoruetako kutsagarri organikoen erauzketaren inguruan lana egin beharra dago

oraindik. Auzi horren barruan, ikerketa-lan honen ekarpena ohiko erauzketekiko

abantailak erakus dezaketen metodo berrien optimizazioan zentratu dugu eta

eskuragarri izan ditugun teknikak hauexek izan dira:

✔ Mikrouhinen bidezko erauzketa (MBE).

✔ Mikrouhin fokalizatuen bidezko erauzketa (MFBE).

✔ Presiopeko jariakinen bidezko erauzketa (PJBE).

✔ Purga-eta-tranparen bidezko erauzketa.

Bibliografian, erauzketa-teknika berri hauen aplikazioak irakurtzerakoan,

erauzketaren baldintzak emanda datoz eta baldintzak nola lortu diren ulertzeko ez

da azalpenik ematen [1,9-14]. Beste zenbait lanetan, aldagaien optimizazioa

aurrera eraman da baina aldagaiz aldagai eta optimizazio-metodoari bestelako

_____52_____

__________________________________________________________________ 2. atala

garrantzirik eman gabe [15-20]. Gure ustetan, optimizazioaren lanari etekin

handiagoa lortzeko hurbilketa, aldagaiak guztiak aldi berean erabiltzea

komenigarria da. Honela, eta bibliografian aurki daitezkeen beste zenbait lanetan

bezala [21-26], optimizazioa esperimentuen diseinuen edo MultiSimplex

programaren bidez egin dugu.

2.1. taulan, hurrengo atalen xehetasunak laburbildu ditugu. Proposatutako

baldintza optimoen egiazkotasuna edo balidazioa egiteko, errepikakortasunaren

azterketari ekin diogu eta egunez eguneko aldakortasuna egin eta analisiaren

ziurgabetasunarekin erkatu ditugu. Horrez gain, posiblea izan den neurrian,

erreferentziazko material egiaztatuak (EMEak) ere erabili ditugu. Azkenik,

ziurgabetasunaren zenbait iturriren ekarpenak aztertuz, garatutako prozeduren

egokitasuna aztertu egin dugu.

2.1. taula Hurrengo sei atalen helburuak.

Atala Helburua Analitoa Teknika

Aztertutako aldagaiak

3 Fenolen MBEaren eta

Soxhlet erauzketaren

optimizazioa eta erkaketa

Fenolak

MBE

Soxhlet

bolumenaaportzentai-azetona

aportzentai-potentziapresioadenbora

aportzentai-azetonadenbora

4 Fenolen purga-eta-

tranparen optimizazioa

MultiSimplex

programaren bidez

Fenolak

P-eta-T

zioakontzentraaren -NaCldenbora-purga

denbora-berotzeatenperatur-berotze

_____53_____

Helburuak ________________________________________________________________

5 BPKen MBEaren,

PJBEaren eta Soxhlet

erauzketaren


BPKak

MBE

PJBE

Soxhlet



atenperaturpresioadenbora


6 HZHaren isomeroen

MBEaren, PJBEaren eta

Soxhlet erauzketaren


HZHaren isomeroak

MBE

PJBE

Soxhlet



atenperaturpresioadenbora


2.1. taula Jarraipena.

Atala Helburua Analitoa Teknika

Aztertutako aldagaiak

7 DDTaren eta bere metabolitoen MBEaren eta MFBEaren optimizazioa eta erkaketa.

DDT eta bere

metabolitoak

MBE

MFBE

zioakontzentraaren -NaClatenperatur

denbora

_____54_____

__________________________________________________________________ 2. atala

8 HAPen PJBEan arearen,

alubioiaren, buztinaren,

materia organikoaren eta

disolbatzailearen eragina

HAPk

PJBE

organikoamateriabuztina

ioialubaarea

ileadisolbatzaatenperatur

presioadenbora

9 KOLen purga-eta-

tranparen bidezko

erauzketaren

optimizazioa

MultiSimplex

programaren

KOLak

P-eta-T

zioakontzentraaren -NaCldenbora-purga

denbora-berotzeatenperatur-berotze

2.2. Bibliografia

[1] Test Methods for Evaluating Solid Waste, SW-843, 3. edizioa, Update III US

GPO, Washington, DC, 1995.eko uztaila.


LLC, Boca Raton, 1997.

[3] MANAHAN S.E., Environmental Chemistry, 6. edizioa, CRC Press Inc.,

Boca Raton, 1994.

[4] BAIRD C., Environmental Chemistry, 2. edizioa, W.H. Freeman and



[6] DEAN J.R., Extraction Methods for Environmental Analysis, John Wiley &

Sons Ltd., Chichester, 1998.

_____55_____

Helburuak ________________________________________________________________

[7] HAWTHORNE S. eta Miller D., Anal. Chem., 1994, 66, 4005.


[9] LOPEZ-AVILA V., Young R., Kim R. eta Beckert W.F., J. Chromatogr. Sci.,

1995, 33, 481.

[10] LOPEZ-AVILA V., Benedicto J., Charan C. eta Beckert W.F., Environ. Sci.

Technol., 1995, 29, 2709.

[11] POPP P., Keil P., Möder M., Paschke A: eta Thuss U., J Chromatogr. A, 1997,

774, 203.

[12] FISHER J.A, Sacrlett A.J. eta Scott A.D., Environ. Sci. Technol., 1997, 31,

1120.

[13] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A., Cela R., Li K., Bélanger J.M.R. eta Paré

J.R.J., J. Chromatogr. A, 1997, 774, 243.

[14] HEWITT A.D., Environ. Sci. Technol., 1998, 32, 143.

[15] KREISSELMEIER A. eta Dürbeck H.W., J. Chromatogr. A, 1997, 775, 187.

[16] HOOGERBRUGGE R., Molins C. eta Baumann R.A., Anal. Chim. Acta, 1997,

348, 247.

[17] SCHANTZ M.M., Nicholls J.J. eta Wise S.A., Anal. Chem., 1997, 69, 4210.

[18] ALONSO M.C., Puig D., Silgoner I., Grasserbauer M. eta Barceló D., J.

Chromatogr. A, 1998, 823, 231.

[19] MENEY K.M., Davidson C.M. eta Littlejohn D., Analyst, 1998, 123, 195.

_____56_____

__________________________________________________________________ 2. atala

[20] BUDZINSKI H., Letellier M., Garrigues P. eta Le Menach K., J. Chromatogr.

A, 1999, 837, 187.

[21] LAN W.G., Wong M.K., Chen N. eta Sin Y.M., Analyst, 1994, 119, 1669.

[22] DEAN J.R., Santamaria-Rekondo A. eta Ludkin E., Anal. Com., 1996, 33, 413.

[23] DEAN J.R., Anal. Chem., 1996, 33, 191.

[24] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A., Cela R. eta Paré J.R.J., Analyst, 1997, 122,

133.

[25] SAIM N., Dean J.R., Abdullah Md.P. eta Zakaria Z., Analyst, 1998, 70, 420.



_____57_____

3. Fenolen MBEaren eta Soxhlet Erauzketaren Optimizazioa eta Erkaketa

3.1. Sarrera

F enolak aril alkoholak dira non hidrogeno atomo bat edo gehiago

hidroxilo-talde (-OH) batez ordezkatua dagoen. Fenolen eta alkohol

alifatikoen eta olefinikoen ezaugarriak oso desberdinak dira. Eraztun aromatikoari

lortutako nitro-taldeak (-NO2) eta halogeno atomoak (Cl atomoak batez ere) fenol-

eratorrien propietate kimikoak (azidotasuna, agregazio-egoera, uretango

disolbakortasuna, besteak beste) eta toxikologikoak zeharo alda ditzakete [1]. 3.1.

irudian lan honetan aztertuko ditugun, fenolaren, 2-klorofenolaren, 2-

metilfenolaren (o-kresolaren), 2-nitrofenolaren eta 2,4-diklorofenolaren egiturak

ikus daitezke.

OH

H

H

H

H

H

Cl

OH

H

H

H

H

O

N+

O-

OH

H

H

H

H

O

HH

H

H

H

H

H

H

Cl

Cl

OH

H

H

H

Fenola 2-Klorofenola 2-Nitrofenola 2-Metilfenola 2,4-Diklorofenola

3.1. irudia Erabilitako fenolen egitura.

_____59_____

Fenolen MBEaren eta Soxhlet erauzketaren optimizazioa eta erkaketa ______________________

Fenola eta bere eratorriak industria kimikoan sarritan ekoizpen hauetan

erabil daitezke: polimeroak, ehunak, farmakoak, erretxinak, tintak, detergenteak,

leherkariak, egonkortzaileak eta oxidazioaren aurkako produktuak [2]. Gainera,

fenolaren eratorriek erabilpen anitz dituzte nekazaritzan herbizida, fungizida eta

intsektizida bezala. Euren erabilpenak eta izaera hidrofiloa dela eta, lurzoruen eta

lur azpiko zein lur gaineko uren kutsagarri garrantzitsuak dira [3]. Hala ere,

fenolaren eta fenol−eratorrien iturri bakarra ez da gizakiaren jarduera, naturan ere

sor baitaitezke hostoen eta egurraren deskonposizioan, esaterako [4].

Fenola erabili zen lehen antiseptikoa bada ere [1], gaur egun aski ezaguna

da fenolek izaera hilgarria dutela eta euren propietateak osasunerako kaltegarriak

direla. Euren izaera hilgarria eta ingurugiroan duten presentzia dela eta, EEBBtako

EPAk (Environmental Protection Agency delakoak) 11 fenol bildu ditu

ingurugiroaren kutsagarri nagusien artean [5].

Lurzoruetako fenolen erauzketak, beste zenbait kutsagarri organiko

desberdinen erauzketak bezala, disolbatzaile organikoen erabilpenaren beharra

du. Ohiko erauzketa-teknikek erauzketa-denbora luzeak eta disolbatzailearen

kantitate handiak erabiltzen dituztenez [6], azken urteotan, kutsagarri organikoen

erauzketarako prozedura berrien garapena gehitu da. Bibliografian, fenolen

mikrouhinen bidezko erauzketaren (MBEaren) [7-8], presiopeko jariakinen

bidezko erauzketaren (PJBEaren) [9] eta jariakin superkritikoen bidezko

erauzketaren (JSBEaren) [10-13] adibideak aurki ditzakegu.

Lan honetan, MBE fenolaren, 2-klorofenolaren, 2-metilfenolaren, 2-

nitrofenolaren eta 2,4-diklorofenolaren erauzketarako erabili dugu eta lortutako

emaitzak Soxhlet erauzketarekin erkatu ditugu. Fenolez kutsatutako lurzoru

errealaren ezean, fenolen aztarnarik ez zuen lurzorua esekiduraren bidez kutsatu

dugu. MBEaren kasuan aztertu ditugun aldagaiak erauzketa-ontziaren barruko

presioa, erauzketa-denbora, azetona-portzentaia (b/b) azetona:n-hexano

_____60_____

__________________________________________________________________ 3. atala

nahastean eta disolbatzailearen bolumena izan dira. Soxhlet erauzketaren kasuan,

azetona-portzentaia (b/b) azetona:n-hexano nahastean eta erauzketa-denbora

aztertu ditugu. Erantzun-gainazalaren hurbilketa lortzeko, batez ere faktore-

diseinuak eta diseinu konposatu zentralak erabili ditugu baina, kasu batzuetan,

baldintza optimoak lortzeko MultiSimplex programan [14] inplementatutako

simplex metodoa [15] ere erabili dugu. 3.1. eskeman lanaren pausoak guztiak

laburbildu ditugu.

_____61_____


Aldagaiak

presioa denbora potentzia %

Lurzorua fenolez kutsatu(Esekiduraren bidez)

SoxhletMBE

Faktore-diseinuzatikatua

Faktore-diseinuosoa

Aldagaiak

presioa denbora potentzia % azetona % bolumena

NLREG

Aldagaiak

denbora azetona %

Diseinukonposatu

zentrala

NLREGMultiSimplex

Baldintzaoptimoak

Errepikakortasunarenazteketa:

egun berean egun desberdinetan

Erkaketa

NLREG

Baldintzaoptimoak


egun berean

3.1. eskema Lurzoruetako fenolen MBEaren eta Soxhlet erauzketaren

optimizazioan eta erkaketan emandako pausoak.

_____62_____

__________________________________________________________________ 3. atala

3.2. Lan Esperimentala


MBEaren esperimentuak 12 ontzitarako ahalmena eta presioa neurtzeko

kontrola duen MDS-2000 izeneko mikrouhinen bidezko disolbatzaile-

erauzketarako sistema itxian (CEM, Matthews, NC, EEBB) aurrera eraman ditugu.

Fenolez dopatutako lurzoruaren 0.5 g zehazki pisatu, 2 g sodio sulfato

anhidridoarekin nahastu eta koantitatiboki tefloizko erauzketa-ontzira eraman

ditugu. Ondoren, azetona:n-hexanoaren nahastea gehitu diogu lagin bakoitzari

eta, apurketa-mintz berri bat jarrita zegoela ziurtatu ondoren, erauzketa-ontzia itxi

dugu. Lan honetan esperimentu bakoitzaren azetona:n-hexano nahastearen

azetona-portzentaia, nahastearen bolumena, erauzketarako presioa, denbora eta

potentzia diseinu esperimentalak zehaztu ditu. Erauzketa-baldintzak bi etapatan

aurrera eraman dira. Lehenengo etapan, potentzia osoa erabiliz, sistemak diseinu

esperimentalak zehaztutako presioa lortu dugu; bigarren etapan, aldiz, aurretik

lortutako presioa konstante mantendu eta potentzia eta erauzketa-denbora

diseinuaren arabera programatu ditugu. Era honetan, laginak aukeratutako

presiopean daude erauzketak iraun duen denbora-tarte osoan. Irradiazio-periodoa

burutu denean, laginak mikrouhin-labetik atera eta inguruko tenperaturaraino

hoztu arte zabaltzeko itxaron dugu. Erauzia aurrez aldetik azetona:n-hexano

nahastearekin garbituta zegoen beira-artilean zehar iragazi eta erauzitako

laginaren azetona:n-hexanozko 7-10 mL-ko garbiketarekin bildu dugu. Erauzia

gutxi gorabehera 1 mL-tara nitrogenoarekin kontzentratu dugu, Turbovap LV

Evaporator (Zymark, Hopkinson, MA, EEBB) izeneko tresnan. Stock disoluzio

estandarren kantitate baliokidea iragazi eta kontzentratu dugu pauso hauetan

gerta zitezkeen galerak balioztatzeko. Kontzentratutako erauzia gehi 4-

metoxifenolaren (barne estandarraren) stock disoluzio estandarraren 200 µL, 5 mL-

ko matraze aforatura eraman eta n-hexanotan diluitu dugu. Erauziak injekzio-

_____63_____


ontzitxoetara eraman ditugu haien GK/GBID (gas-kromatografia/garraren

bidezko ionizazio-detekzioa) edo GK/ME (gas-kromatografia/masa

espektrometria) analisiak egiteko.

3.2.2. Soxhlet erauzketa

Soxhlet erauzketetarako fenolez dopatutako laginaren 1 g pisatu eta 10 g

sodio sulfato anhidroarekin nahastu ditugu. Laginak azetona:n-hexanozko 200

mL-tan erauzi ditugu. Azetona:n-hexanoaren azetona-portzentaia eta erauzketa-

denbora diseinu esperimentalak zehaztu dizkigu. Giro-tenperaturaraino hoztu

ondoren, erauziak 40°C-tan eta presio murriztuan zegoen errotabaporean 5 mL-

taraino kontzentratu ditugu. Galerak balioztatzeko asmotan, stock disoluzio

estandarraren kantitate baliokidea modu berean tratatu dugu. Kontzentratutako

erauziak gehi 4-metoxifenolaren (barne estandarraren) 400 µL 10 mL-ko matraze

aforatuetara eraman eta n-hexanoarekin diluitu ditugu. GK/GBID edo GK/ME

analisiak egiteko, erauziak injekzio-ontzitxoetara eraman ditugu haien.

3.2.3. Erreaktiboak

Fenola eta 4-metoxifenola Merck-etik (Darmstadt, Alemania), 2-klorofenola

eta 2,4-diklorofenola Aldrich-etik (Gillingham, Dorset, Erresuma Batua) eta 2-

nitrofenola eta 2-metilfenola Fluka-tik (Buchs, Suiza) lortu ditugu. Erreaktiboak

guztiak kalitate analitikokoak dira eta beraien purutasuna %99a baino altuagoa da.

Konposatu bakoitzaren kantitate egokia pisatu eta 50 mL-ko matraze aforatuan n-

hexanoarekin diluitu ondoren, fenolaren, 2-klorofenolaren, 2-metilfenolaren, 2-

nitrofenolaren eta 2,4-diklorofenolaren 40 µg mL-1-eko disoluzioa prestatu dugu.

Disoluzio estandar hau lurzorua dopatzeko soilik erabili dugu. 4-metoxifenolaren

(barne estandarraren) 1000 µg mL-1-ko stock disoluzio estandarra prestatu dugu

_____64_____

__________________________________________________________________ 3. atala

analitoaren kantitate egokia pisatu eta 20 mL n-hexanotan diluitu ondoren. Barne

estandarraren stock disoluziotik 40 µg mL-1-ko disoluzio diluituagoa egunero

prestatu dugu eta hau izan da laginetara zein patroietara gehitu duguna.

Kalibraziorako, 2000 µg mL-1-eko 18 fenol erdilurrunkorren 5 zenbakidun nahastea

Supelco-tik (Bellefonte, PA, EEBB) lortu dugu. n-Hexanoa eta azetona LabScan-

ekoak (Dublin, Irlanda) dira eta bien purutasuna %95a baino altuagoa da. Sodio

sulfato anhidroa (oso purua) Panreac-ekoa (Bartzelona, Espainia) da. Disoluzioak

guztiak 5°C-tan eta ilunpetan gorde ditugu. Beirazko materiala guztia A gradukoa

da eta laborategiko tenperaturan kalibratu dugu.

Optimizazio-esperimentuetarako aurri-egoeran dagoen Metalquímica del

Nervión (Bilbao, Bizkaia) enpresatik lortutako buztin-lurra erabili dugu. Lagina

ISO 11464 Arauari [16] jarraituz lehortu, ehotu eta bahetu dugu. Lurzoruan

fenolak ez daudela ziurtatu ondoren, lurraren 40 g-ko lagina analitikoki pisatu eta

40 µg mL-1 disoluzioaren 35 mL gehitu ditugu. Lurra guztia estalita egon dadin

azetona gehiago gehitu eta 24 ordutan irabiatu dugu. Ondoren, lurra 40°C-tan

lehortu eta azkenik almerizean homogeneizatu eta ontzi batean hozkailuan gorde

dugu. Gehitutako fenolen kontzentrazioen arabera, lurzoruko fenolaren, 2-

klorofenolaren, 2-metilfenolaren, 2-nitrofenolaren eta 2,4-diklorofenolaren

amaierako kontzentrazioa 34.4, 40.6, 36.3, 35.2 eta 35.6 µg g-1-ekoa izan da,

hurrenez hurren.

0.500.550.600.650.700.750.800.850.90

0 2 4 6 8 1

eguna

Efe

0

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

0 2 4 6

eguna

Efe

8

_____65_____


(a) (b)

3.2. irudia Sheward-en irudiak fenolerako (a) GK/MEaren bidezko analisian

eta (b) GK/GBIDaren bidezko analisian. Efe = batez besteko erantzun-faktore

erlatiboa.

3.2.4. Erauzien analisia

Lagin batzuk Hewlett-Packard (Avondale, PA, EE.BB) Model 6890 Series

injektore automatikoa erabiliz injektatu eta Hewlett-Pacard 5989 MS Engine masa-

espektrometrora lotuta dagoen Hewlett-Packard gas-kromatografoan analizatu

ditugu. Laginak 30 m-ko luzera, 0.32 mm-ko barne-diametroa eta 0.25 µm-ko

lodierako geruzadun HP-5 zutabe kapilarrean injektatu ditugu. Zutabearen

tenperatura 40°C -tan mantendu dugu 2 min-tan zehar; ondoren, 30°C min-1 -eko

maldarekin 80°C-tara igo eta azken tenperatura honetan 1 min-tan zehar

mantendu dugu; azkenik, 10°C min-1-eko abiadurarekin 200°C-tara igo eta 200°C-

tan 2 min-tan zehar mantendu dugu. Gas garraiatzaile bezala N-50 kalitateko

helioa erabili dugu, fluxua 3.45 mL min-1-ekoa eta zutabearen buruko presioa 10

psi-koa izanik. 1-3 µL-ko injekzio-bolumenak erabili ditugu banaketa gabeko

moduan eta injekzio-tenperatura 250°C-tan mantendu dugu. Masa-

espektrometroari dagokionez, elektroien energia 70 eV-tan finkatu eta espektro-

datuak (50-550 uma tartean) 0.8 miaketa s-1 -eko abiadurarekin lortu ditugu. Datu

koantitatiboak lortzeko, ioi bakuneko monitorizazio (IBM) moduan jarri dugu

masa-espektrometroa eta jarraitu ditugun m/z baloreak hauexek izan dira: 94, 66

fenolerako, 128, 64 2-klorofenolerako, 108, 107 2-metilfenolerako, 139, 65 2-

nitrofenolerako, 124, 109 4-metoxifenolerako eta 164, 162 2,4-diklorofenolerako.

Instrumentua egunero perfluorotributilaminarekin (PFTBArekin)kalibratu dugu

eta, Automatic Tune (ATUNE) barne-programa erabili ordez, EI Sensitivity Tune

(EISENS) barne-programa erabili dugu programa honekin sentikortasun hobeak

lor ditzakegulako. Gainera, sentikortasuna gehitzeko, 400 V-eko gainpotentziala

_____66_____

__________________________________________________________________ 3. atala

aplikatu diogu elektroi-biderkatzaileari. 0.32, 1.65 eta 8 µg mL-1-eko disoluzioetatik

bolumen desberdinak (1-3 µL) injektatuz, 5 puntuko barne-estandarraren bidezko

kalibrazioa egunero egin dugu eta era honetan 0.6-9.2 ng-ko tartea barne duen

kalibrazio-kurba eraiki dugu. 4-Metoxifenola gas-kromatografia/masa-

espektrometriaren (GC/MEaren) bidez analizatutako kalibrazio-estandarrean eta

laginaren erauzietan guztietan gehitu dugu. Kalibrazio-estandar eta laginaren

erauzi bakoitza hiru aldiz analizatu ditugu. Kromatografia-tontorren azalerak

erregresio linealaren bidez doitu eta 0.998 eta 0.999 bitarteko korrelazio-

koefizienteak lortu ditugu. Koantifikaziorako, maila anizkoitzeko kalibrazioan

lortutako batez besteko erantzun-faktore erlatiboak erabili ditugu. Horretaz gain,

egunero lortutako erantzun-faktore erlatiboak Sheward-en irudiak [17] erabiliz

aztertu ditugu. 3.2(a) irudian ikus daitekenez, fenolaren datuak kontrol

estatistikopean daude. Beste fenolek guztiek joera berdintsua dute.

Beste erauzi batzuk garraren bidezko ionizazio detektorea duen Hewlett-

Packard Model 5890 Serie II gas-kromatografoan analizatu ditugu. Kromatografia-

baldintzak aurretik aipatutakoak dira. Detektorea 300°C-tan finkatu dugu. 1, 2, 4, 6

eta 8 µg mL-1-eko disoluzioetatik 1 µL injektatuz, 5 puntuko barne estandarraren

bidezko kalibrazioa egunero egin dugu gas-kromatografo/garraren bidezko

ionizazio-detektorearen (GC/GBIDaren) kalibrazio-kurba zehazteko.

GC/GBIDaren bidez analizatutako kalibrazio-estandar eta erauzitako laginetan

guztietan 4-metoxifenola gehitu dugu. Kalibrazio-estandarrak eta erauziak guztiak

hiru aldiz eskuz injektatu ditugu. Kromatografia-tontorren azalerak erregresio

lineala erabiliz doitu eta 0.983 eta 0.999 tarteko korrelazio-koefizienteak lortu

ditugu. Koantifikazioa egiteko, maila anizkoitzeko kalibrazioan lortutako batez

besteko erantzun-faktore erlatiboak erabili ditugu eta haien kontrol estatistikoa

Sheward-en irudien bidez egin dugu [ikus 3.2(b) irudia].

3.3. Emaitzak eta Eztabaida

_____67_____


3.3.1. Faktore-diseinu zatikatua mikrouhinen bidezko

erauzketarako

Mikrouhinen bidezko erauzketaren optimizaziorako eraikitako faktore-

diseinu zatikatuan kontuan hartu ditugun aldagaiak hauexek izan dira: erauzketa-

presioa, mikrouhin-potentziaren portzentaia, erauzketa-denbora, disolbatzailearen

bolumena eta azetona:n-hexano nahastearen azetona-portzentaia bolumenetan.

Diseinu honen helburua MBEan eragin dezaketen aldagaiak ikustea da; hots, zein

aldagaik faktoreak diren. Bi mailako faktore-diseinuaren esperimentu kopurua

handia da (25) eta horregatik zatikapen-maila bi sartu ditugu eta, 3.1 eta 3.2

ekuazioetan adierazita datorren moduan, azetona-portzentaia eta

disolbatzailearen bolumena beste hiru aldagaien (presioaren, denboraren eta

potentziaren) konbinazio bezala definitu ditugu.

azetona-portzentaia ≡ presioa × denbora × potentzia

(3.1)

bolumena ≡ presioa × denbora (3.2)

Azetona-portzentaia eta disolbatzailearen bolumena zatiketarako aukeratu

ditugu, a priori, beste hiru aldagaiekin (presioarekin, denborarekin eta

potentziarekin) elkarreragin gutxien dituzten aldagaiak baitira. Zortzi

esperimentutako bi mailako faktore-diseinu zatikatua, gehi erdiko puntua

aukeratu ditugu. Diseinuaren matrizea eta 11 esperimentuen emaitzak 3.1. taulan

bildu ditugu. Lagin hauek GC/MEan analizatu eta nitrogenoaren bidezko

laginaren kontzentrazioan egon litezkeen galerak zuzendu ditugu.

3.1. taulako emaitzen analisia erregresio ez-linealen analisirako NLREG [18]

programa erabiliz egin dugu. Y erantzun-gainazala xi aldagaien maila

_____68_____

__________________________________________________________________ 3. atala

desberdineko polinomioen funtzio bezala adierazi dugu. Ekuazio orokorra honako

hau da:

Y xi i ij iiji

= + + ∑∑β β β0 x x j

)

(3.3)

non Y etekina, xi erauzketaren optimizaziorako hautatutako aldagaiak eta βi eta βij

kalkulatu beharreko parametroak diren. βi eta βij parametroen estimazioa 3.4.

ekuazioan adierazi dugun erroreen batuketa karratuaren, U funtzioaren,

minimizazioa eginez lortu dugu.

U Y Yesp k a lki

n

= −∑ ( 2 (3.4)

NLREG programak kalkulatutako βi parametro bakoitzak prob(t) delako

balioa dauka atxikia. Prob(t) honek βi parametroa zero izateko probabilitatea

adieraziko digu. Honela, prob(t)>0.1 bada, parametroaren zero izateko

probabilitatea %10a baino handiagoa da. Honelako parametroak guztiak

iteratiboki kendu ditugu.

Eraiki dugun faktore-diseinu zatikaturako idatz dezakegun funtziorik

orokorrena hauxe da:

3223311355

443322110

xxxxxxxxxY

ββββββββ

+++++++= (3.5)

non x1 presioa, x2 denbora, x3 potentzia-portzentaia, x4 azetona-portzentaia

bolumenetan eta x5 disolbatzailearen bolumena diren. β12 eta β24 parametroak ez

ditugu kontuan hartu, zatikapenaren ondoko konfusioa dela eta, β5 eta β13

parametroen baliokideak baitira. Baliokidetasun hau azetona-portzentaiaren eta

disolbatzailearen bolumenaren definizioan datza. 3.1. eta 3.2. ekuazioak

gogoratuz, x5 ≡ x1x2 bada β5 ≡ β12 izango da eta x2x4 ≡ x1x3 bada β24 ≡ β13 da.

_____69_____


3.1. taula Faktore-diseinu zatikatuaren matrizea eta zuzendutako etekinen

balioak fenolen MBErako.

Diseinuaren matrizea Etekina (%)

# P (psi) t(min) Pot (%) Aze (%)

Bol (mL Fenola 2-Kloro. 2-Metil. 2-Nitro. Dikloro.

1 20 20 30 30 30 65 58 50 60 56

2 30 20 30 70 15 99 84 73 102 89

3 20 40 30 70 15 88 77 68 93 71

4 30 40 60 30 30 84 80 61 103 81

5 20 20 60 70 30 80 69 59 84 68

6 30 20 60 30 15 26 26 22 30 25

7 20 40 60 30 15 90 85 67 94 84

8 30 40 60 70 30 151 140 128 133 128

9 25 30 45 50 20 109 96 85 86 93

10 25 30 45 50 20 96 79 71 72 79

11 25 30 45 50 20 77 66 58 58 65

Lortutako parametroen balioetatik aldagaiek guztiek (presioak, erauzketa-

denborak, potentzia-portzentaiak, azetona-portzentaiak eta disolbatzailearen

bolumenak) erauzketa-prozesuan eragina dutela ondoriozta dezakegu. 2-

Metilfenolerako izan ezik, parametroen guztien ikurra eta magnitudea berdina da

fenol guztietarako. 2-Metilfenolaren kasuan presioak eraginik ez duela dirudi (β1 =

β13= 0).

3.3.2. Diseinu konposatu zentrala mikrouhinen bidezko

erauzketarako

Faktore-diseinu zatikatutik ezin izan dugu aldagai bat ere ez optimizaziotik

kanporatu, aldagaiek guztiek (presioak, erauzketa-denborak, potentzia-

_____70_____

__________________________________________________________________ 3. atala

portzentaiak, azetona-portzentaiak eta disolbatzailearen bolumenak) eraginkorrak

baitira erauzketa-prozesuan. Hau dela eta, nolanahi azetona-portzentaia %50ean

eta disolbatzailearen bolumena 15 mL-tan finkatzea eta beste hiru aldagaiekin

(presioarekin, erauzketa-denborarekin eta potentzia-portzentaiarekin) diseinu

konposatu zentrala eraikitze erabaki dugu. Ziurgabetasun esperimental hutsaren

estimazioa egiteko, diseinu konposatuaren erdiko puntuaren hiru erreplika egin

dugu. Guztira 17 saio aurrera eraman ditugu. 3.2. taulan esperimentu honen

matrizea eta etekin garbiak bildu ditugu.

3.2. taulako datuak NLREG programaren bidez analizatu dira 3.3.1. puntuan

azaldu dugun bezala. Eraikitako diseinu konposatu zentralerako ekuazio

orokorrena hauexe da:

Y x x x x x xx x x x x x x x= + x+ + + + +

+ + + +

β β β β β β

β β β β β0 1 1 2 2 3 3 1 2 1 2 1 3 1 3

2 3 2 3 1 1 12

2 2 22

3 3 32

1 2 3 1 2 3

(3.6)

non x1 potentzia-portzentaia, x2 erauzketa-denbora eta x3 presioa diren.

3.3. taula Fenolen MBErako diseinu konposatu zentralaren matrizea eta

zuzendutako etekinen balioak.

Diseinuaren matrizea Etekinak (%)

# Pot (%) t (min) P (psi) Fenola 2-Kloro. 2-Metil. 2-Nitro. Dikloro.

1 44 16.5 16 89 55 51 37 51

2 70 16.5 16 71 44 37 54 47

3 44 33.5 16 106 63 59 44 58

4 70 33.5 16 121 76 69 71 80

5 44 16.5 26 122 82 67 105 95

6 70 16.5 26 108 70 52 86 82

7 44 33.5 26 125 81 68 110 96

8 70 33.5 26 78 44 42 32 45

_____71_____


9 80 25 21 96 64 42 87 74

10 35 25 21 105 71 56 91 82

11 57 40 21 106 66 57 58 68

12 57 10 21 99 63 53 87 77

13 57 25 30 59 37 31 45 43

14 57 25 12 93 60 49 64 64

15 57 25 21 87 51 38 46 54

16 57 25 21 87 54 45 47 58

17 57 25 21 105 52 55 95 55

Aurretik azaldutako prozedura segitu ondoren, NLREG programak

itzulitako parametroen balioak 3.3. taulan bildu ditugu. 3.3. taulako

parametroetatik presioak zuzenean erauzketa-etekinetan eraginik ez duela (β3 =

β33 = 0) ondoriozta dezakegu. Hala eta guztiz, honek ez du esan nahi presioak

erauzketan eraginik ez duenik, β3, β33 parametroak ezik, β13 (potentzia/presioa),

β23 (denbora/presioa) eta β123 (potentzia/denbora/presioa) baliogabeak ez baitira.

Faktore-diseinu zatikatuan bezala, parametroen guztien ikurra eta magnitudea

berdina da fenol guztietarako.

3.3. taula Fenolen MBEaren esperimentuen diseinu konposatu zentralaren

parametroen balioak.

β0 β1 β2 β12 β13 β23 β11 β22 β123 r2

Fenola 113 -3.32 -6.01 0.22 0.14 0.31 a -0.010 0.75

2-Kloro. 201 -5.80 -7.84 0.17 0.09 0.25 0.03 0.05 -0.008 0.86

2-Metil. 112 -2.13 -6.45 0.13 0.07 0.18 0.04 -0.006 0.74

2-Nitro. 308 -9.95 -16.22 0.27 0.12 0.67 0.07 0.09 -0.015 0.81

Dikloro. 225 -6.96 -11.28 0.23 0.12 0.42 0.04 0.06 -0.010 0.86

a Parametroa diseinutik kendu dugu.

_____72_____

__________________________________________________________________ 3. atala

Erantzun-gainazala ezin dugu haren osotasunean irudikatu. Hiru aldagai

ditugunez, hiruretako bat konstante mantendu behar dugu. 3.3. irudian ikus

daitekenez, presioaren balio desberdinetarako [16 psi (a), 21 psi (b) eta 26 psi (c)]

erantzun-gainazal desberdinak lortu ditugu 2-klorofenolerako. Horregatik, hiru

dimentsiotako adierazpen grafikoak ez dira beti modurik egokiena baldintza

optimoak aurresateko. Hau dela eta, baldintza optimoen ebazpen grafikoaren

ordez, MultiSimplex programan sartutako simplex metodoa erabili dugu. Helburu

honekin, 3.3. taulan irakur daitezkeen balioak Excel orri batean sartu eta

MultiSimplex programak proposatutako baldintza desberdinetan bost

fenoletarako lortutako etekinak kalkulatu ditugu. Era honetan, etekinak %100

baliotik hurbilen egoteko aldagaiek hartu behar dituzten balioak kalkula

ditzakegu. Azkenean, esperimentu-kopuru handia simulatu ondoren, soilik

fenolak, 2-nitrofenolak eta 2,4-diklorofenolak ia %100ko etekinak lortu dituzte.

Simulazioan 2-klorofenolaren eta 2-metilfenolaren kasuan %88ko eta %55eko

etekinak lortu ditugu, hurrenez hurren. Etekin hauek %44ko potentzia-

portzentaian eta 26 psi-tan, 16.5 min-tan zehar, 50:50 (b/b) azetona:n-hexanoaren

nahastearen 15 mL-rekin erauzterakoan lortu ditugu.

3.3.3. Faktore-diseinu osoa Soxhlet erauzketarako

Soxhlet erauzketaren erantzun-gainazala eraikitzeko faktore-diseinu osoa

erabili dugu eta aztertu ditugun aldagaiak azetona:n-hexanoaren azetona-

portzentaia eta erauzketa-denbora izan dira. Lau saiotako bi mailako faktore-

diseinu osoa eraiki eta lehenengo baldintza hiru aldiz errepikatu dugu.

Diseinuaren matrizea eta lortutako etekinak 3.4. taulan bildu ditugu. Laginak

GK/GBIDaren bidez analizatu eta lurrunketan zehar gertatu diren galerak

zuzendu ditugu.

_____73_____


40 60 8015202530

3540406080100120140160etekina

(%)

Pot (%)t (min) 40 60 8015 20

2530354040

5060708090etekina

(%)

Pot (%)t (min)

(a) (b)

40 60 8015 202530

3540405060708090etekina

(%)

Pot (%)t (min)

(c)

3.3. irudia Erantzun-gainazalak diseinu konposatu zentraleko presioak 16

psi-ko (a) 21 psi-ko (b) eta 26 psi-ko (c) balioak hartu dituenean.

Aurrera eraman dugun faktore-diseinu osorako idatz daitekeen ekuaziorik

orokorrena hauxe da:

Y x x x x= + + +β β β β0 1 1 2 2 12 1 2 (3.7)

eta x1 erauzketa-denbora eta x2 azetona-portzentaia dira. NLREG programaren

bidez egindako 3.4. taulako emaitzen analisiak ez du inolako joera berezirik

adierazi, ez parametroen ikurretan ezta magnitudetan ere. Horrela, Soxhlet

erauzketaren baldintza optimoak 3.4. taulako datu esperimentalak kontuan hartuz

_____74_____

__________________________________________________________________ 3. atala

finkatu ditugu. Ikus daitekenez, azetona-portzentaia handitzeak etekin hobeak

eman ditu baina erauzketa-denbora luzatzeak ez du hobekuntza nabarmenik

ekarri. Beraz, 8 ordu eta (70:30 b/b) azetona:n-hexanoaren 200 mL behar ditugu

fenolen erauzketa optimorako.

3.4. taula Faktore-diseinu osoaren matrizea eta zuzendutako etekinak fenolen

Soxhlet erauzketarako.

Diseinuaren matrizea Etekinak (%)

# t (min) Azetona (%) Fenola 2-Kloro. 2-Metil. 2-Nitro. Dikloro.

1 8 30 51 68 14 57 98

2 8 30 72 68 14 61 85

3 8 30 65 68 15 40 101

4 16 30 61 77 11 42 90

5 8 70 107 69 15 52 94

6 16 70 95 84 14 60 80

3.3.4. MBEaren errepikakortasunaren ebaluazioa

Egun desberdinetan laginen lehorketa ikusi dugulako, beste ikerketa-lan

batzuetan [8,19-22] aztertu ez den MBEaren egunen arteko errepikakortasuna

aztertu dugu lan honetan. MBEaren errepikakortasunaren azterketarako, hiru

eguneko, lurzoruaren bost lagin erauzi ditugu aurretik aipatutako baldintza

optimoetan [(50:50 b/b) azetona:n-hexanoaren 15 mL-tan 26 psi-ko presiopean eta

%44ko potentzia-portzentaian 16.5 min-tan zehar]. 3.5. taulan hiru egun horietan

lortutako emaitzak bildu ditugu.

3.5. taulako datuen bariantza-analisia (ANOVA delakoa) egin dugu. %95eko

konfidantza-mailarako, fenolaren, 2-klorofenolaren eta 2-metilfenolaren egun

bereko emaitzen artean ez dago desberdintasun nabarmenik (Fesp =0.18 < Fkrit =

_____75_____


3.84) baina bai egun desberdinen arteko emaitzen artean (Fesp =5.47 > Fkrit = 4.46).

2-Nitrofenolak egun berean desberdintasun nabarmenak erakutsi ditu baina ez

egun desberdinen artean. Kontuan hartu behar da, desbideratze estandar erlatiboa,

DEE, oso altua dela eta ondorioz egun desberdinetako emaitzak guztiak

estatistikoki berdinak bihurtu direla. 2,4-diklorofenolak ez ditu desberdintasun

nabarmenik erakutsi ez egun berean, ezta egun desberdinetan erauzitako laginetan

zehar ere.

3.5. taula 3 egun desbesrdinetan erauzitako hamabost laginen etekinak (%).

Fenola 2-Klorofenola 2-Metilfenola 2-Nitrofenola 2,4-Diklorofenola

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 112 124 113 67 69 82 45 41 51 138 147 108 108 113 128

2 134 124 115 78 66 76 55 41 51 90 88 48 98 91 96

3 133 135 115 78 73 75 53 42 52 112 99 46 109 105 95

4 129 132 126 70 69 87 54 46 54 65 78 84 81 102 134

5 121 131 116 69 71 80 49 43 52 72 107 71 88 101 113

Emaitza hauen ondorioz eta 3.8. ekuazioan irakur daitekeen bezala,

bariantza osoa analisiaren bariantzaren eta, egun bereko eta egun arteko

bariantzen batura bezala adieraztea erabaki dugu.

s s s sosoa a bereko arteko2 2 2 2= + + (3.8)

sosoa2

sarteko2

bariantza osoa, s analisiaren bariantza [erroreen propagazioa eta kalkulu-

orriaren metodoa [23] erabiliz kalkulatu dugu], egun bereko bariantza eta

egunen arteko bariantza da.

a2

sbereko2

_____76_____

__________________________________________________________________ 3. atala

Analisiaren desbideratze erlatiboak, egun bereko desbideratze erlatiboak,

egunen arteko desbideratze erlatiboak eta 3.8. ekuazioaren bidez kalkulatutako

desbideratze erlatibo osoak 3.6. taulan bildu ditugu. 2-Nitrofenolekoa izan ezik,

DEEaren balioak egokiak direla esan daiteke.

3.6. taula Analisiaren desbideratze erlatiboak, egun bereko desbideratze

erlatiboak, egunen arteko desbideratze erlatiboak eta desbideratze erlatibo osoak

fenolen MBErako.

DEE (%)

Konposatua analisia egun berean egunen artean osoa

Fenola 3.03 4.84 4.84 7.48

2-Klorofenola 2.16 5.40 6.76 8.92

2-Metilfenola 1.97 4.08 10.20 10.99

2-Nitrofenola 4.18 30.00 18.89 30.80

2,4-Diklorofenola

1.88 12.50 7.69 14.80

3.3.6. Soxhlet erauzketaren errepikakortasunaren

ebaluazioa

Fenolen Soxhlet erauzketaren errepikakortasuna aztertzeko, lurzoruaren

hiru lagin baldintza berdinetan erauzi dugu (ikus 3.4 taulako 1-3 saioak). Neurketa

bakoitzaren bariantza 3.8. ekuazioan bezala adierazi dugu, nahiz eta egunen

arteko bariantza ez dugun kontuan hartu. Analisiaren desbideratze erlatiboa,

egunen arteko desbideratze erlatiboa eta desbideratze erlatibo osoa 3.7. taulan

bildu ditugu.

3.3.7. MBEaren eta Soxhlet erauzketaren erkaketa

_____77_____


MBEaren eta Soxhlet erauzketaren baldintza optimoetan [(50:50 b/b)

azetona:n-hexanoaren 15 mL-tan 26 psi-ko presiopean eta %44ko potentzia-

portzentaian 16.5 min-tan zehar eta (70:30 b/b) azetona:n-hexanoaren 200 mL-tan

8 ordutan zehar, hurrenez hurren] egindako erauzketen batez besteko balioak

erkatu ditugu. 3.4. irudian ikus daitekenez, fenolerako, 2-klorofenolerako eta 2,4-

diklorofenolerako bi erauzketa metodoen bidez lortutako emaitzak

konparagarriak dira. 2-Metilfenolaren eta 2-nitrofenolaren kasuan aldiz, MBEaren

bidez etekin hobeak lortu dira. Bai MBEaren bidez, bai Soxhlet erauzketaren bidez

ere, 2-metilfenolaren etekinak baxuak dira, baina beste ikerketa-lanetan ere 2-

metilfenolaren [24] eta beste alkilfenolen [25] halako etekinak lortu dituzte.

Berreskurapen baxu hauen zergatia alkil taldeen eta lurzoruaren matrizearen

elkarrekintzetan dagoela pentsa daiteke. MBEaren kasuan DEEak Soxhlet

erauzketaren kasuan baino altuagoak dira baina, gogoratu behar dugu, Soxhlet

erauzketaren kasuan egunen arteko desbideratzeak ez ditugula kontuan hartu.

3.7. taula Analisiaren desbideratze erlatiboak, egun bereko desbideratze eta

desbideratze erlatibo osoak fenolen Soxhlet erauzketarako.

DEE (%)

Konposatua analisia egun bereko osoa

Fenola 2.45 17.06 17.23

2-Klorofenola 2.32 0.85 2.47

2-Metilfenola 10.47 7.82 13.07

2-Nitrofenola 20.91 21.16 29.75

2,4-Diklorofenola 1.91 8.96 9.16

_____78_____

__________________________________________________________________ 3. atala

0

20

40

60

80

100

120

140

Fenola 2-Kloro 2-Metil 2-Nitro Dikloro

Etekina (%)

MBE

Soxhlet

3.4. irudia MBEaren eta Soxhlet erauzketaren erkaketa.

3.4. Bibliografia

[1] Manahan S.E., Environmental Chemistry, 6. edizioa., 1994, CRC Press, Inc.,

Boca Raton, EEBB.

[2] HERBER T. eta Stan H., Anal. Chem., 1997, 341, 2.

[3] ASHRAF-KHORASSANI M., Gidanian S. eta Yamini Y., J. Chromatogr. Sci.,

1995, 33, 658.

[4] LLOMPART M., Lorenzo R. eta Cela R., J. High Resolut. Chromatogr., 1996,

19, 207.

[5] BOSCH F., Campins P. eta Verdu J., J. Liq. Chromatogr., 1995, 18, 2229.


[7] LOPEZ-AVILA V., Young R., Kim R. eta Beckert W.F., J. Chromatogr. Sci.,

1995, 33, 481.

_____79_____


[8] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A., Cela R. eta Paré J.R., Analyst, 1995, 120,

1897.

[9] DEAN J.R., Santamaria-Rekondo A. eta Ludkin E., Anal. Commun., 1996, 33,

413.

[10] LEE H.B., Peart T.E. eta Hong-You R.L., J. Chromatogr., 1992, 605, 109.

[11] HAWTHORNE S.B. eta Miller D.J., Anal. Chem., 1994, 66, 4005.

[12] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A. eta Cela R., J. Chromatogr. Sci., 1996, 34, 43.

[13] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A. eta Cela R., J. Chromatogr., 1996, 723, 123.

[14] BERGSTRÖM eta Öberg, MultiSimplex (1.0 bertsioa), Gullberna Park,

Karlskrona, Suedia, 1997.


[16] ISO/DIS 11464, Soil Quality-Pretreatment of Samples for Physico-chemical

Analysis, US EPA, Washington DC, 1991.

[17] KATEMAN G. eta Buydens L., Quality Control in Analytical Chemistry,

Wiley, New York, 2. edizioa, 1993.

[18] SHERROD P.H., NLREGNonlinear Regression Analysis Program,



1897.

[20] CHEE K.K., Wong M.K. eta Lee H.K., J. Chromatogr. A, 1996, 723, 259.

[21] ONUSKA F.I. eta Terry K.A., J. High Resolut. Chromatogr., 1995, 18, 417.

_____80_____

__________________________________________________________________ 3. atala

[22] PASTOR A., Vázquez E., Ciscar R. eta de la Guardia M., Anal. Chim. Acta,

1997, 344, 241.

[23] KRAGTEN J., Analyst, 1994, 119, 2161.

[24] LOPEZ-AVILA V. eta Young R., Anal. Chem., 1994, 66, 1097.

[25] DEAN J.R., Santamaria-Rekondo A. eta Ludkin E., Anal. Commun., 1996, 33,

413.

_____81_____

4. Fenolen Purga-eta-Tranparen Optimizazioa MultiSimplex Programaren bidez

_____81_____

4.1. Sarrera

enolak eta euren eratorriak aurreko atalean aipatu den bezela, sarritan

erabili dira industria kimikoan hainbat ekoizpenetan: polimeroak,

ehunak, farmakoak, erretxinak, tintak, etab. [1]. Hori dela eta, fenolaren eratorriak

nonnahi aurki daitezkeen kutsagarriak dira [2]. Hala ere, fenolaren eta

fenol−eratorrien iturri bakarra ez da gizakia, hostoen eta egurraren

deskonposizioaren ondorioz, naturan ere sor daitezke [3].

Fenolek izaera hilgarria dute eta aski ezaguna da substantzia hauen

ezaugarriak osasunerako kaltegarriak direla. Euren izaera hilgarria eta

ingurugiroan duten presentzia dela eta, EEBBtako EPAk (Environmental

Protection Agency delakoak) 11 fenol bildu ditu ingurugiroaren kutsagarri

nagusien artean [4].

Lurzoruetan aurkit daitezken fenolen erauzketarako metodo desberdinak

bildu dira literaturan: mikrouhinen bidezko erauzketa (MBE) [5-6], presiopeko

jariakinen bidezko erauzketa (PJBE) [7] edo jariakin superkritikoen bidezko

erauzketa (JSBE) [8-11], besteen artean. Lurzoruetako konposatu hauen buru-

gune/gas-kromatografia bidezko analisia aztertu duten lan gutxi aurkitu ditugu

bibliografian [12] eta batere ez buru-gune dinamikoaren edo purga-eta-tranparen

bidezko analisiari buruzkorik.

F

Fenolen purga-eta-tranparen optimizazioa MultiSimplex programaren bidez ________________

_____82_____

Lurzoruetako fenolen purga-eta-tranparen bidezko determinazioaren

optimizazio-ikerketa esperimentala egiteko, MultiSimplex programan

inplementatutako simplex metodoa [13] erabili dugu beste hurbilketa posible

batzuen artean [diseinu esperimentala [14], adibidez]. MultiSimplex simplex

metodo eraldatua [15] eta segida kizkurraren teoria [16] elkarte-funtzioen bidez

bateratu dituen aldagai anitzeko optimizazio-tresna ez-lineala bezala diseinatuta

dago.

Ikerketa-lan honetan fenolen purga-eta-tranparen bidezko erauzketan etekin

maximoak lortu nahi ditugu eta laginaren berotze-denbora, berotze-tenperatura,

purga-denbora eta sodio kloruroaren kontzentrazioa aztertu ditugu. Bestalde,

tranparen tenperatura, desortzio-denbora eta desortzio-tenperatura gutxitan

aldatzen direnez, aldagai hauen balioak finkatu eta konstante mantendu ditugu

esperimentuetan guztietan. Ur-laginetan gatz-efektuak beti laguntzen du analitoen

lurrun-faseranzko migrazioa, baina hau ez da beti egia lur-laginen kasuan. Azken

hauetan, karbono-kopuruaren arabera, gatz-efektuak analito/matrize

elkarreraginak lagun ditzake eta, ondorioz, etekin baxuak lor daitezke [17]. Aldez

aurretik aukeratutako lurzoruaren kasuan sodio kloruroaren eragina positiboa edo

negatiboa izango den ezin dugunez aurresan, haren kontzentrazioa beste aldagaia

bezala hartu dugu optimizazio-prozesuan. 4.1. eskeman fenolen purga-eta-

tranparen bidezko erauzketaren optimizaziorako eman ditugun pausoak

laburbildu ditugu.


4.2.1. Purga-eta-tranparen bidezko erauzketa

Purga-eta-tranparen bidezko determinazioak garraren bidezko ionizazio-

detektorea duen Hewlett-Packard (Avondale, PA, EE.BB) 6890 Series gas-

kromatografoari lotuta dagoen Hewlett-Packard purga-eta-tranpa

__________________________________________________________________ 4. atala

_____83_____

kontzentragailuan egin ditugu. Fenolen edukin altua duen eta esekiduraren

metodoaren bidez prestatutako lurraren 0.5 g lurzoruetarako saiodian pisatu

ditugu. MultiSimplex programak proposatutako kontzentrazioko sodio

klorurozko disoluzioaren 10 mL, 2-fluorofenolaren (barne estandarraren) 50 µL eta

azido sulfurikoaren saiodira 10 µL gehitu ditugu. Jarraian, saiodia itxi eta poliki

poliki eragin dugu. Lehenengo, lagina N-50 kalitateko helioaz aurre purgatu dugu

atmosfera inertea lortzeko. Ondoren, MultiSimplex programak proposatutako

berotze-tenperaturara eta berotze-denboran zehar berotu dugu lagina. Gero,

MultiSimplex programak proposatutako denboran zehar 40 mL min-1-eko fluxua

duen helioaz purgatu dugu lagina eta konposatuak Vocarb 3000 (Supelco,

Bellefonte, PA, EEBB) tranpan kontzentratu ditugu giro-tenperaturatan. Azkenik,

tranpa 6 min-tan zehar 250°C -tan desorbatu eta 4 min-tan zehar eta 260°C-tan

labekatu dugu.


_____84_____

Lurzorua fenolez kutsatu(esekiduraren bidez)

Purga-eta-tranpa

MultiSimplex

Aldagaiak

berotze-tenperatura berotze-denbora purga-denbora NaCl-aren kontzentrazioa

NLREGMultiSimplex

Baldintzaoptimoak



Erkaketa Purga-eta-tranpa MBE Soxhlet

4.1. eskema Fenolen purga-eta-tranparen bidezko erauzketaren optimizazioan

emandako pausoak.

__________________________________________________________________ 4. atala

_____85_____

4.2.2. Erreaktiboak

Fenola eta 4-metoxifenola Merck-etik (Darmstadt, Alemania), 2-klorofenola

eta 2,4-diklorofenola Aldrich-etik (Gillingham, Dorset, Erresuma Batua) eta 2-

nitrofenola eta 2-metilfenola Fluka-tik (Buchs, Suiza) lortu ditugu. Erreaktiboak

guztiak kalitate analitikokoak dira eta haien purutasuna %99 baino altuagoa da.

Kalibrazio-disoluzioak egiteko fenolaren, 2-klorofenolaren, 2-metilfenolaren, 2-

nitrofenolaren eta 2,4-diklorofenolaren masa egokia pisatuz, 800 µg mL-1

kontzentrazioko disoluzioa Milli-Q uretan prestatu dugu. Laginak dopatzeko 800

µg mL-1 kontzentrazioko fenol-eratorrien disoluzioa prestatu dugu n-hexanotan. 2-

Fluorofenola eta 2,4,6-tribromofenola 2000 µg mL-1-eko kontzentrazioan dituen

EPA 8040 ordezkoen nahaste estandarra Supelco-ri (Bellefonte, PD, EEBB) erosi

diogu. Sodio kloruroa (oso purua) eta azido sulfurikoa Panrec-i (Bartzelona, Estatu

Espainiarra) erosi dizkiogu. Disoluzio guztiak 5°C-tan eta ilunpetan gorde ditugu.

Beirazko materiala guztia A gradukoa da eta laborategiko tenperaturatan kalibratu

dugu.


Nervión (Bilbao, Bizkaia) enpresatik lortutako buztin-lurra erabili dugu. Lagina

ISO 11464 arauari [18] jarraituz lehortu, ehotu eta bahetu dugu. Lurzoruan fenolak

ez daudela ziurtatu ondoren, lurraren 50 g-ko lagina analitikoki pisatu eta 800 µg

mL-1-eko disoluzioaren 5 mL gehitu ditugu. Lurra guztia estalita egon dadin,

azetona gehiago gaineratu eta 24 ordutan zehar irabiatu dugu. Ondoren, lurra

40°C-tan lehortu, almerizean homogeneizatu eta azkenik ontzi batean hozkailuan

gorde dugu. Gehitutako fenolen kontzentrazioen arabera, lurzoruko fenolaren, 2-

klorofenolaren, 2-metilfenolaren, 2-nitrofenolaren eta 2,4-diklorofenolaren

amaierako kontzentrazioa 79.4, 82.6, 96.4, 83.6 eta 83.2 µg g-1-ekoa izan da,

hurrenez hurren.


_____86_____

4.2.3. Purga-eta-tranparen kalibrazioa

Analitoen kalibrazioa erauzketa-prozesuaren optimizazioan aurkitu diren

baldintza berberetan eraman da aurrera. Horretarako, fenol-eratorririk ez duen

lurraren 0.5 g pisatu eta analitoak dituen kalibrazio-disoluzioaren 10 mL, 2-

fluorofenolaren (barne estandarraren) 50 µL eta azido sulfurikoaren 10 µL saiodira

gehitu ditugu. Baldintza kromatografikoak hauexek izan dira: 30 m-ko luzera, 0.32

mm-ko barne-diametroa eta 0.25 µm-ko lodierako geruzadun HP-5 zutabe

kapilarra 80°C -tan mantendu dugu 2 min-tan zehar; ondoren, 20°C min-1 -eko

abiadurarekin 100°C-tara igo arazi dugu tenperatura eta tenperatura honetan 1

min-tan zehar mantendu dugu zutabea; azkenik, 10°C min-1-eko abiaduraz 250°C-

tara igo arazi dugu tenperatura eta 250°C-tan 5 min-tan zehar mantendu dugu.

Gas garraiatzaile bezala N-50 kalitateko helioa erabili dugu, fluxua 3.45 mL min-1-

ekoa eta zutabearen buruko presioa 10 psi-koa izanik. Injektorea 250°C-tan

banaketa moduan eta detektorea 280°C-tan mantendu ditugu.

4.1. taulan kalibrazio-tarteak eta kalibrazioarekin erlazionatutako

parametroak bildu ditugu. Detekzio-muga eta koantifikazio-muga lau lagin zurien

erantzunaren batez bestekotik kalkulatu ditugu.

4.1. taula Kalibrazio-tarteak eta kalibrazio-kurbaren parametro estatistikoak.

2-Klorofenola 2-Metilfenola 2-Nitrofenola 2,4-Diklorofenola

Kalibrazio-tartea (µg)

4.6-45.2 4.6-40 4.2-42.6 4.2-42.2

Puntu-kopurua 6 6 6 6

Efea 2.68 ± 0.07 0.48 ± 0.02 0.54 ± 0.09 0.92 ± 0.04

r2 0.979 0.959 0.900 0.936

Detekzio-muga (Lb + 3Sb) (µg) 0.2 0.6 0.9 1.2

Koantifikazio-muga (Lb + 10Sb) (µg) 0.6 1.2 2.0 2.9

__________________________________________________________________ 4. atala

_____87_____

(Lb + 10Sb) (µg)

a Erantzun-faktore erlatiboa = ..eb

i

RfRfEfe =

4.1. irudian lagin eta zuri baten kromatogramak ikus daitezke.

min3 4 5 6 7 8 9

pA

0

100

200

300

400

500

2-fluorofenola

2-klorofenola

2-metilfenola

2-nitrofenola

2,4-diklorofenola

(a)


_____88_____

min3 4 5 6 7 8

pA

0

100

200

300

400

500

2-fluorofenola

(b)

4.1. irudia Laginaren kromatograma (a) eta zuriaren kromatograma (b).

__________________________________________________________________ 4. atala

_____89_____


4.3.1. MultiSimplex programaren bidezko optimizazioa

MultiSimplex programaren lan egiteko modua jarraitzeko erraza da.

Lehenengo pauso batean, optimizazio-proiektua definitu behar dugu eta

honetarako hurrengoak zehaztu behar ditugu:

✔ Kontrolpeko aldagaiak, euren erreferentzia-balioak eta balioen aldaketa-

pausoa.

✔ Erantzun-aldagaiak, euren optimizazio-helburuak eta euren eragina

elkarte-balioan.

✔ Elkarte-funtzioak nola eraldatuko diren.

Guzti hori zehaztuta dagoenean, MultiSimplex programak hasierako saioak

proposatuko ditu eta hemendik aurrera simplex segida-metodoa da; hots, saio

berri bat proposatuko da azken saioaren emaitzak lortu ondoren. Optimizazio-

prozesuak berrebaluazio-araua du eta saio-kopuru baten ondoren saioren bat

errepikatzea eskatuko du. Honela, baldintza berdinetan tratatu ditugun laginen

artean dauden desberdintasunak kontuan har ditzake. Simplex prozedura

denboran luzatu daitekenez eta, instrumentoaren errepikakortasuna segurtatzeko

asmoz, laginen artean estandar likido bat tartekatu dugu. Optimizazio-helburua

lortu dugunean edo erantzunaren hobekuntzarik nabarmendu ez dugunean

optimizazio-prozesua bukatutzat eman dugu [13].

Optimizaziorako aintzat hartu ditugun aldagaiak, euren erreferentzi-balioak

eta balioen aldaketa-pausoa 4.2. taulan bildu ditugu.

MultiSimplex programak proposatutako esperimentuak eta lortutako

azalerak 4.3. taulan bildu ditugu. Ikus daitekenez, aldagaien balioek

instrumentuak eta kimikak ezarritako mugak bete dituzte. 4.3. taulan fenolaren


_____90_____

emaitzak ez ditugu bildu fenolaren berreskurapenik ez dugulako lortu. Fenomeno

hau lur-laginetan ezezik, uretan prestatutako estadarretan ere behatu dugu.

Tranpa desberdinak erabili ditugu fenolaren adsortzioa ahalbideratzeko, baina ez

dugu inolako hobekuntzarik lortu.

4.2. taula Optimizaziorako aintzat hartutako aldagaiak, euren erreferentzi-

balioak eta balioen aldaketa-pausoa.

Aldagaia Erreferentzi-balioa Aldaketa-pausoa

Berotze-tenperatura (°C) 75 7.5

Berotze-denbora (min) 17.5 3.5

Purga-denbora (min) 10 1.5

NaCl (mol L-1) 2.5 0.7

4.3. taula MultiSimplex programak proposatutako esperimentuen matrizea,

fenol bakoitzerako lortutako azalera eta esperimentu bakoitzerako MultiSimplex

programak itzulitako elkarte-balioa.

MultiSimplex programak proposatutako saioak

Erantzuna

# Berotze-T (°C)

Berotze-t (min)

Purga-t(min)

NaCl (mol L-

1)

2-Kloro. 2-Metil. 2-Nitro. 2,4-Dikloro. Elkarte-balioa

1 83 14.0 8.5 1.1 702.6 108.5 365.0 116.2 0.003

2 83 21.0 11.5 1.1 946.9 123.4 441.3 155.6 0.010

3 83 14.0 11.5 1.1 1351.2 180.6 358.6 139.8 0.022

4 68 21.0 8.5 3.9 1831.2 290.9 882.5 272.9 0.351

5 68 14.0 11.5 1.1 678.2 60.3 619.7 159.6 0.030

6 68 21.0 13.0 3.9 1100.9 118.3 351.3 179.3 0.010

7 60 14.0 10.8 5.0 1981.7 128.9 742.8 265.1 0.178

8 71 10.5 8.2 2.5 937.0 93.7 655.9 207.6 0.048

9 51 15.8 8.0 2.5 687.3 138.3 460.7 84.5 0.009

__________________________________________________________________ 4. atala

_____91_____

10 82 14.0 11.5 3.9 1773.3 240.6 207.2 296.3 0.133

11 73 15.8 8.0 5.0 1979.3 439.0 616.2 364.6 0.507

12 70 21.9 11.2 5.0 1914.1 336.4 289.3 346.0 0.386

13 53 22.4 7.8 5.0 993.8 116.6 197.4 188.6 0.008

14 82 14.0 11.5 3.9 1654.6 252.3 419.4 519.0 0.330

15 86 22.4 8.8 3.9 1660.8 178.2 362.7 267.8 0.092

16 60 14.0 10.8 5.0 1970.7 184.1 718.6 259.7 0.386

17 53 22.4 7.8 5.0 998.8 192.7 392.2 200.2 0.024

14 saioaren ondoren, MultiSimplex programak aurretik burututako saioak

proposatzen hasi da baina, elkarte-balioan ez dugu hobekuntzarik ikusi. Simplex

baldintza optimoen inguruan dagoela esan nahi du honek. Beraz, esperimentazioa

bukatutzat eman dugu 17. eta 18. saioetan proposatutako baldintzak berdinak

baitira.

Aurretik aipatu dugunez, zenbat eta elkarte-balioa altuagoa izan, gero eta

hurbilago aurkituko da simplex algoritmoa optimotik. 4.3. taulako emaitzei

begiratuz, lurzoruetako 2-klorofenolaren, 2-metilfenolaren, 2-nitrofenolaren eta

2,4-diklorofenolaren purga-eta-tranparen bidezko determinazio optimorako 5.0

mol L-1-eko disoluzioaren 10 mL gehitu eta 73°C-tan 15.8 min-tan zehar berotu

ondoren, 8 min-tan zehar purgatu behar da.

Emaitzetatik argi ondoriozta daitekenez, fenolen kasuan eta gure

lurzoruaren adibide konkretuan, gatz-efektua guztiz positiboa da eta lurzoruetan

dauden fenol-eratorrien lurrun-faseranzko trantsizioa lagundu du.

Gainazal-funtzioaren deskripzioa egin ahal izateko, 4.3. taulako datuak

funtzio polinomiko batetara doitu ditugu NLREG [19] analisi ez-linealerako

programa erabiliz. 3. atalean azaldu den bezala, zero izateko probabilitatea %10a

baino altuagoa duten parametroak eredutik kendu ditugu. Lortutako ereduak

fenol guztietarako berdinak ez badira ere, funtzioek kasu guztietan datu


_____92_____

esperimentalen %99.7a baino gehiago azaldu dute. Hortaz, funtzioa eta datu

esperimentalak baliokideak direla esan dezakegu. 4.3. taulako balio normalizatuen

doikuntzatik lortutako parametroak 4.4. taulan bildu ditugu. Lau aldagai

daudenez eta lau aldagaiek erauzketa-etekinetan eragina dutenez, erantzun-

gainazalaren irudi grafikoak egitea oso zaila da. Hau beste arrazoi bat da baldintza

optimoak lortzeko erantzun-gainazalak erabili ezezik, MultiSimplex-hurbilketa ere

erabiltzeko. MultiSimplex programak aldagaiak eta erantzunak guztiak aldi

berean kontuan har ditzakete.

MultiSimplex programaren lana oso egokia da. Diseinu esperimentalarekin

erkatuz, behar diren esperimentu-kopurua txikiagoa da. Diseinu konposatu

zentralaren kasuan, zatitze-maila batekin, 25 saio behar izango genituzke eta

MultiSimplex programak 17 esperimenturekin nahiko izan du. Edozein kasutan,

edozein diseinu esperimentalek ez lituzke baldintza optimoak kalkulatuko.

Ikerketa-lan honetan, MultiSimplex programak proposatutako 17 esperimentuak

nahiko izan dira bai baldintza optimoak bai erantzun-gainazala ere definitzeko.

4.4. taula 4.3. taulako esperimentuen erregresiotik lortutako parametroen

balioak.

β1 β2 β3 β4 β12 β13 β14 β23 β24 β34 β11 β22 β33 β44

2-Kloro. -2.9 0.27 α 2.1 0.05 -0.04 0.09 0.02 -0.04 0.11 -7 10-3 -0.05 -0.14

2-Metil. -4.1 0.35 0.8 0.05 0.01 -0.01 0.10 7.10-3 -0.06

2-Nitro. -7.2 1.10 0.04 -0.02 0.28 0.03 -0.04 0.28 -0.014 -0.02

2,4-Dikloro.

-0.6 0.01 -0.01 0.01 -5 10-4

a Parametroa diseinutik kendu dugu.

4.3.2. Purga-eta-tranparen bidezko determinazioen

errepikakortasuna

__________________________________________________________________ 4. atala

_____93_____

Purga-eta-tranparen bidezko determinazioen errepikakortasuna aztertzeko,

fenolez kutsatutako lurzoruaren 5 lagin egunero analizatu ditugu hiru egunetan

zehar aurretik aipatutako baldintza optimoetan (5.0 mol L-1-eko disoluzioaren 10

mL gehitu eta 73°C-tan eta 15.8 min-tan zehar berotu ondoren, 8 min-tan zehar

purgatu). 4.5. taulan hiru egunetan lortutako emaitzekin batera F parametro

estatistikoaren balioak bildu ditugu.

4.5. taulako emaitzen bariantza-analisia (ANOVA delakoa) egin dugu eta

%95eko konfidantza-mailan, egun desberdinetan determinatutako laginetan

desberdintasun nabarmenik dagoenik ezin dugu esan. Ezarri dugun konfidantza-

mailan, 2-klorofenolaren eta 2,4-diklorofenolaren kasuan aldiz, egun berdinean

determinatutako laginek emaitza nabarmenki desberdinak erakutsi dituzte.

Ondorioz, eta 3. atalean aipatu dugun bezala, bariantza osoa analisiaren

bariantza eta egun bereko, egun arteko bariantzen batura bezala adieraztea erabaki

dugu.


sosoa2 bariantza osoa, sa

2 analisiaren bariantza, sbereko2 egun bereko bariantza eta

sarteko2 egunen arteko bariantza da.



desbideratze erlatibo osoak 4.6. taulan bildu ditugu. Desbideratze estandar

erlatiboak pixka bat altuak dira (∼%20), baina etekinak nahiko baxuak direla

kontuan hartu behar da: %58, %46, %45 eta %30 2-klorfenolerako, 2-

metilfenolerako, 2-nitrofenolerako eta 2,4-diklorofenolerako, hurrenez hurren.


_____94_____

4.5. taula Hiru egunetan purga-eta-tranparen bidez determinatutako 15

laginetan fenol bakoitzeko lortu ditugun etekinak.

Saioa Eguna

2-Klorofenola 2-Metilfenola 2-Nitrofenola 2,4-Diklorofenola

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 48 48 36 43 53 42 43 53 30 22 27 22

2 59 69 54 40 47 38 40 47 39 24 28 27

3 65 54 64 36 55 63 36 55 57 28 35 38

4 74 50 60 34 52 53 34 52 55 29 36 34

5 78 65 45 45 35 50 45 35 48 36 30 27

Fegune bereana 5.41 0.65 0.43 4.1

Fegune arteanb 0.16 2.12 1.21 1.11

a Egunen berean Fk rit0 0 5 3 8 4. .=

b Egunen artean F k rit0 0 5 4 4 6. .=

4.3.3. Esekiduraren bidezko dopatzea versus tokikoa

Metodoaren ebaluazioa egiteko erreferentziazko materialik ez dagoenean,

analitoak dituen lurzorua laborategian prestatu behar da. Normalean, analitoak

disolbatzaile batean lurzorura gehitu eta analitoen tokiko dopatzearen ostean,

analisia jarraian egiten da. Tokiko dopatzea eta erauzketa prozeduren bitartean

analitoaren eta lurzoruaren arteko kontakturako denbora laburra denez,

analitoaren distribuzioa eta adsortzioa murriztua da. Beraz, prozedura honen

bidez determinazio-etapa azter daiteke baina lurzoruko analitoaren erauzketa alde

batera uzten da [20]. Arrazoi honegaitik, esekiduraren bidezko prozedura erabiliz

fenolak dituen lurra laborategian prestatzea zentzuzkoagoa iruditu zaigu (ikus

4.2.2. atala).

__________________________________________________________________ 4. atala

_____95_____

4.6. taula Analisiaren, egun bereko, egunen arteko eta desbideratze estandar

osoa.

DEE (%)

Analisia Egun berekoa

Egunen artekoa Osoa

2-Klorofenola 0.2 18.7 11.0 21.8

2-Metilfenola 0.4 16.3 11.8 20.2

2-Nitrofenola 0.3 17.7 10.3 20.5

2,4-Diklorofenola 0.3 17.4 5.7 18.3

4.7. taula Esekiduraren bidez eta tokiko dopatzearen bidez prestatutako

laginen erauzketen batez besteko etekinen erkaketa.

Esekiduraren bidez dopatutako laginak

(%)

Tokiko dopatzearen bidez dopatutako laginak

(%)

2-Klorofenola 58 ± 13 89 ± 5

2-Metilfenola 46 ± 9 124 ± 15

2-Nitrofenola 45 ± 9 113 ± 8

2,4-Diklorofenola

30 ± 5 87 ±10

Fenolik gabeko lur-laginen tokiko dopatzeak egin ditugu stock disoluzio

estandarrak erabiliz, esekidura-metodoaren bidez prestatutako lurretako

kontzentrazio berdina eduki zitzaten. 4.7. taulan laborategian prestatutako

lurraren erauzketen (15 erauzketen) eta tokiko dopatzeaz kutsatutako lurren

erauzketen (5 erauzketen) etekinen batez bestekoak erkatu ditugu. Ikus

daitekenez, tokiko dopatzearen laginen kasuan lortu ditugun etekinak altuagoak

dira. Hortaz, Hewitt-ek [20] dioen bezala, tokiko dopatzearen bidezko metodoek


_____96_____

ez dituzte analitoaren eta matrizearen arteko elkarreraginak kontuan hartzen eta

beraz, benetazko laginak simulatzeko ez dira egokiak.

4.3.4. Purga-eta-tranpa versus MBE eta Soxhlet

erauzketa

Esekidura-metodoaren bidez prestatutako lurzoruaren hiru lagin 3. atalean

MBErako eta Soxhlet erauzketarako lortutako baldintza optimoetan erauzi ditugu.

4.2. irudian hiru metodoen bidez lortu ditugun etekinak erkatu ditugu.

0

20

40

60

80

100

120

fenola 2-kloro. 2-metil. 2-nitro. 2,4-dikloro.

etekina (%) P&TMBESoxhlet

4.2. irudia Hiru determinazio-metodoen bidez lortutako etekinen erkaketa.

2-Klorofenolerako izan ezik, beste fenol guztietarako MBEaren eta Soxhlet

erauzketaren bidez etekin hobeak lortu ditugu. 2-Klorofenolaren kasuan, hiru

determinazio-metodoak konparagarriak dira. Kontuan izan behar dugu, 2-

klorofenola aztertu ditugun fenolaren eratorrietatik lurrunkorrena dela eta gainera

likidoa giro tenperaturatan. Nahiz eta purga-eta-tranparen bidez lortutako

etekinak baxuagoak izan, etekin hauek nahikoak izan daitezke, aztertutako

__________________________________________________________________ 4. atala

_____97_____

fenolen kasuan purga-eta-tranparen detekzio-mugak 0.6 eta 2.9 µg g-1 tartean

baitaude (ikus 4.1. taula).

Erauzketa-metodoak erkatzerakoan, metodoaren eraginkortasuna ez ezik

badaude kontuan hartu behar diren beste aldagai batzuk ere: laginaren

manipulazioa, determinaziorako behar dugun denbora eta erabili behar ditugun

erreaktiboak. Fenolak purga-eta-tranparen bidez determinatu ditugunean,

laginaren manipulazioa minimoa da: laginaren pisaketa soilik. Fenolak Soxhlet

erauzketaren edo MBEaren bidez erauzi ditugunean, aldiz, beste etapa batzuk

gehitu behar izan ditugu: iragazketa eta kontzentrazioa. Azken etapa hauek,

determinazioaren denbora luzatzeaz gain, laginaren galera posibleak direla eta,

erroreak gehituko dituzte prozedura analitikoan. 4.8. taulan lurzoruetako fenolen

determinaziorako proposatu ditugun hiru metodoen etapa desberdinen iraupenak

eta behar diren erreaktiboak bildu ditugu.

4.8. taula Fenolen purga-eta-tranparen, MBEaren eta Soxhlet erauzketaren

determinazioetan behar diren denborak eta erreaktiboak.

Purga-eta-tranpa MBE Soxhlet

Milli-Q uraren 10 mL (1:1) Azetona:n-hexanoren 15 mL

(70:30) Azetona:n-hexanoren 200 mL

Aurrepurga: 3 min

Berotze-denbora: 15.8 min

Erauzketa-denbora: 16.5 min

Erauzketa-denbora: 8 ordu

Purga-denbora: 8 min

Desortzio-denbora: 6 min

Hoztea eta iragazketa: 10 min

Errotabaporean kontzentrazioa: 15 min

Labekatzea: 4 min Nitrogenoaren bidezko kontzentrazioa: 10 min

Nitrogenoaren bidezko kontzentrazioa: 10 min


_____98_____

Kromatografia-determinazioa

desortzio eta labekatze etapekin bat gertatuko

da

Krpmatografia-determinazioa: 10 min

Kromatografia-determinazioa: 10 min

Denbora osoa: 36.8 min Denbora osoa: 46.5 min Denbora osoa: 8.5 h

Hertsiki hitz eginda, purga-eta-tranparen eta MBEaren erauzketa-etapen

iraupena berdintsua da baina MBEaren kasuan operadorearen presentzia

erauzketa-prozesu osoan zehar beharrezko den bitartean, purga-eta-tranparen

bidezko determinazioen kasuan, operadoreak lagina purga-eta-tranpa

kontzentragailuan jarri behar du soilik. Zentzu honetan, Soxhlet erauzketak oso

luzeak dira.

Erreaktiboei dagokionez, Soxhlet erauzketan disolbatzaileen bolumen

handiak erabili behar dira eta MBEaren eta purga-eta-tranparen bolumenak

antzekoak dira. Desberdintasunik nabarmenena disolbatzailearen izaeran dago.

MBEak eta Soxhlet erauzketak natura organikodun disolbatzaileak erabili dituzte

eta purga-eta-tranpak ioi gabeko ura.

Lan honetatik purga-eta-tranpa fenolen determinaziorako metodo

alternatiboa eta, gainera, erauzketa-denboratan eta erabilitako erreaktiboen

kontsumotan MBEarekin erkagarria dela ondoriozta dezakegu.

4.4. Bibliografia

[1] HERBERE T.eta Stan H., Anal. Chim. Acta, 1997, 341, 21.

[2] ASHRAF-KHORASSANI M., Gidanian S. eta Yamini Y., J. Chromatogr. Sci.,

1995, 33, 658.

__________________________________________________________________ 4. atala

_____99_____

[3] LLOMPART M., Lorenzo R.A. eta Cela R., J. High Resolut. Chromatogr.,

1996, 19, 207.

[4] BOSCH F., Campins P. eta Verdu J., J. Liq. Chromatogr., 1995, 18, 2229.

[5] LOPEZ-AVILA V., Young R. eta Beckert W.F., Environ. Sci. Technol., 1995,

29, 895.

[6] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A., Cela R. eta Paré J.R., Analyst, 1995, 120,

1897.

[7] DEAN J.R., Santamaria-Rekondo A. eta Ludkin E., Anal. Comm., 1996, 33,

413.

[8] LEE H.B., Peart T.E. eta Hong-You R.L., J. Chromatogr., 1992, 605, 109.

[9] HAWTHORNE S.B. eta Miller D.J, Anal. Chem., 1994, 66, 4005.

[10] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A. eta Cela R., J. Chromatogr. Sci., 1996, 34, 43.

[11] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A. eta Cela R., J. Chromatogr., 1996, 723, 123.

[12] CASAIS C., Lorenzo R.A., eta Cela R., Quim. Anal., 1993, 173, 12.

[13] BERGSTRÖM eta Öberg, MultiSimplex (1.0 v.), Gullberna Park S-37154,


[14] DEMING S.N. eta Morgan S.L., Experimental design: a chemometrical

approach; Elsevier, Amsterdam, 1993.

[15] NELDER J.A. eta Mead R., Comput J., 1965, 7, 308.


_____100_____

[16] OTTO M., Chemom. Intell Lab. Syst., 1988, 4, 101.

[17] HEWITT A.D., Environ. Sci. Technol., 1998, 32, 143.

[18] ISO/DIS 11464, Soil Quality—Pretreatment of Smples for Physicochemical

Analyses, US EPA, Washington, DC, 1991.

[19] SHERROD P.H, NLREGNonlinear Regression Analysis Program,


[20] HEWITT A.D., Am. Environ. Lab., 1994, Maiatza.

5. BPKen MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet Erauzketaren Optimizazioa eta Erkaketa

_____99_____

5.1. Sarrera

ifenilo polikloratuak (BPKak) burdinak zein burdina (III) kloruroak

katalizatutako bifeniloaren klorazioz lor daitezke. 5.1. irudian ikus

daitekeen erreakzioan BPKen nahastea lortu da nolanahi eta horregatik, BPKak

Aroclor, Chlophen, Kanechlor eta Fenchlor izeneko nahaste bezala saldu izan dira

[1-2].

+Fe / FeCl3

Cl Cl

+ HClCl2

5.1. irudia Burdinak edo burdina (III) kloruroak katalizatutako poliklorodun

bifeniloen (BPKen) sintesi-erreakzioa.

BPKen isomero isolatu gehienak, inguruko tenperaturatan eta presioan,

kristal-solido kolorgeak badira ere, gutxi batzuk likidoak dira baldintza hauetan.

Haien propietate fisikoen eta kimikoen artean hauexek aipa ditzakegu [2]:

✔ Uretango disolbakortasuna baxua.

✔ Ez dira sukoiak.

B

BPKen MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet erauzketaren optimizazioa eta erkaketa _______________

_____100_____

✔ Oxidagaitzak.

✔ Hidrolizagaitzak.

✔ Elektroi-eroaletasun txikia.

Euren ezaugarriak direla eta BPKek industria-mailan hainbat aplikazio izan

dituzte, besteak beste [1-3]:

(1) Transformadoreak eta kapazitadoreak hozteko jariakin gisa.

(2) PVCa bezalako plastikoen malgutasuna gehitzeko eragile gisa.

(3) Prentsa-paperaren berziklapenean tinta kentzeko disolbatzaile gisa.

(4) Eragile iragazkaitz gisa.

Toxikotasunari dagokionez, BPKen isomeroen artean toxikoenak orto ez

diren kideak ditugu. Orto ez izateak bi fenilo-taldeak lotzen dituen

karbono/karbono-loturaren aldameneko posizioetan klororik ez izatea esan nahi

du. Orto ez diren BPK-kideei planukide ere deritze [2]. BPKen toxikotasun larria

DDTarena eta beste organoklorodun pestizidena baino txikiagoa da. 1968. urteko

Yushoko istripuan, 1500 Japoniarrek baino gehiagok BPKez kutsatutako arroz-

olioa hartu zutela ezaguna da. Han emandako osasun-arazo gehienak BPKekin

batera agertutako dibenzofunano polikloratuen (DFPKen) kausaz izan zirela

pentsa daiteke. BPKen toxikotasun kronikoari dagokionez, kloraknea da

ezagunena [2].

Ihesen, deposizioen, lurrunketen, etabarren kausaz, BPKen kantitate

handiak ingurugirora heldu dira. Euren iraunkortasuna dela eta, ingurugiroan

luzaroan aurki daitezke. Euren izaera hidrofoboaren eta uretan duten

disolbakortasun txikiaren kausaz, ur-ingurugiroan dauden BPKek sedimentuetan

eta biotan pilatzeko joera dute. Sedimentuek BPKen hustugune bezala jokatu dute

___________________________________________________________________ 5. atala

_____101_____

eta, ondorioz, kutsaduraren ikerketetan eta monitorizazioan garrantzitsuak dira

[1,3].

Azken urteotan, lurzoruetako BPKen erauzketarako ohiko metodoek baino

disolbatzailearen kantitate txikiagoak eta denbora laburragoak erabil dezaketen

zenbait erauzketa-teknika garatu eta optimizatu dira. Bibliografian, BPKen

mikrouhien bidezko erauketaren (MBEaren) [4-5], presiopeko jariakinen bidezko

erauzketaren (PJBEaren) [6] eta jariakin superkritikoen bidezko erauzketaren

(JSBEaren) [7-11] adibideak aurki daitezke.

Hala ere, bibliografian aurkitutako lan askok ez dute erauzketa-teknikaren

optimizazio sistematikoa egin. Lan honetan, lurzoruetako BPKen MBErako eta

PJBErako metodoak garatu ditugu. Optimizatu ditugun aldagaiak hauexek izan

dira: erauzketa-ontziaren barruko presioa, erauzketa-denbora, azetona-portzentaia

(b/b) azetona:n-hexano nahastean eta disolbatzailearen bolumena MBEaren

kasuan eta presioa, tenperatura eta erauzketa-denbora PJBEaren kasuan.

Optimizatutako metodoak lur egiaztatu bateko (481 EMEko) BPKak erauzteko

erabili ditugu eta emaitzak Soxhlet erauzketarekin erkatu ditugu. Erauziak guztiak

gas-kromatografia/masa-espektrometriaren (GK/Mearen) bidez analizatu eta

elektroien talken bidezko masa-espektrometriaren bidezko determinazioarako ere

metodo optimoa garatu dugu. Aurreko ataletan egin den bezala, 5.1. eskeman

optimizazio-prozesuan emandako urratsak bildu ditugu.







_____102_____

BPKez kutsatutako lurzoruaren 0.2 g zehazki pisatu, labean 120°C-tan gau osoan

egon den 2 g sodio sulfato anhidroarekin nahastu eta koantitatiboki tefloizko

erauzketa-ontzira eraman ditugu. Ondoren, dibutil klorendatoaren eta 2,4,5,6-

tetrakloro-m-xilenoaren nahastearen 60 µL eta azetona:n-hexanoaren nahastea

lagin bakoitzean gehitu eta, apurketa-mintz berri bat jarrita dagoela ziurtatu

ondoren, erauzketa-ontzia itxi dugu. Lan honetan, esperimentu bakoitzerako

azetona:n-hexano nahastearen azetona-portzentaia, nahastearen bolumena, eta

erauzketarako presioa, denbora eta potentzia diseinu esperimentalak zehaztu

dizkigu. Erauzketa-baldintzak bi etapatan aurrera eraman dira. Lehenengo etapan,

potentzia osoa erabiliz, sistemak diseinu esperimentalak zehaztutako presioa lortu

du; bigarren etapan, aurretik lortutako presioa konstante mantendu eta potentzia

eta erauzketa-denbora diseinuaren arabera programatu ditugu (ikus 5.4. eta 5.5.

taulak). Era honetan, laginak nahi dugun presiopean daude erauzketak iraungo

duen denbora-bitarte osoan. Irradiazio-periodoa burutu denean, laginak

mikrouhin-labetik atera eta inguruko tenperatura lortu arte zabaltzeko itxaron

dugu. Erauzia aurrez aldetik azetona:n-hexano nahastearekin garbituta zegoen

beira-artilean zehar iragazi eta erauzitako laginaren azetona:n-hexanozko 7-10 mL-

ko garbiketarekin bildu dugu. Erauzia gutxi gora behera 2 mL-tara

nitrogenoarekin Turbovap LV Evaporator (Zymark, Hopkinson, MA, EEBB)

izeneko tresnan kontzentratu dugu.

___________________________________________________________________ 5. atala

_____103_____

Erkaketa481 EME erabiliz

NLREGMultiSimplex

BPKez kutsatutakolurzoru erreala

NLREG

NLREG

Soxhlet

Faktore-diseinuosoa

Aldagaiak

denbora azetona %

Baldintzaoptimoak


egun berean

NLREGMultiSimplex

Baldintzaoptimoak

Aldagaiak

presioa denbora potentzia %

MBE


Aldagaiak

presioa denbora potentzia % azetona % bolumena

Diseinukonposatu

zentrala



PJBE

Diseinu koposatuzentrala

Aldagaiak

presioa tenperatura denbora


egun berean

Baldintzaoptimoak

5.1. eskema Lurzoruetako BPKen MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet

erauzketaren optimizazioarako eta erkaketarako jarraitu ditugun urratsak.

5.2.2. Erauzien garbiketa


_____104_____

Analisiaren aurretik 4 mL min-1-eko fluxuko 10 mL n-hexanorekin garbituta

zegoen Florisil® kartutxora erauzia isuri dugu. Ondoren, erauzia ∼2 mL min-1-eko

fluxua duen n-hexanoaren 10 mL-rekin eluitu dugu. Eluatoa nitrogenoaren bidez

kontzentratu eta 5 mL-ko matraze aforatuan n-hexanoarekin diluitu dugu. Laginak

hozkailuan gorde ditugu analisia egin arte. Koantifikaziorako, erauziaren 200 µL 5

mL iso-oktanotan diluitu eta injekzio-ontzitxoetara eraman eta, ondoren, gas-

kromatografo/masa-espektrometroaren (GK/MEaren) bidez analizatu ditugu.


PJBE 24 laginetarako karrusela duen ASE-200 (Dionex, CA, EEBB) sisteman

aurrera eraman ditugu. Lurraren 0.2 g pisatu, sodio sulfato anhidroaren 2 g-rekin

nahastu eta altzairu herdoilgaitzezko 11 mL-ko erauzketa-zelulara eraman dugu.

Dibutil klorendato eta 2,4,5,6-tetrakloro-m-xileno pestiziden ordezkoen

nahasturaren 60 µL lagin bakoitzean gehitu eta erauzketa-zelula itxi dugu.

Erauzketa-zelula bakoitzak iragaz-papera darama erauzketa-ontzian esekitako

hautsik ez biltzeko, batez ere 481 EMEa erauzterako orduan. Erauzketa-zelula

karruselean jarri eta diseinu esperimentalak proposatutako baldintzetan erauzi

dugu. Aztertu ditugun aldagaiak presioa, erauzketa estatikoaren denbora eta

tenperatura izan dira eta erauzketarako disolbatzailea konstante mantendu da

[(75:25 b/b) azetona:n-hexanoa]. Erauzketak bi ziklotan eta garbiketak erauzketa-

zelularen bolumenaren %50eko disolbatzailearen zorrotadarekin egin ditugu.

Erauzitako analitoak 90 s-tan zehar 150 psi-ko presiodun nitrogenoarekin purgatu

ditugu. Erauzia ∼2 mL-tara kontzentratu eta 5.2.2. atalean aipatu den bezala

garbitu dugu.


Lurraren 0.2 g zehazki neurtu, 2 g sodio sulfato anhidroarekin nahastu eta,

aurretik garbitutako paperezko kartutxora eraman ondoren, dibutil

___________________________________________________________________ 5. atala

_____105_____

klorendatoaren eta 2,4,5,6-tetrakloro-m-xilenoaren nahastearen 60 µL gehitu

ditugu. Laginak 3 ziklo h-1-eko errefluxuan eta azetona:n-hexanoaren 200 mL-tan

erauzi ditugu. Azetona:n-hexanoaren azetona-portzentaia eta erauzketa-denbora

diseinu esperimentalak zehaztu ditu. Giro-tenperaturataraino hoztu eta ∼2 mL iso-

oktano gehitu ondoren, 50°C-tan eta presio murriztuan zegoen errotabaporean,

erauziak ∼10 mL-taraino kontzentratu ditugu. Azken kontzentrazioa

nitrogenoaren korronte motelarekin burutu dugu. Paperezko kartutxoak

askatutako partikula finak eliminatzeko, erauzia zentrifugatu eta ondoren, 5.2.2.

atalean aipatu dugun bezala, erauziaren garbiketa egin dugu.

5.2.5. Erreaktiboak

2.7-8 µg mL-1-eko kontzentrazio-tartean 10 BPK dituen PCBs-CEE-C

nahastea CromLab-etik (Bartzelona, Espainia) lortu dugu. Dibutil klorendatoa

(1971.3 µg mL-1) eta 2,4,5,6-tetrakloro-m-xilenoa (2000.1 µg mL-1) dituen EPA

8080/8270 pestiziden ordezkoen nahastea Supelco-ri (Bellefonte, PA, EEBB) erosi

diogu. Biltegiratzean zehar gertatutako estandarren masa-galerak kontrolatu

ditugu [3] eta inoiz ez dira %1a baino altuagoak izan. n-Hexanoa, iso-oktanoa eta

azetona LabScan-i (Dublin, Irlanda) erosi dizkiogu eta hiruren purutasuna %95a

baino altuagoa da. Sodio sulfato anhidroa (oso purua) Panreac-i (Bartzelona,

Espainia) erosi diogu. Sep-Pak® Plus Florisil® kartutxoak Waters-i (Milford, MA,

EEBB) erosi dizkiogu. Disoluzioak guztiak 4°C-tan eta ilunpetan gorde ditugu.

Beirazko materiala guztia A gradukoa da eta laborategiko tenperaturatan kalibratu

dugu.

Optimizazio-esperimentuetarako, BPKak kontzentrazio ezezagunean dituen

lurzorua erabili dugu (Adirondack S.A., Zamudio, Bizkaia). Disoluzio

estandarreko BPKen erretentzio-denborarekin eta masa-espektroekin bat datozen

BPKen (KB-101-aren, KB-153-aren, KB-138-aren eta KB-180-aren) kontzentrazioa

neurtu dugu eta bai MBEaren eta Soxhlet erauzketaren optimizazioa lau BPK


_____106_____

hauekin aurrera eraman dugu. Garatutako bi metodoen eraginkortasuna

neurtzeko, 481 EME BCR-tik (Brusela, Belgika) industria-lurra lortu dugu.


GK/MEaren kalibrazio-kurba ezartzeko, 37 eta 418 ng mL-1-eko

kontzentrazioko disoluzio estandarren bolumen desberdinak injektatuz (1-3 µL

tartean) 5 puntutako kalibrazioa egunero egin dugu. Lau erauzien injekzioaren

ostean, GK/MEaren erantzunean aldaketarik eta oroimen-tontorrik ez daudela

frogatzeko, kalibrazio-puntu bat eta zuri bat injektatu ditugu. Kromatografia-

tontorren azalerak erregresio linealaren bidez doitu eta emaitzak 5.3. taulan bildu

ditugu. Koantifikaziorako, maila anitzdun kalibrazioaren batez besteko erantzun-

faktoreak erabili ditugu.

5.1. taula BPKen GK/MEaren analisiarako kalibrazioaren parametro

estatistikoak.

Parametroak

KB-8 KB-28 KB-20 KB-52 KB-35 KB-101 KB-118 KB-153 KB-138 KB-180

Tarte lineala (pg)

64-1920

40-1200

40-1200

40-1200

50-1488

28- 840 31- 936 28- 840 26- 792 22- 648

r2 0.999 0.998 0.999 0.998 0.993 0.994 0.997 0.998 0.999 0.998

Detekzio-mugaa (pg)

32 30 23 28 97 50 42 27 20 21

Injekzioen arteko % DEE puntu baxuena

2.9 4.6 6.6 5.6 3.7 4.6 6.7 5.9 4.7 3.6

Injekzioen arteko % DEE puntu altuena

6.6 5.4 6.5 4.8 7.3 4.6 5.3 5.4 6.8 6.7

a Detekzio-muga estimatzeko kalibrazio-kurbaren desbideratze estandar osoaren

hirukoitza erabili dugu.

___________________________________________________________________ 5. atala

_____107_____

Erauziak Hewlett-Packard (Avondale, PA, EEBB) Model 6890 Series




lodierako geruzadun TRB-1701 (Tracer, Sant Cugat del Vallés, Espainia) zutabe

kapilarean injektatu ditugu. Zutabearen tenperatura 80°C -tan mantendu dugu 1

min-tan zehar; ondoren, 25°C min-1 -eko abiadurarekin 170°C-tara igo arazi; 3°C

min-1-eko abiadurarekin 260°C-tara igo arazi eta, azkenik, 260°C-tan 7 min-tan

zehar mantendu dugu. Gas garraiatzaile gisa N-50 (%99.999) kalitateko helioa

erabili dugu, fluxua 2.07 mL min-1-ekoa eta zutabearen buruan presioa 20 psi-koa

izanik. 1-3 µL-ko injekzio- bolumenak banaketa gabeko moduan erabili ditugu eta

injekzio-tenperatura 270°C-tan mantendu dugu. Datu koantitatiboak lortzeko

masa-espektrometroa ioi bakarreko monitorizazio moduan (IBM moduan) jarri eta

m/z balio hauexek jarraitu ditugu: 222, 224 KB-8-rako, 256, KB-28-rako, 256, 258

KB-20-rako, 292, 220 KB-52-rako, 256, 258 KB-35-erako, 324, 326 KB-101-erako, 324,

326 KB-118-rako, 360, 632 KB-153-rako, 360, 362 KB-138-rako eta 394, 396 KB-180-

rako. Instrumentua egunero kalibratu dugu perfluorotributilaminarekin

(PFTBArekin). GK/MEaren (gas-kromatografo/masa-espektrometroaren)

erantzun hoberena lortzeko, diseinu konposatu zentrala erabiliz, zatiketa-

denboraren (min), elekroien energiaren (eV) eta gainpotentzialaren optimizazioa

egin dugu.


5.3.1. BPKen elektroien talken bidezko masa-

espektrometriaren optimizazioa

BPKen elektroien talken bidezko masa-espektrometriaren bidezko

optimizaziorako diseinu konposatu zentralaren hurbilketa erabili dugu. Aztertu


_____108_____

ditugun aldagaiak hauexek izan dira: elektroien energia (eV), zatiketa gabeko

denbora (min) eta masa-espektrometroaren kalibraziotik lortutako voltaiari

ezarritako gainpotentziala (V). Azkerta hau diseinu konposatu zentralaren bidez

burutu eta erdiko puntua hiru aldiz errepikatu da. 5.2. taulan saioen diseinuaren

matrizea eta hamar BPKtarako lortutako erantzunak bildu ditugu.

5.2. taulako datuak NLREG [12] erregresio ez-linealen analisirako

programaren bidez egin dugu. Diseinu konposatu zentralaren ekuaziorik

orokorrena (5.1) ekuazioan ikus daiteke:

Y x x x x x x xx x x x x x x x

= + + + + + +

+ + + +

β β β β β β

β β β β β0 1 1 2 2 3 3 1 2 1 2 1 3 1 3

2 3 2 3 1 1 12

2 2 22

3 3 32

1 2 3 1 2 3

(5.1)

non x1 elektroien energia (eV), x2 zatiketa-denbora (min) eta x3 gainpotentziala

diren. KB-8-rako, KB-52-rako eta KB-180-rako NLREG-ek itzulitako balioak 5.3.

taulan bildu ditugu. Ikus daitekenez, erabilitako tarte esperimentalean BPKen

analisian zatiketa-denborak izan ezik, beste aldagai biek (elektroien-energiak eta

gainpotentzialak) eragina daukate. 5.2. irudian diseinu konposatu zentralean

lortutako erantzun-gainazala ikus daiteke. Zenbat eta gainpotentziala altuagoa

izan, gero eta handiago da erantzuna eta, gainpotentzialaren edozein baliotarako,

elektroien energiaren balio ertainetan erantzun maximoa aurkitu dugu.

5.2. taula Elektroien bidezko masa-espektrometriaren optimizaziorako eraiki

dugun diseinu konposatu zentralaren matrizea eta erantzunen balioak.

# Datuen matrizea Erantzuna

eV min V KB-8 KB-28 KB-20 KB-52 KB-35 KB-101 KB-118 KB-153 KB-138 KB-180

1 35 1.25 94 457292 256245 193855 110600 252600 71715 74208 76714 47905 46460

2 45 1.25 94 596003 328403 243142 138401 322048 91027 90311 97079 61591 59717

3 35 2.75 94 459631 245554 182861 118115 236056 81178 77712 84196 52637 48849

4 45 2.75 94 553240 291617 213436 136198 278316 93174 88339 96146 60446 54881

___________________________________________________________________ 5. atala

_____109_____

5 35 1.25 307 830008 491672 363331 257567 462616 203812 190113 214476 136454 119475

6 45 1.25 307 1186534 623493 462059 315475 575333 233929 218818 242643 152618 136448

7 35 2.75 307 913844 483791 358104 255153 452271 207313 189783 222299 138503 128788

8 45 2.75 307 1189171 617159 455541 311813 569396 240285 216691 250679 158272 145912

9 49 2.00 189 783558 399204 294185 200046 354111 153060 136391 159632 98874 90359

10 31 2.00 189 452291 234700 174918 127610 217424 109681 96307 113982 72216 69524

11 40 3.30 189 1016401 565848 418307 267388 522364 222564 200930 196416 120795 138132

12 40 0.70 189 965024 533336 398575 255034 488501 212681 183937 188058 117557 133920

13 40 2.00 402 2112856 1181354 884995 569647 1092704 478078 413942 419950 272644 299922

14 40 2.00 0 417247 225331 165840 106013 203364 90139 75904 80834 49731 58966

15 40 2.00 189 890315 496969 369202 236448 454937 202707 173053 182724 112303 130524

16 40 2.00 189 892158 498193 367550 238203 451933 201879 168920 181959 112908 128196

17 40 2.00 189 873617 485226 360034 231999 438973 198829 160336 177734 110256 127545

Baldintza optimoak MultiSimplex [13] programan inplementatutako

simplex [14] metodoarekin determinatu ditugu. Helburu honekin, 5.3. taulako

datuak EXCElaren orrian sartu eta MultiSimplex programak proposatutako

baldintza bakoitzerako BPK bakoitzaren erantzuna kalkulatu dugu. Alde batetik,

MultiSimplex programak ahalik eta gainpotentzial altuenak proposatu ditu.

Potentziala 400 V baino gehiago gehitzea komenigarria ez denez, gainpotentziala

400 V-etan finkatu dugu. Bestalde, MultiSimplex programak 41-42 eV bitarteko

elektroi-energiak proposatu ditu.

5.3. taula Elektroien talkaren bidezko masa-espektrometriaren

optimizaziorako eraikitako diseinu konposatu zentralerako lortutako parametroen

balioak.

β0 β1 β11 β33 r2

KB-8 -7 x 106 4 x 105 -4 x 103 7.90 0.894

KB-52 -2 x 106 9 x 104 -1 x 103 2.26 0.915

KB-180 -1 x 106 6 x 104 -740 1.15 0.855


_____110_____

Emaitza hauek grafikoki lortutakoekin bat datoz eta ondorioz BPKen

elektroien talken bidezko masa-espektrometriaren bidezko determinaziorako

baldintza optimoak 400 V-eko gainpotentziala, 41-42 eV-eko elektroien energian

eta 2 min-ko zatiketa-denboran ezarri dugu. Zatiketa gabeko denboraren balioa

arbitrarioki ezarri dugu, erantzun-gainazalak aldagai honekiko menpekotasunik

ez baitu (β2 = β22 = β123 = 0).

0 100 200 300 4003035404550

0.0E+005.0E+041.0E+051.5E+052.0E+052.5E+053.0E+05

erantzuna

gainpotentziala

elektroien energia

5.2. irudia Elektroien talken bidezko masa-espektrometriaren optimizazioan

lortutako KB 180-aren erantzun-gainazala.

5.3.2. Faktore-diseinu zatikatua mikrouhinen bidezko

erauzketarako

Mikrouhinen bidezko erauzketaren optimizaziorako eraikitako faktore-

diseinu zatikatuan kontuan hartu ditugun aldagaiak hauexek izan dira: erauzketa-

presioa, mikrouhin-potentziaren portzentaia, erauzketa-denbora, disolbatzailearen

bolumena eta azetona:n-hexano nahastearen azetona portzentaia bolumenetan.

___________________________________________________________________ 5. atala

_____111_____

Diseinu honen helburua MBEan eragina duten aldagaiak ezagutzea, hots, zein

aldagaik faktoreak diren aztertzea da. Bi mailako faktore-diseinuaren esperimentu

kopurua handia da (25) eta horregatik zatikapen-maila bi sartu eta azetona-

portzentaia eta disolbatzailearen bolumena, 5.2. eta 5.3. ekuazioetan adierazita

dagoen moduan, beste hiru aldagaien (presioaren, denboraren eta potentziaren)

konbinazio bezala definitu ditugu.

azetona-portzentaia ≡ presioa × denbora × potentzia

(5.2)

bolumena ≡ presioa × denbora (5.3)

Azetona-portzentaia eta disolbatzailearen bolumena zatiketarako aukeratu

ditugu, a priori, beste hiru aldagaiekin (presioarekin, denborarekin eta

potentziarekin) interakzio gutxien dituzten aldagaiak baitira. Zortzi

esperimentutako bi mailako faktore-diseinu zatikatua, gehi erdiko hiru puntu

aukeratu ditugu. Kalibraziorako BPKen erretentzio-denborarekin eta masa-

espektroekin bat datozen BPKen (KB-101-aren, KB-153-aren, KB-138-aren eta KB-

180-aren) kontzentrazioa jarraitu dugu. Lau BPK hauen benetazko kontzentrazioa

ezezaguna denez, 5.4. ekuazioan adierazi den bezala, datuak normalizatu ditugu.

Diseinuaren matrizea eta 11 saioen emaitza normalizatuak 5.4. taulan bildu

ditugu.

Balio normalizatua = ( )x xs

i − (5.4)

non xi BPK baten eta saio baten kontzentrazioaren balioa, x BPK bakoitzaren 11

saioen batez besteko balioa eta s saioen guztien desbideratze estandarra diren.

5.5. ekuazioan faktore-diseinu zatikaturako idatz daitekeen funtziorik

orokorrena adierazi dugu.


_____112_____

Y x x x x x x xx x

= + + + + ++

β β β β β ββ

1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 13 1 3

23 2 3

(5.5)

non x1 presioa, x2 erauzketa-denbora, x3 potentzia-portzentaia, x4 azetona-

portzentaia eta x5 disolbatzailearen bolumena diren. Balioak normalizatuta

daudelako β0 parametroa ez dugu 5.5. ekuazioan sartu. 3. atalean azaldu

genuenez, azetona-portzentaia eta disolbatzailearen bolumena beste hiru

aldagaien konbinazio bezala definitu ditugulako (ikus 5.2. eta 5.3. ekuazioak), β12

eta β24 parametroak ez ditugu ekuazioan sartu.

5.4. taula BPKen mikrouhinen bidezko erauzketaren (MBEaren)

optimizaziorako faktore-diseinu zatikatuaren matrizea eta balio normalizatuak.

# Diseinuaren matrizea Balio normalizatuak

Presioa(psi)

Denbora(min)

Potentzia (%)

Azetona (%)

Bolumena(mL)

KB-101 KB-153 KB-138 KB-180

1 16 16.5 44 30 30 -1.667 -1.343 -1.366 -1.567

2 26 16.5 44 70 15 -0.091 -0.761 -0.900 -0.774

3 16 33.5 44 70 15 -0.176 -0.237 -0.469 -0.382

4 26 33.5 44 30 30 -0.468 -0.447 -0.588 -0.538

5 16 16.5 70 70 30 -0.910 -0.910 -0.607 -0.604

6 26 16.5 70 30 15 -1.165 -0.342 -0.119 -0.522

7 16 33.5 70 30 15 -0.467 0.243 0.100 -0.097

8 26 33.5 70 70 30 0.449 -0.197 -0.249 -0.121

9 21 25 57 50 20 0.958 -0.379 -0.253 0.171

10 21 25 57 50 20 0.846 0.825 1.051 1.237

11 21 25 57 50 20 1.578 2.091 2.215 1.894

Faktore-diseinu zatikaturako lortutako parametroetatik potentzia-

portzentaiak erauzketaren eraginkortasunean eraginik ez duen aldagai bakarra

dela lor dezakegun ondorio bakarra da (β3 = 0 eta β13 eta β23 magnitude berdina

___________________________________________________________________ 5. atala

_____113_____

baina aurkako ikurra). Beste lau aldagaiak (presioa, erauzketa-denbora, azetona-

portzentaia eta disolbatzailearen bolumena) lau BPKen erauzketa-prozesuan

faktoreak dira. Gainera, parametroek ikur eta magnitude berdina dute.

5.3.3 Diseinu konposatu zentrala mikrouhinen bidezko

erauzketarako

Faktore-diseinu zatikatutik potentzia-portzentaia haren erdiko balioan

(%57ko portzentaian) finka dezakegu. Diseinu konposatu zentrala eraikitzeko

bigarren aldagai bat finkatu beharko genuke. Hasieran, azetona-portzentaia balio

altu batean finkatzea pentsatu dugu, disolbatzaileen nahaste polarrak MBEan

eraginkorragoak baitira [15,16]. Disolbatzailearen bolumen handiak erabili

ditugunean, ordea, laginak sistematikoki lehortu zaizkigu. Honen arrazoia zera

izan daiteke: disolbatzaile polarraren bolumenaren eta lagin solidoaren arteko

erlazio altua. Egoera hauetan, lagin solidoak ezik, disolbatzaileak zurgatuko du

mikrouhin-energia gehiena [16]. Ondorioz, disolbatzailearen bolumena 15 mL-tan

finkatu dugu eta diseinu konposatu zentrala eraiki dugu beste hiru aldagaiekin:

erauzketa-ontziaren barruko presioa, erauzketa-denbora eta azetona-potzentaia

azetona:n-hexanoaren nahastean. Bi mailako faktore-diseinua, gehi izar

ortogonaleko diseinu konposatua, gehi erdiko bi puntuko matrizea eraiki dugu.

5.5. taulan matrizearen diseinua eta saio bakoitzeko normalizatutako

kontzentrazioen balioak bildu ditugu.

Aurretik aipatutako metodologia berdina jarraituz, 5.5. taulako datuak

NLREG programaren bidez tratatu ditugu. 5.6. ekuazioan diseinu konposatu

zentralaren funtzio orokorrena adierazi dugu:

Y x x x x x x x x xx x x x x x= + + + + + +

+ + +

β β β β β β

β β β β1 1 2 2 3 3 12 1 2 13 1 3 23 2 3

11 12

22 22

33 32

123 1 2 3

(5.6)


_____114_____

x1 erauzketa-ontziaren barruko presioa, x2 erauzketa-denbora eta x3 azetona-

portzentaia da. Kontzentrazioaren balioak normalizatuak daudelako, β0 terminoa

ez dugu 5.6. ekuazioan sartu. 5.6. taulan NLREG programaren bidez lortutako

parametroak bildu ditugu. Faktore-diseinu zatikatuan gertatu den bezala, lau

BPKen parametroek magnitude eta ikur berdina dute.

5.5. taula BPKen MBEaren optimizaziorako eraikitako diseinu konposatu

zentralaren matrizea eta balio normalizatuak.


Presioa (psi)

Denbora (min)

Azetona (%)

KB-101 KB-153 KB-138 KB-180

1 16 16.5 50 -0.630 -0.800 -0.801 -0.763

2 26 16.5 50 -1.314 0.798 0.658 0.944

3 16 33.5 50 0.382 -0.047 -0.223 -0.213

4 26 33.5 50 -0.116 -0.711 -0.854 -0.878

5 16 16.5 70 0.254 -0.103 -0.088 -0.052

6 26 16.5 70 1.982 2.216 2.201 2.351

7 16 33.5 70 1.562 1.575 1.665 1.546

8 26 33.5 70 0.401 0.279 0.320 0.581

9 30 25.0 60 0.031 0.099 0.185 0.165

10 13 25.0 60 -1.095 -1.161 -1.152 -1.927

11 21 40.0 60 0.942 0.623 0.640 0.319

12 21 10.0 60 -0.523 -0.748 -0.809 -0.923

13 21 25.0 77 0.228 -0.310 -0.323 -0.614

14 21 25.0 33 -1.922 -1.817 -1.687 -1.494

15 21 25.0 60 -0.089 0.169 0.192 0.015

16 21 25.0 60 -0.092 -0.069 0.077 -0.058

5.6. taula BPKen MBEaren optimizaziorako eraikitako diseinu konposatu

zentralerako lortutako parametroen balioak.

___________________________________________________________________ 5. atala

_____115_____

β1 β2 β3 β22 β13 β23 β123 r2

KB-101 -0.295 a -0.056 0.0039 0.0089 -0.00013 0.81

KB-153 -0.138 -0.175 0.0082 0.0086 -0.00029 0.81

KB-138 -0.143 -0.172 0.0081 0.0086 -0.00026 0.80

KB-180 -0.136 -0.169 0.0081 0.0083 -0.00028 0.80

a Parametroa eredutik kendu dugu.

Baldintza optimoak MultiSimplex programan inplementatutako simplex

metodoa erabiliz balioztatu ditugu. Baldintza optimo hauek lortu ditugu: %57ko

potentzia-portzentaian eta 21 psi-tan 40 min-tan zehar 74:26 (b/b) azetona:n-

hexanoaren nahastearen 15 mL-rekin erauzketa.

5.3.4. Diseinu konposatu zentrala presiopeko jariakinen

bidezko erauzketarako

Bi mailako faktore-diseinua, gehi izar ortogonaleko diseinu konposatua,

gehi erdiko bi puntuko matrizea eraiki dugu eta aldagaiak hauexek izan dira:

presioa, erauzketa estatikoaren denbora eta tenperatura. 5.7. taulan diseinuaren

matrizea eta saio bakoitzaren kontzentrazioen balio normalizatuak bildu ditugu.

5.7. taulako datuak NLREG programaren bidez analizatu ditugu eta 5.7.

ekuazioan diseinu konposatu zentralerako ekuazio orokorrena adierazita dator:

Y x x x x x x x x xx x x x x x= + + + + + +

+ + +

β β β β β β

β β β β1 1 2 2 3 3 12 1 2 13 1 3 23 2 3

11 12

22 22

33 32

123 1 2 3

(5.7)

x1 presioa, x2 erauzketa denbora eta x3 tenperatura da. Kontzentrazioaren balioak

normalizatuak daudelako, β0 terminoa ez dugu sartu 5.7. ekuazioan.

NLREG programak itzulitako parametroak 5.8. taulan bildu ditugu. Ikus

daitekenez, hiru aldagaiek (presioak, erauzketa-denborak eta tenperaturak)


_____116_____

erauzketa-prozesuan eragina dute. β2 parametroa (erauzketa estatikoaren

denboraren parametroa) izan ezik, eredutik kendu ez diren parametroek ikur eta

magnitude berdina daukate KB guztietarako. β2 parametroak aurkako ikurra

dauka KB-101-erako eta KB-138-rako. NLREG programatik lortutako

parametroetatik aldagai bakoitzak erauzketa-prozesuaren eraginkortasunean

nolako eragina duen ikustea zaila da. Gainera, erauzketa prozesuaren

optimizazioaren helburua analito guztietarako baldintza optimo orokorrak

aurkitzea denez, berriro ere baldintza optimoak definitzeko MultiSimplex

programa erabili dugu. Simplex-ek aztertutako lau BPKen erauzketarako baldintza

optimoak hauexek direla proposatu du: 2100 psi-ko presiopean eta 100°C-tan 13

min-ko erauzketa. Baldintza optimizatuak eta EPAren 3545 metodoak [17]

proposatutako baldintzak (1500-2000 psi-ko presiopean eta 100°C-tan 5 min-ko

erauzketa) berdintsuak dira.

5.7. taula BPKen PJBEaren optimizaziorako eraikitako diseinu konposatu

zentralaren matrizea eta balio normalizatuak.


Presioa (psi)

Denbora (min)

Tenperatura (%)

KB-101 KB-153 KB-138 KB-180

1 1300 5 95 0.683 -0.019 0.691 0.214 2 2100 5 95 1.043 -1.673 0.909 -0.265 3 1300 13 95 0.563 1.460 1.210 0.710 4 2100 13 95 2.146 1.678 2.062 1.880 5 1300 5 155 0.202 0.416 0.146 -0.151 6 2100 5 155 -0.437 -0.698 -0.508 -0.615 7 1300 13 155 0.426 0.568 -0.281 0.262 8 2100 13 155 -1.486 -0.948 -1.239 -1.624 9 2400 9 125 0.238 0.653 -0.231 0.873

10 1000 9 125 -0.950 -0.115 -0.417 -0.384 11 1700 16 125 -0.510 -0.783 -0.656 -0.424 12 1700 2 125 -1.817 -1.449 -1.978 -1.838

___________________________________________________________________ 5. atala

_____117_____

13 1700 9 180 -0.904 -0.097 -0.625 -0.876 14 1700 9 70 0.387 0.995 0.665 1.458 15 1700 9 125 -0.009 -0.059 -0.142 0.219 16 1700 9 125 -0.487 -0.126 -0.232 -0.313

5.8. taula BPKen PJBEaren optimizazioan lortutako parametroak.

β1 β2 β3 β22 β33 β12 β23 β1 r2

KB-101 a -0.806 0.0006 0.0050 -3.6e-6 0.75

KB-153 -0.002 -0.015 0.0001 0.0005 -1.9e-6 0.74 KB-138 0.427 0.036 -0.021 0.0001 0.0002 -1.4e-6 0.85 KB-180 -0.001 -0.024 0.0004 0.0018 -1.9e-6 0.81


5.2.5. Faktore-diseinu osoa Soxhlet erauzketarako

BPKen Soxhlet erauzketaren optimizazioan azetona-portzentaia eta

erauzketa-denbora aztertu ditugu eta, horretarako, bi mailako faktore-diseinu

osoa, gehi erdiko hiru puntu erabili ditugu. Diseinuaren matrizea eta zazpi saioen

emaitzak 5.9. taulan bildu ditugu.

5.8. ekuazioan faktore-diseinu osoari dagokion funtzio orokorra daukagu.

Y x x x x= + +β β β1 1 2 2 12 1 2 (5.8)

x1 erauzketa-denbora eta x2 azetona-portzentaia da.

5.9. taula BPKen Soxhlet erauzketaren optimizaziorako eraikitako faktore-

diseinu osoaren matrizea eta balio normalizatuak.


_____118_____

# Diseinuaren Matrizea Balio normalizatuak

Denbora (h) Azetona (%) KB-101 KB-153 KB-138 KB-180

1 8 25 -1.297 -1.420 -1.537 -1.484

2 24 25 -0.783 -0.897 -0.859 0.795

3 8 75 0.208 0.466 1.230 0.422

4 24 75 1.872 1.791 -0.299 1.924

5 16 50 0.279 0.353 1.105 0.349

6 16 50 0.473 -0.419 -0.119 -0.284

7 16 50 0.298 0.357 1.094 0.078

NLREG programaren bidez lortutako parametroekin 5.3. irudian KB-101-

aren erantzun-gainazalaren hiru dimentsiotako grafikoa eraiki dugu. Erauzketa-

denbora luzeek eta azetona-portzentaia altuek erauzketaren etekinak hobetu

dituztela ikus daiteke. Disolbatzaileen nahastean disolbatzaile polarraren

gehiketak BPKen erauzketaren eraginkortasuna handitu du [3]. Beraz, 24 ordutan

zehar (75:25 b:b) azetona:n-hexanoaren 200 mL-rekin erauztean baldintza

optimoak lortu ditugu. Beste hiru BPKek joera antzekoa dute.

5.3.5. MBEaren errepikakortasunaren ebaluazioa

BPKen MBEaren errepikakortasuna aztertzeko hiru egunetan zehar bost

lagin egunero baldintza optimoetan [(74:26 b/b) azetona:n-hexano nahastearen 15

mL-tan 21 psi-ko presiopean eta %47ko potentzia-portzentaian 40 min-tan] erauzi

ditugu. Hiru egun horietan lortutako emaitzak 5.10. taulan bildu ditugu.

___________________________________________________________________ 5. atala

_____119_____

25 35 45 55 65 758

1420

-1-0.50

0.51

1.52

2.5

balio normalizatuak

% azetona

t(h)

5.3. irudia KB-101-aren Soxhlet erauzktarako faktore-diseinu osotik lortutako

erantzun-gainazala.

5.10. taulako emaitzak analisi-bariantzaren bidez analizatu ditugu. %95eko

konfidantza-mailan, KB-101-ak eta KB-138-ak ez dute desberdintasun nabarmenik

erakutsi, ez egun berean erauzitako laginen artean, ezta egun desberdinetakoen

artean ere (ikus 5.11. taula). KB-180-ak egun bereko laginetan eta KB-153-ak

egunen desberdinetako laginen artean desberdintasun nabarmenak erakutsi

dituzte.

5.10. taula Hiru egunetan zehar MBEaren bidez erauzitako BPKen 15 laginen

kontzentrazioa (µg g-1).

# KB-101 KB-153 KB-138 KB-180

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 183 183 183 786 772 714 919 894 868 843 877 868


_____120_____

2 181 171 163 749 689 682 864 793 785 785 684 675

3 194 168 170 794 641 664 912 825 784 864 818 760

4 178 168 188 702 692 677 815 813 879 774 756 843

5 184 174 176 757 722 684 878 825 829 816 716 786

5.11. taula Konposatuen F parametroaren balioak egunean eta egunen artean

eta F parametroaren balio kritikoak.

F egunean F egunen artean

KB-101 0.76 2.76

KB-138 2.01 2.93

KB-180 4.04 1.25

KB-153 2.12 7.46

Balio kritikoak

3.84 4.46

Aurreko ataletan aipatu dugun bezala, bariantza osoa analisiaren

bariantzaren eta, egun bereko eta egun arteko bariantzen batura bezala adieraztea

erabaki dugu.


sosoa2 bariantza osoa, sa

2 analisiaren bariantza, sbereko2 egun bereko bariantza eta

sarteko2 egunen arteko bariantza da.



desbideratze erlatibo osoak 5.12. taulan bildu ditugu. DEEaren (desbideratze

estandar erlatiboaren) balioak egokiak dira BPK guztietarako.

___________________________________________________________________ 5. atala

_____121_____

5.12. taula Analisiaren desbideratze erlatiboak, egun bereko desbideratze

erlatiboak, egunen arteko desbideratze erlatiboak eta desbideratze erlatibo osoak

BPKen MBErako.

DEE (%)

Konposatua analisia egun berean egunen artean osoa

KB-101 1.8 4.1 3.3 5.5 KB-153 1.2 3.4 5.6 6.6 KB-138 6.1 4.9 3.3 8.2 KB-180 5.1 8.2 3.0 9.8


erkaketa

BPKen MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet erauzketaren erkaketa egiteko 481

EMEaren bost lagin MBEaren eta PJBEaren baldintza optimoetan [(74:26 b/b)

azetona:n-hexano nahastearen 15 mL-tan, 21 psi-ko presiopean, %47ko potentzia-

portzentaian eta 40 min-tan zehar eta 2100 psi-ko presiopean eta 100°C-tan 13 min-

ko erauzketa, hurrenez hurren] eta beste hiru Soxhlet erauzketaren baldintza

optimoetan [(75:25 b/b) azetona:n-hexano nahastearen 200 mL-tan 24 ordutan

zehar] erauzi ditugu. MBEren bidez erauzitako 481 EMEaren laginak baldintza

optimoetan bererauzi ditugu. Lehen eta bigarren erauzketei dagozkien

kromatogramak 5.4. irudian bildu ditugu eta, ikus daitekeenez, bigarren erauzketa

ez da beharrezkoa.

5.13. taula Lur egiaztatutuaren (481 EMEaren) bost laginen kontzentrazioak

(µg g1-) eta %DEEak.

PJBE MBE Soxhlet Balio egiaztatua

K (µg g-1) %DEE K (µg g-1) %DEE K (µg g-1) %DEE K (µg g-1) %DEE


_____122_____

KB-101 33±2 6.06 37±1 2.70 32±7 21.87 37±3 8.11

KB-118 12±2 16.66 10±1 10.00 9.0±0.4 4.44 9.0±0.7 7.77

KB-153 128±12 9.36 129±9 6.98 111±10 9.01 137±7 5.11

KB-180 130±7 5.38 121±6 4.96 114±14 12.28 124±6 4.84

___________________________________________________________________ 5. atala

_____123_____

(a)

(b)

5.4. irudia 481 EMEaren MBEren lehen (a) eta bigarren (b) erauzketen ioi

bakuneko monitorizazioren bidez lortutako kromatogramak.

481 EMEan agertu diren BPKtatik KB-101-aren, KB-118-aren, KB-153-aren

eta KB-180-aren kontzentrazioak determinatu ditugu. MBEaren, PJBEaren eta

Soxhlet erauzketaren bidez lortutako emaitzak eta balio egiaztatuak 5.13. taulan

bildu eta 5.5. irudian erkatu ditugu. MBEaren eta PJBEaren bidez lortutako balioak

eta balio egiaztatuak bat datoz. Soxhlet erauzketaren bidez lortutako etekinak

baxuagoak baina, hala ere, MBEaren eta PJBEaren bidez lortutako etekinekiko

konparagarriak dira.


_____124_____

0

20

40

60

80

100

120

140

160

KB-101 KB-118 KB-153 KB-180

K (ug g-1)MBE

Soxhlet

balio egiaztatua

PFBE

5.5. irudia PJBEaren, MBEaren eta Soxhlet erauzketaren bidez lortutako

emaitzen eta 481 EME industria-lur egiaztatuaren balioen erkaketa.

5.4. Bibliografia




LLC, Boca Raton, Florida, 1997.

[3] SMEDES F. eta de Boer J., Trends in Anal. Chem., 1997, 16(9), 503.

[4] LOPEZ-AVILA V., Young R., Benedicto P., Ho P., Kim R. eta Beckert W.F.,

Anal. Chem., 1995, 65, 2096.

[5] LOPEZ-AVILA V., Young R. eta Beckert W.F., Environ. Sci. Technol., 1995,

29, 2709.

___________________________________________________________________ 5. atala

_____125_____

[6] RICHTER B.R., Jones B.A., Ezzell J.L., Porter N.L., Avdalovic N. eta Pohl C.,

Anal. Chem., 1996, 68, 1033.

[7] PYLE S.M. eta Setty M.M., Talanta, 1991, 38, 1125.

[8] DAVID F., Verschuere M. eta Sandra P., Fresenius J. Anal. Chem., 1992, 344,

479.

[9] BOWADT S. eta Johansson B., Anal. Chem., 1994, 66, 667.

[10] BOWADT S., Johansson B., Wunderli S., Zennegg M., de Alencastro L.F. eta

Grandjean D., Anal. Chem., 1995, 67, 2424.

[11] YANG Y., Bowadt S., Hawthorne S.B. eta Miller D.J., Anal. Chem., 1995, 67,

4571.

[12] SHEROD P.H., NLREG-Nonlinear Regression Analysis Program, Nashville,

1995.

[13] BERGSTRÖM & Öberg MultiSimplex (1.0 version), Gullberna Park,




1897.

[16] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A., Cela R., Paré J.R.J., Analyst, 1997,

122, 133.

[17] Test Methods for Evaluating Solid Waste, EPA SW-843, 3. edizioa, Update

III US GPO, Washington DC, 1995.eko uztaila.

6. HZH Isomeroen MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet Erauzketaren Optimizazioa eta Erakaketa

6.1. Sarrera

M unduko bigarren gerratean zehar, ziklohexanoaren deribatu bat

sintetizatu zen, 1,2,3,4,5,6-hexakloroziklohexanoa (HZH) hain zuzen

ere, non ziklohexanoaren karbono bakoitzaren hidrogeno bat kloro atomo batez

ordezkatua zegoen. Intsektu desberdin askoren aurkako intsektizida eraginkorra

zela aurkitu zuten. Izatez, formula hau duten zortzi isomero daude eta euren

arteko desberdintasun bakarra karbono desberdinei lotutako kloro atomoen

orientazio erlatiboan datza [1]. 6.1. irudian HZHaren egitura ikus dezakegu.

ClCl Cl

ClClCl

H

HH

HH

H

6.1. irudia γ-HZHaren egitura.

Munduko bigarren gerratearen ondoren, isomero gehienen nahaste

komertziala moskitoen kontrolerako erabili ohi zen nekazaritzan. 1970.eko

hamarkadaren ostean eta haren toxikotasuna eta biometatzeko joera ikusita,

isomeroen nahastearen erabilera murriztu da. Ikerketen arabera, zortzi

isomeroetatik hilgarria den isomeroa bakarra dela adierazi dute: Lindano

____125____

HZHen MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet erauzketaren optimizazioa eta

erkaketa_______________

izenarekin saltzen den gamma isomeroa, hain zuzen ere. Lindanoa intsektizida-

ezaugarriak dituen eta gamma-hexakloroziklohexanotan %99a baino eduki

altuago duen konposatuari eman zaion merkatal izena da. Umeen zorriak, hazteria

kentzeko eta zenbait haziren eta hazitoki-landareen tratamendurako erabilia den

prestaketa komertzialen osagai aktiboa da [1].

_____126_____

__________________________________________________________________ 6. atala

HZ Hez kutsatutakolurzoru erreala

Erkaketa

Baldintzaoptimoak

Aldagaiakdenborapotentzia %

MBE


Aldagaiakpresioadenborapotentzia %azetona %bolumena

NLREG

Diseinukonposatu

zentrala

NLREGMultiSimplex


egun bereanegun desberdinetan

Soxhlet

Faktore-diseinuosoa

Aldagaiakdenboraazetona %

NLREG

Baldintzaoptimoak


egun berean

PJBE

Diseinu koposatuzentrala

Aldagaiakpresioatenperaturadenbora

NLREGMultiSimplex


egun berean

Baldintzaoptimoak

6.1. eskema α-HZH eta γ-HZH isomeroen MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet

erauzketaren optimizazioan eta erkaketan jarraitutako prozedura.

_____127_____


erkaketa_______________

Zenbait konpania kimikoren azpiproduktoen pilaketaren ondorioz eta,

aginte publikoaren arduragabekeria dela eta, kontrol gabeko isurketen ondorioz,

Euskal Herriko lurzoru kutsatuen atal garrantzitsua lindanoz kutsatutakoek osotu

dute [2]. Gertakizun honek eta lindanoaren zabaltzea ekiditzeko, barreiatutako

lindanozko hondarrak eta lindano purua pilatu eta tratatu ahal izateko,

zabortegietan segurtasun-gune bat eta birziklapenerako lantegia eraiki behar izan

da.

Hau dela eta, Euskal Herriko lurzoruetako lindanoaren determinazioa sarri

egiten da eta, honetan oinarrituz, erauzketa-etaparen optimizazioari ekin diogu

ikerketa honetan.

Lan honetan, α-HZHaren eta γ-HZHaren MBEaren eta PJBEaren

optimizazioa aurrera eramango dugu. Horretarako, HZH isomeroez kutsatutako

lur erreala erabili dugu eta lortutako kontzentrazioak ohiko Soxhlet

erauzketarekin erkatu ditugu. 6.1. eskeman, optimizazioan eta erkaketan

jarraitutako prozedura ikus daiteke.

Bibliografian, HZH isomeroen eta beste zenbait organoklorodun pestiziden

mikrouhinen bidezko erauzketaren (MBEaren) [3-6], presiopeko jariakinen

bidezko erauzketaren (PJBEaren) [7-9] eta jariakin superkritikoen bidezko

erauzketaren (JSBEaren) [10-15] adibideak aurki daitezke.






HZHaren isomeroez kutsatutako lurzoruaren 0.2 g zehazki pisatu, labean gau

_____128_____

__________________________________________________________________ 6. atala

osoan 120°C-tan egon den 2 g sodio sulfato anhidroarekin nahastu eta

koantitatiboki tefloizko erazuketa-ontzira eraman ditugu. Ondoren, lagin

bakoitzari dibutil klorendatoaren eta 2,4,5,6-tetrakloro-m-xilenoaren nahastearen

60 µL eta azetona:n-hexanoaren nahastea gehitu diogu eta, apurketa-mintz berria

jarrita dagoela ziurtatu ondoren, erauzketa-ontzia itxi dugu. Lan honetan

esperimentu bakoitzerako azetonaren ehunekoa n-hexanotan, nahastearen

bolumena, eta erauzketarako presioa, denbora eta potentzia diseinu

esperimentalak zehaztu dizkigu. Erauzketa-baldintzak bi etapatan aurrera eraman

dira. Lehenengo etapan, potentzia osoa erabiliz sistemak diseinu esperimentalak

zehaztutako presioa lortu du; bigarren etapan, aurretik lortutako presioa konstante

mantendu eta potentzia eta erauzketa-denbora diseinuaren arabera programatu

ditugu. Era honetan, laginak nahi dugun presiopean daude erauzketak iraun duen

denbora-tarte osoan. Irradiazio-aldia burutu denean, lagina mikrouhin-labetik

atera eta inguruko tenperaturataraino hoztu arte utzi dugu. Aurrez aldetik

azetona:n-hexano nahastearekin garbituta zegoen beira-artilean zehar erauzia

iragazi eta erauzitako laginaren azetona:n-hexanozko 7-10 mL-ko garbiketarekin

bildu dugu. Erauzia gutxi gorabehera 2 mL-tara nitrogenoarekin kontzentratu

dugu Turbovap LV Evaporator (Zymark, Hopkinson, MA, EEBB) izeneko tresnan.

6.2.2. Erauzien garbiketa

Aldez aurretik 4 mL min-1-eko fluxuko 10 mL n-hexanorekin garbituta

zegoen egokitua dagoen Florisil® erauzia kartutxora isuri dugu. Ondoren, erauzia

∼2 mL min-1-eko fluxua duen n-hexanoaren 10 mL-rekin eluitu dugu. Eluatoa

nitrogenoaren bidez kontzentratu eta 10 mL-ko matraze aforatuan iso-

oktanoarekin diluitu dugu.


_____129_____


erkaketa_______________

PJBE 24 laginetarako karrusela duen ASE-200 (Dionex, CA, EEBB) sisteman

aurrera eraman ditugu. Lurraren 0.2 g pisatu, sodio sulfato anhidroaren 2 g-rekin

nahastu eta altzairu herdoilgaitzezko 11 mL-ko erauzketa-zelulara eraman dugu.

Dibutil klorendato eta 2,4,5,6-tetrakloro-m-xileno pestiziden ordezkoen

nahastearen 60 µL lagin bakoitzean gehitu eta erauzketa-zelula itxi dugu.

Erauzketa-ontzian esekitako hautsik ez biltzeko, erauzketa-zelula bakoitzak

iragaz-papera darama. Erauzketa-zelula karruselean jarri eta diseinu

esperimentalak proposatutako baldintzetan (ikus 6.3. taula) erauzi dugu. Presioa,

erauzketa estatikoaren denbora eta tenperatura aztertu eta erauzketarako

disolbatzailea konstante mantendu dugu [(50:50 b/b) azetona:n-hexano].

Erauzketak bi ziklotan eta garbiketak erauzketa-zelularen bolumenaren %50eko

disolbatzailearen zorrotadarekin egin ditugu. Erauzitako analitoak 90 s-tan zehar

150 psi-ko presiodun nitrogenoarekin purgatu ditugu. Erauzia ∼2 mL-tara

kontzentratu eta 6.2.2. atalean aipatu den bezala garbitu dugu.


Lurraren 0.2 g zehazki neurtu, 2 g sodio sulfato anhidroarekin nahastu eta aurretik

garbitutako paperezko kartutxora eraman ondoren, dibutil klorendatoaren eta 2,4,5,6-

tetrakloro-m-xilenoaren nahastearen 60 µL gehitu ditugu. Laginak 3 ziklo h-1-eko

errefluxuan eta azetona:n-hexanoaren 200 mL-tan erauzi ditugu. Azetonaren ehunekoa n-

hexanotan eta erauzketa-denbora diseinu esperimentalak zehaztu ditu. Ingurugiroko

tenperaturataraino hoztu eta ∼2 mL iso-oktano gehitu ondoren [16], erauziak 50°C-

tan eta presio murriztuan dagoen errotabaporean ∼10 mL-taraino kontzentratu

ditugu. Azken kontzentrazioa nitrogenoaren korronte motelarekin burutu dugu.

Paperezko kartutxoak askatutako partikula finak eliminatzeko, erauzia

zentrifugatu eta ondoren, 6.2.2. atalean aipatu dugun bezala, erauziaren garbiketa

egin dugu.

6.2.5. Erreaktiboak

_____130_____

__________________________________________________________________ 6. atala

10-60 µg mL-1-eko kontzentrazioko pestiziden nahastea duen CL/POC

CromLab-etik (Bartzelona, Espainia) lortu dugu. 250 µg mL-1-eko kontzentrazioan

pestizidak dituen EPA 8080 eta dibutil klorendatoa (1971.3 µg mL-1) eta 2,4,5,6-

tetrakloro-m-xilenoa (2000.1 µg mL-1) dituen EPA 8080/8270 pestiziden ordezkoen

nahastea Supelco-ri (Bellefonte, PA, EEBB) erosi diogu. n-Hexanoa, iso-oktanoa eta

azetona LabScan-i (Dublin, Irlanda) erosi dizkiogu eta bien purutasuna %95 baino

altuagoa da. Sodio sulfato anhidroa (oso purua) Panreac-i (Bartzelona, Espainia)

erosi diogu. Sep-Pak® Plus Florisil® kartutxoak Waters-i (Milford, MA, EEBB) erosi

dizkiogu. Disoluzioak guztiak 4°C-tan eta ilunpetan gorde ditugu. Beirazko

materiala guztia A gradukoa da eta laborategiko tenperaturan kalibratu dugu.

Kutsatutako lurzorua Adirondack B.A.-tik (Teknologia-Elkartegia,

Zamudio, Bizkaia) lortu dugu eta HZH isomeroekin kutsatutako eta kontrol

gabeko leku batean lortu da.



injektore automatikoa erabiliz injektatu eta Hewlett-Pakcard 5989 MS Engine

masa-espektrometrora lotuta dagoen Hewlett-Packard gas-kromatografoan

analizatu ditugu. Laginak 30 m-ko luzera, 0.25 mm-ko barne-diametroa eta 0.25

µm-ko lodierako geruzadun TRB-1701 (Tracer, Sant Cugat del Valles, Espainia)

zutabe kapilarean injektatu ditugu. Zutabearen tenperatura 80°C -tan mantendu

dugu 1 min-tan zehar; ondoren, 25°C min-1 -eko abiadurarekin 170°C-tara igo

dugu; 3°C min-1-eko abiadurarekin 260°C-tara igo dugu eta, azkenik, 260°C-tan 7

min-tan zehar mantendu dugu. Gas garraiatzaile bezala N-50 kalitateko helioa

erabili dugu, fluxua 2.07 mL min-1-ekoa eta zutabearen buruan presioa 20 psi-koa

izanik. 1-3 µL-ko injekzio-bolumenak banaketa gabeko moduan erabili ditugu eta

injekzio-tenperatura 270°C-tan mantendu dugu. Datu koantitatiboak lortzeko,

masa-espektrometroa ioi bakarreko monitorizazio moduan (IBM) jarri dugu eta

_____131_____


erkaketa_______________

jarraitu ditugun m/z balioak hauexek izan dira: 181, 183, 219. Instrumentua

egunero perfluorotributilaminarekin (PFTBA-rekin) kalibratu dugu. 5. atalaren

GK/MEaren (gas-kromatografoa/masa-espektrometroaren) erantzun hoberena

lortzeko eta 5.2.7. atalean azaldu dugun bezala, diseinu konposatu zentrala

erabiliz, zatiketa-denboraren (min), elektroien energiaren (eV) eta

gainpotentzialaren optimizazioa egin dugu.

Lortutako parametroetatik zatiketa-denborak izan ezik, beste bi aldagaiek

(elektroien energiak eta gainpotentzialak) erantzunean eragina dutela ondoriozta

dezakegu. 6.2. irudian α-HZHaren (a) eta γ-HZHaren (b) erantzun-gainazaletan

ikus datekenez, zenbat eta gainpotentziala altuagoa izan erantzuna ere altuagoa da

eta erantzun optimoak 55-70 eV bitartean lotu dira. Ondorengo esperimentuen

kromatogramak 63-eV-etan eta 400 V-etan lortuko ditugu.

35455565750150300

0,00E+002,00E+064,00E+066,00E+068,00E+061,00E+07

Erantzuna

e-energia (eV)

potentziala (V)

35455565750150300

0,00E+002,00E+064,00E+066,00E+068,00E+061,00E+07

Erantzuna

e-energia (eV)

potentziala (V)

(a) (b)

6.2. irudia Elektroien talken bidezko masa-espektrometriaren optimizazioan

lortutako erantzun-gainazalak: (a) α-HZH eta (b) γ-HZH.

GK/MEaren kalibrazio-kurba ezartzeko, 1 eta 10 ng mL-1-eko

kontzentrazioko disoluzio estandarren bolumen desberdinak injektatuz (1-3 µL

tartean) 6 puntutako kalibrazioa egunero egin dugu. Lau erauzien injekzioaren

_____132_____

__________________________________________________________________ 6. atala

ostean eta GK/MEaren erantzunean aldaketarik eta oroimen-tontorrik ez daudela

frogatzeko, kalibrazio-puntu bat eta zuri bat injektatu ditugu. Kromatografia-

tontorren azalerak erregresio linealaren bidez doitu eta emaitzak 6.1. taulan bildu

ditugu. Koantifikaziorako, batez besteko erantzun-faktoreak erabili ditugu.

6.1. taula HZH isomeroen GM/MEaren bidezko analisiaren kalibrazio-

parametro estatistikoak.

Parametroak α-HZH γ-HZH

tarte lineala (ng) 1-30 1-30

r2 0.9998 0.9991

detekzio-mugaa (ng) 0.10 0.03

koantifikazio-muga (ng)

0.34 0.12

a Detekzio- eta koantifikazio-mugak kalibrazio-kurbaren desbideratze estandar

osoaren hiru eta hamar aldiz bezala kalkulatu ditugu, hurrenez hurren.


6.3.1. Mikrouhinen bidezko eruazketaren optimizazioa

Aurreko ataletan azaldu dugun bezala, α- eta γ-HZHaren MBEaren bidezko

optimizazioa aurrera eraman dugu. Lehenengo, erauzketaren etekinean zein

aldagaiek (erauzketa-denborak, erauzketa-ontziaren barruko presioak, mikrouhin-

portentziaren portzentaiak, azetona:n-hexano nahastearen azetona-portzentaiak

eta disolbatzailearen bolumenak) eragina duten aztertzeko, faktore-diseinu

zatikatua eraiki dugu. Faktore-diseinu zatikatuan erauzketa-denborak eta

mikrouhin-potentziaren portzentaiak soilik eragina dutela ikusi dugu eta,

ondorioz, diseinu konposatu zentrala eraiki dugu azken bi aldagai horiekin eta

besteen balio finkoekin [presioa 21 psi, (75:25) azetona:n-hexano nahastearen

_____133_____


erkaketa_______________

10mL]. γ-HZHaren erauzketan eragina duen aldagai bakarra mikrouhin-

potentziaren portzentaia den bitartean, α-HZHaren erauzketan aldagai biek

(mikrouhin-potentziaren portzentaiak eta erauzketa-denborak) eragina dute.

MultiSimplex programaren [17] bidez erantzun-gainazala simulatu eta honako

baldintza optimo amankomunak lortu ditugu: %80ko potentzia-portzentaian eta

21 psi-tan eta 10 min-tan zehar 75:25 (b/b) azetona:n-hexanoaren nahastearen 10

mL-rekin. 6.2. eskeman optimizazioan jarraitu ditugun pausoak laburbildu ditugu.

MBEaren errepikakortasuna aztertzeko, egunero, baldintza optimoetan,

lurzoruaren lau lagin erauzi ditugu eta hori hiru egunetan zehar errepikatu dugu.

Horrela, lortutako emaitzak 6.2. taulan bildu ditugu.

6.2. taulako emaitzak analisi-bariantzaren bidez analizatu ditugu. %95eko

konfidantza-mailan, α-HZHak eta γ-HZHak ez dute desberdintasun nabarmenik

erakutsi, ez egun berean erauzitako laginen artean, ezta egun desberdinetakoen

artean ere.

α-HZHaren eta γ-HZHaren batez besteko kontzentrazioak 370 µg g-1

(%7.9ko DEE) eta 829 µg g-1 (%10.2ko DEE) dira, hurrenez hurren.

_____134_____

__________________________________________________________________ 6. atala


Aldagaiakpresioa (16-26 psi), denbora (16.5-33.5 min),potentzia % (%44-%70), azetona % (%30-%70),bolumena (10-30 mL)

EkuazioaY x x x x x

x x x x= + + + + +

+

β β β β ββ β

1 1 2 2 3 3 4 4 5 5

23 2 3 13 1 3

x1=presioa, x2=denbora, x 3=potentzia,x4=azetona eta x 5=bolumena

NLREGpresioa=21 psi, azet ona %=%75, bolumena =10 mL

Diseinu konposatuzentrala

Aldagaiakdenbora (1 0.3-40 min), potentzia %(%35-%80)

EkuazioaY x x x x x x= + + + +β β β β β1 1 2 2 11 11

222 2

212 1 2

x1=denbora, x2=potentzia

NLREGMultiSimplex

Baldintzaoptimoak

presioa=21 psi, denbora=10 min, potentzia%=%80, azetona%=%75, boluema=10 mL

6.2. eskema α-HZHaren eta γ-HZHaren MBEaren optimizazioan jarraitutako

pausoak.

_____135_____


erkaketa_______________

6.2. taula 3 egun desberdinetan erauzitako hamabi laginen HZH isomeroen

kontzentrazioak (µg g-1).

Eguna α-HZH Eguna γ-HZH

1 2 3 1 2 3

1 392 359 344 856 719 784

2 365 431 373 674 815 950

3 383 309 389 980 850 834

4 361 366 369 837 795 856

F egun bereana 0.42 0.61

F egunen arteanb 0.07 0.44

a F kritikoa = 4.76

b F kritikoa = 5.14

6.3.2. Presiopeko jariakinen bidezko erauzketaren

optimizazioa

α-HZHaren eta γ-HZHaren presiopeko jariakinen bidezko erauzketaren

optimizaziorako diseinu konposatu zentrala eraiki eta presioa (1000-2400 psi),

erauzketa-denbora (2-26 min) eta tenperatura (40-200°C) aztertu dira.

Erauzketarako disolbatzailea bezala (50:50) (b/b) azetona:n-hexano nahastea

erabili dugu. 6.3. taulan lortutako balio normalizatuak bildu ditugu.

6.2. eskemako prozedura neurri handiz jarraituz eta 5. atalean PKBtarako

egin dugun bezala, hiru aldagaiek (presioak, erauzketa-denborak eta

tenperaturak) HZHaren bi isomeroen erauzketan eragina dutela behatu dugu.

Jarraian, erantzun-gainazala MultiSimplex programaren bidezko

simulazioaren bidez analizatu eta baldintza optimo hauek lortu ditugu: (50:50)

_____136_____

__________________________________________________________________ 6. atala

(b/b) azetona:n-hexanoa nahastearekin 16 min-ko erauzketa 120 °C-tan eta 100 psi-

tan.

6.3. taula HZH isomeroen PJBEaren optimizaziorako eraikitako diseinu

konposatu zentralaren matrizea eta balio normalizatuak.


Presioa (psi)

Denbora (min) Tenperatura (°C) α-HZH γ-HZH

1 1300 5 70 -0.470 -1.123

2 2100 5 70 -1.011 -1.595

3 1300 13 70 0.104 0.053

4 2100 13 70 0.229 0.729

5 1300 5 170 1.949 1.499

6 2100 5 170 0.505 0.505

7 1300 13 170 0.812 -0.268

8 2100 13 170 0.248 -0.658

9 2400 9 120 -1.092 -0.728

10 1000 9 120 -0.024 0.531

11 1700 16 120 2.131 2.380

12 1700 2 120 0.351 -0.456

13 1700 9 300 0.080 -0.685

14 1700 9 40 -1.394 -0.619

15 1700 9 120 -0.324 0.590

16 1700 9 120 -0.661 -0.694

17 1700 9 120 -0.104 0.548

Kutsatutako lurzoruaren bost lagin baldintza optimo hauetan erauzi eta α-

HZHaren eta γ-HZHaren batez besteko kontzentrazioak 332 µg g-1 (%7.0ko DEE)

eta 778 µg g-1 (%8.5eko DEE), hurrenez hurren, direla lortu dugu.

_____137_____


erkaketa_______________

6.3.3. Soxhlet erauzketaren optimizazioa

Aurreko ataletan aipatu dugun bezala, α-HZHaren eta γ-HZHaren Soxhlet

erauzketaren optimizazioa aurrera eraman dugu. Ikertutako aldagaiak erauzketa-

denbora (8-24 h) eta azetona-portzentaia azetona:n-hexano nahastean (%25-%75)

izan dira. Erauzketa-denbora luzeagoek etekin hobeak eman dituzte baina

azetona-portzentaiak, aztertutako bitartean, ez du eraginik erakutsi. %25eko

azetona-portzentaiarekin eta 24 ordutan erauzitako hiru laginen emaitzak hauexek

ditugu: 372µg g-1 (%3.2ko DEE) eta 812 µg g-1 (%10.8ko DEE) α-HZHrako eta γ-

HZHrako, hurrenez hurren.


erkaketa

MBEaren, PJBEaren eta Soxhlet erauzketaren bidez lortutako erauzketaren

etekinak erkatu ditugu. Baldintza optimoetan lortutako kontzentrazioen (µg g-1-

tan) erkaketa 6.3. irudian ikus daiteke. Estatistikoki desberdinak ez badira ere,

PJBEaren bidez lortu ditugun etekinak arinki baxuagoak dira. Zentzu honetan,

ikerketa honetan disolbatzaile-nahaste bakarra erabili dela azpimarratu behar

dugu eta Dean et al.-en arabera [18] beste disolbatzaileek edo disolbatzaile-

nahasteek lurzoruetako konposatu desberdinen presiopeko jariakinen bidezko

erauzketa hobe dezakete.

_____138_____

__________________________________________________________________ 6. atala

0100200300400500600700800900

1000

alpha gamma

K(ug g-1)

SoxhletMBEPJBE

6.3. irudia PJBEaren, MBEaren eta Soxhlet erauzketaren bidez lortutako

emaitzen erkaketa.

Bai MBEaren bidez baita PJBEaren bidez ere, erauzketa-denbora

laburragoak eta disolbatzaile kantitate txikiagoak behar dira. Bietatik MBEak

denbora gutxiago behar du aldi berean 12 lagin erauz baitaitezke baina, PJBE

automatizatuagoa dago eta ez da beharrezkoa laginak iragaztea. Bai MBE eta PJBE

lurzoruetako HZH isomeroen determinaziorako Soxhlet erauzketaren ordezko

erauzketa-teknikak ditugula ondoriozta dezakegu.

6.4. Bibliografia

[1] BAIRD C., Enviromental Chemistry, 2. Edizioa, W.H. Freeman and


[2] QUINTANA I. eta Azkona A., Case studies on HCH wastes and

contaminated sites in the Basque Country. State of the art for risk

assessment and technology development. Institut für Weiterbildung und

Beratung im Umwel schutz e.V., 1993.

_____139_____


erkaketa_______________


[4] LOPEZ-AVILA V., Benedicto J., Charan C., Young R. eta Beckert W.F., J.

Chromatogr. Sci., 1995, 33, 481.

[5] FISH J.R. eta Revesz R., LC-GC, 1996, 14, 230

[6] HUMMERT K., Vetter W. eta Luckas B., Chromatographia, 1996, 68, 653.

[7] EZZELL J.L., Richter B.E., Felix W.D., Black S.R. eta Meikle J.E., LC-GC,

1995, 13, 390.

[8] OBAN H., Kikuchi k., Okihashi M. eta Hori S., Analyst, 1997, 122, 217.

[9] FROST S.P., Dean J.R., Evans K.P., Harradine K., Cary C. eta Comber M.H.I.,

Analyst, 1997, 122, 895.

[10] DEAN J.R., J. Chromatogr., 1996, 754, 221.

[11] SNYDER J.L., Grob R.L., McNally M.E. eta Oosdtdyk T.S., Anal. Chem.,

1992, 64, 1940.

[12] STEINHEIMER T.R., Pfeiffer R.L. eta Scoggin K.D., Anal. Chem., 1994, 66,

645.

[13] VAN DER VELDE E.G., Dietvorst M., Swart C.P., Ramlal M.R. eta Kootstra

P.R., J. Chromatogr., 1994, 683, 167.

[14] BORDEAUX O., de Alencastro L.F., Grandjean D. eta Tarradellas J., Inter. J.

Environ. Anal. Chem., 1994, 56, 109.

[15] SNYDER J.L., Grob R.L., McNally M.E. eta Oostdyk T.S., J. Chromatogr. Sci.,

1993, 183, 31.

_____140_____

__________________________________________________________________ 6. atala

[16] SMEDES F. eta de Boer J., Trend in Anal. Chem., 1997, 16(9), 503.

[17] BERSTRÖM eta Öberg, MultiSimplex (v 1.0), Gullberna Park, Karlskrona,

Suedia, 1997.

[18] DEAN J.R. eta Fitzpatrick L., komunikazio pertsonala.

_____141_____

7. DDTaren eta bere Metabolitoen MBEaren eta MFBEaren Optimizazioa eta Erkaketa

7.1. Sarrera

D DTak, diklorodifeniltrikloroetanoak, pestizida bezala joka zezakela

Paul Müller-ek aurkitu zuen 1939. urtean. Malaria eta sukar horia

garraia dezaketen moskitoen, tifusa kutsa dezaketen zorrien eta arkakusoen

izurriteen aurka oso eraginkorra da. Lurrun-presio txikia eta ondorioz lurruntze-

abiadura geldoa duelako, argiarekin, konposatu kimikoekin eta ingurugiroko

mikroorganismoekin duen erreaktibitate eskasa delako eta uretan

disolbakortasuna txikia duelako, behin lurzorura heldu denean, bertan oso

iraunkorra da. Beste pestizida organoklorodunen kasuan bezala, DDTa ere

disolbatzaile organikoetan eta animalien gantzetan disolbakorra da [1].

Zenbait animaliak HCl-a askatuz eta DDE (diklorodifenildikloroeteno)

izeneko etenoaren eratorria eratuz, DDTa metaboliza dezakete. DDDa,

diklorofenildikloroetanoa, DDTaren ingurugiroko degradazio-produktua da eta

CCl3 taldearen kloro atomo bat hidrogeno batez ordezkatua du. DDTaren eta

DDDaren egitura eta tamaina orokorra antzekoak direnez, intsektuen aurkako

toxikotasuna eta bioakumulatzeko joera ere berdintsuak dituzte [1]. 7.1. irudian

DDTaren, DDEaren eta DDDaren egiturak ikus daitezke.

Ingurugiroaren aldeko arrazoiak direla eta, Mendebaldeko herrietan

DDTaren erabilera debekatua dago. Ondorioz, erabilera mugatu duen

____141____

DDTaren eta bere metabolitoen MBEaren eta MFBEaren optimizazioa eta erkaketa ____________

herrialdeetan DDTaren ingurugiroko maila gutxitu egin da, baina, hala ere,

garapen-bidean dauden zenbait herritan oraindik ere malaria eta tifusa

kontrolatzeko eta zenbait nekazal jardueretan erabiltzen direlako, aire-garraioaren

bidez, substantzia hauek oraindik mundu osoko ingurugiroan sar daitezke [1].

ClCl

Cl

ClCl

H

H

H

H

H

H

H

H

H

Cl

Cl

Cl

Cl

H

H

HH

HH

HH

HH

ClCl

Cl

ClCl

H

H

H

H

H

H

H

H

H

DDT DDD DDE

7.1. irudia DDTaren, DDDaren eta DDEaren egiturak.

Aurreko atalan aipatu dugunez, ontzi itxiko mikrouhinen bidezko

erauzketak (MBEak) DDTa bezalako pestizida organoklorodunen analisian zenbait

aplikazio izan ditu [2-5]. Ontzi irekiko mikrouhin fokalizatuen bidezko erauzketak

(MFBEak) ere lurzoruetako kutsagarri organikoen analisian zenbait aplikazio izan

ditu. Letellier-ek eta bere laguntzaileek hidrokarburo polizikliko aromatikoak

(HAPak) [6-8], hidrokarburo alifatikoak [6], bifenilo polikloratuak (BPKak) [6],

organoklorodun pestizidak [6] eta triazinak [6] erauzi dituzte.

Lan honetan, lurzoru erreal batetako 4,4’-DDTaren, 4,4’-DDDaren eta 4,4’-

DDEaren mikrouhin fokalizatuen bidezko erauzketaren optimizazioa aurrera

eraman dugu. MFBEaren optimizazioan jarraitutako hurbilketa Letellier-ek eta

bere laguntzaileek euren lanetan [6-8] erabilitakoaren desberdina izan da. Euren

lanetan, lurzoruko kutsagarriak mikrouhinen bidez berotuak izan daitezkeen

disolbatzaileen [diklororometanoaren (DKMaren), (80:20 b/b) heptano-etanolaren,

(50:50 b/b) DKM-toluenoaren] 10-30 mL-tan erauzi dituzte. Gure hurbilketa,

organomerkuriodun eta organoeztainodun konposatuen MFBEan [9] erabilitakoa

_____142_____

__________________________________________________________________ 7. atala

da. Lan hauetan azido azetikoa (∼5 mL) eta disolbatzaile ez-polar baten (iso-

oktanoaren, toluenoaren edo dekanoaren) bolumen txikia (∼1 mL) gehitu dira.

Azido azetikoak agente deribatizagarria gehitu eta mikrouhin-irradiazioa zurgatu,

eta disolbatzaile ez-polarrak analitoak kontzentratu ditu.

Honela, guk ere prozedura berdintsua jarraitu nahi izan dugu. Lurzoruari

azido azetikoa edo ura gehitu diogu mikrouhin-energia zurgatzeko (gure lanean

ez da agente deribatizagarririk behar) eta disolbatzaile ez-polarra (dekanoa edo

iso-oktanoa) DDTa eta bere metabolitoak kontzentratzeko. Aztertu ditugun

aldagaiak erauzketa-tenperatura, erauzketa-denbora eta sodio kloruroaren

gehiketa izan dira. Sodio kloruroaren gehiketa aztertu dugu, 4. atalean fenolen

purga-eta-tranparen bidezko erauzketan ikusi den bezala, gatz inertearen

gehiketak lurzoruetako analitoen erauzketan lagun dezakelako. DDTaren eta

haren metabolitoen MFBEaren bi metodo optimizatu ditugu (A metodoak azido

azetikoa erabiliko du eta B metodoak ordez, ura) eta lortutako emaitzak ontzi

itxiko MBEarekin erkatu ditugu. MBEaren baldintzei dagokionez, aurreko 5.

atalan HZH isomeroetarako lortutakoak erabili ditugu. 7.1. eskeman jarraitutako

prozeduraren pausoak ikus daitezke.


7.2.1. Mikrouhin fokalizatuen bidezko erauzketa azido

azetikotan. (A) metodoa

Ontzi irekiko mikrouhin fokalizatuen bidezko erauzketak inguruko

presiopean lan egiten duen eta berotze-potentzia 20-200 W tartean programa

dezakeen 2.45 GHz-ko Microdigest 3.6 tresnan (Prolabo, Fontenay-sous-Bois,

Frantzia) egin ditugu. Kutsatutako lurzoruaren 1.0 g zehazki pisatu eta erauzketa-

ontzira eraman ditugu. Erauzketan lurraren eta disolbatzaileen arteko nahaste

_____143_____


homogeneoa lortzeko eta kontrol gabeko irakiterik ez gertatzeko, hagatxo

magnetiko bat ere gehitu dugu. Azido azetiko kontzentratuaren 5 mL, sodio

kloruroaren 1 mL eta dekanoaren 2 mL gehitu ditugu. Sodio kloruroaren

kontzentrazioa (0-2 mol L-1) esperimentuen diseinuak zehaztu du. Erauzketa-

ontzia erauzketa-gunean kokatu eta, lurrunketaren bidezko galerak gerta ez

daitezen, haren gainean errefluxurako hozkailua jarri dugu. Alde batetik,

erauzketa-tenperatura (90-110°C) eta erauzketa-denbora (5-15 min) esperimentuen

diseinuak finkatu ditu (ikus 7.2. taula) eta bestalde, mikrouhinen potentzia-

portzentaia %40an saio guztietan finkatu dugu. Mikrouhin-labe honetan ez da

posible 90°C azpitik tenperatura neurtzea eta 110°C-tik gora ez dugu saiorik

aurrera eraman azido azetikoaren irakite-puntua ∼118°C-koa delako eta,

tenperaturak altuegiak direnean, nahi dugun tenperatura lortzeko, sistemak

denbora luzeak (5 min baino gehiago) behar dituelako. n-Dekanoa (irakite-puntua

174°C) erabili dugu iso-oktanoaren ordez (irakite-puntua 99°C) lehenaren irakite-

tenperatura altuagoa delako.

_____144_____

__________________________________________________________________ 7. atala

MFBE

NLREGMultiSimplex

ErkaketaMBEarekiko

B metodoalurzorua +ura + iso-oktanoa

Diseinukonposatu

zentrala

Aldagaiak denbora NaCl-aren

kontzentrazioa

Baldintzaoptimoak

Errepikakor tasunarenazterketa:

egun berean egunen artean

A metodoalurzorua +

azido azetikoa +dekanoa

Diseinukonposatu

zentrala

Aldagaiak denbora NaCl-aren

kontzentrazioa tenperatura

Baldintzaoptimoak

Errepikakortasunarenazterketa:

egun berean egunen artean

DDTaz eta harenmetabolitoez ku tsatu tako

lurzoru er reala

_____145_____


7.2. eskema DDTaren eta bere metabolitoen MFBEaren optimizazioan eta

erkaketan jarraitutako urratsak.

Irradiazio-aldia igaro denean, erauzia inguru-tenperaturatara hozten utzi

dugu. Disolbatzaile organiko ez-polarrak izan dezakeen ur-edukia kentzeko,

azken hau aurretik iso-oktanotan bustita dagoen hiru geruzako (beira-artilea, sodio

sulfatoa eta beira-artilea) Pasteur pipetan iragazi dugu. Iragazitako lagina 5 mL-ko

matraze aforatuan bildu eta, aldez aurretik barne-estandarraren (4-

metoxifenolaren) 100 µL gehitu ditugula, iso-oktanotan diluitu dugu. Analisiaren

momentua heldu arte, erauziak hozkailuan gorde ditugu.

7.2.2. Mikrouhin fokalizatuen bidezko erauzketa uretan.

(B) metodoa

7.2.1. atalean azaldutako prozedura berdintsua erabili dugu analitoak

uretan (mikrouhinen zurgatzailea) eta iso-oktanotan (disolbatzaile ez-polarra)

erauzteko. Kasu honetan, esperimentu-diseinuak finkatutako sodio klorurozko (0-

2 mol L-1) disoluzioaren 5 mL eta iso-oktanoaren 2 mL esperimentuen diseinuak

proposatutako denbora-bitartean irradiatu ditugu (ikus 7.4. taula). Oraingoan,

uraren eta iso-oktanoaren irakite-tenperaturak baxuagoak direnez, erauzketa-

tenperatura 94°C -tan finkatu dugu azter daitekeen tenperatura-tartea oso

mugatua baita (90-100°C).

7.2.3. Ontzi itxiko mikrouhinen bidezko erauzketa




Kutsatutako lurraren 1.0 g zehazki pisatu eta tefloizko erauzketa-ontzira

koantitatiboki eraman dugu. (75:25 b/b) azetona:n-hexanoaren 20 mL gehitu eta,

_____146_____

__________________________________________________________________ 7. atala

apurketa-mintz berria jarrita dagoela ziurtatu ondoren, ontzia itxi dugu. Lagina 21

psi-tan eta %80ko potentzia-portzentaiarekin 10 min-tan zehar erauzi dugu.

MBEaren baldintzak 6. atalan HZHaren isomeroetarako optimizatutakoak dira.

Erauzia aurrez aldetik azetona:n-hexano nahastearekin garbituta zegoen beira-

artilean zehar iragazi eta erauzitako laginaren azetona:n-hexanozko 7-10 mL-ko

garbiketarekin bildu dugu. Erauzia ∼1 mL-tara nitrogenoarekin kontzentratu

dugu, Turbovap LV Evaporator (Zymark, Hopkinson, MA, EEBB) izeneko tresnan.

Lagin kontzentratua eta barne estandarraren (4-metoxifenolaren) 100 µL 5 mL-ko

matraze aforatuan iso-oktanoarekin disolbatu ditugu.

7.2.4. Erreakiboak

Maila analitikoko erreaktiboak eta Milli-Q ura erabili ditugu. 4,4’-DDTa eta

4,4’-DDD solidoak Supelco-ri (Bellefonte, CA, EEBB) eta 4,4’-DDE solidoa Riedel-

de-Haën-i (Seeize, Alemania) erosi dizkiogu. Azido azetiko kontzentratua eta 4-

metoxifenola Merck etxetik (Darmstadt, Alemania) lortu ditugu. n-Hexanoa, n-

dekanoa, iso-oktanoa eta azetona LabScan-i (Dublin, Irlanda) erosi dizkiogu. Sodio

sulfato anhidridoa eta sodio kloruroa (oso puruak) Panreac-i (Bartzelona,

Espainia) erosi dizkiogu. Disoluzio organikoak guztiak hozkailuan 5°C-tan gorde

ditugu. Beirazko materiala guztia A gradukoa da eta laborategiko tenperaturara

kalibratu dugu.

Optimizazio-saioak DDTaren, DDDaren eta DDEaren isomero desberdinez

kutsatutako lurzoru errealarekin aurrera eraman ditugu. Lurzorua Zeneka Plc.

Environmental Laboratory-tik (Brixham, Erresuma Batua) lortu dugu. Hala ere,

4,4’ isomeroak soilik koantifikatu ditugu. 7.2. irudian erauzi baten miaketa-

kromatograma ikus daiteke. DDTaren, DDDaren eta DDEaren isomeroak soilik

identifikatu ditugu euren masa-espektroa eta erretentzio-denbora patroien masa-

espektroarekin eta erretentzio-denborarekin bat datozelako. Kromatograman ikus

_____147_____


daitezkeen beste tontorrak DDTaren eta DDDaren beste isomeroak dira baina

masa-espektroarekin soilik ezin ditugu identifikatu.






lodierako geruzadun TRB-1701 (Tracer, Sant Cugat del Valles, Espainia) zutabe

kapilarrean injektatu ditugu. Zutabearen tenperatura 80°C -tan mantendu dugu 1

min-tan zehar; ondoren, 30°C min-1 -eko abiadurarekin 110°C-tara igo eta azkenik,

8°C min-1-eko abiadurarekin 270°C-tara igo eta 270°C-tara 2 min-tan zehar

mantendu dugu. Gas garraiatzaile bezala N-50 kalitateko helioa erabili dugu,

fluxua 1.52 mL min-1-ekoa eta zutabearen buruan presioa 15 psi-koa izanik. 1µL-ko

injekzio- bolumena erabili dugu banaketa gabeko moduan eta injekzio-tenperatura

270°C-tan mantendu dugu. Masa-espektrometroari dagokionez, elektroien energia

70 eV-etan finkatu eta espektro-datuak (50-550 amu tartean) 0.8 miaketa s-1 -ko

abiadurarekin lortu ditugu. Datu koantitatiboak lortzeko, masa-espektrometroa ioi

bakarreko monitorizazio moduan (IBM) jarri dugu eta jarraitu ditugun m/z balio

hauexek jarraitu ditugu: 235 eta 237 4,4’-DDTrako eta 4,4’-DDDrako eta 246 eta 318

4,4’-DDErako. Instrumentua egunero perfluorotributilaminarekin (PFTBA-rekin)

kalibratu eta, Automatic Tune (ATUNE) barne-programa erabili ezik, EI

Sensitivity Tune (EISENS) barne-programa erabili dugu programa honekin

sentikortasun hobeak lor baititzakegu. Gainera, sentikortasuna gehitzeko, 400 V-

ko gainpotentziala aplikatu diogu elektroi-biderkatzaileari.

_____148_____

__________________________________________________________________ 7. atala

8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.000100000200000300000400000500000600000700000800000900000

1000000110000012000001300000

Denbora

Ugaritasuna

4,4’-DDE

4,4’-DDD

4,4’-DDT

B

A

7.2. irudia DDTaz eta bere metabolitoez kutsatutako lurzoruaren

kromatograma (GK/MEan lortutakoa). DDTaren, DDDaren eta DDEaren 4,4’

isomeroak soilik identifikatu dira. A eta B DDTaren edo DDDaren beste isomeroak

dira.

Emaitz analitikoen ontasuna egiaztatzeko, MBEaren erauziak Hewlett

Packard G2350A atomoen igorpen-detektoreari lotutako Hewlett-Packard 6890

Series gas-kromatografoan (GK/GBID) ere analizatu ditugu. Laginak 30 m-ko

luzera, 0.25 mm-ko barne-diametroa eta 0.25 µm-ko lodierako geruzadun HP-1

zutabe kapilarrean injektatu ditugu. Zutabearen tenperatura 80°C -tan mantendu

dugu; ondoren, 30°C min-1 -eko abiadurarekin 110°C-tara igo eta azkenik, 10°C

min-1-eko abiadurarekin 250°C-tara igo eta 250°C-tan 5 min-tan zehar mantendu

dugu. Gas garraiatzaile bezala N-50 (%99.999) kalitateko helioa erabili dugu,

fluxua 4.1 mL min-1-ekoa eta zutabearen buruan presioa 16.9 psi-koa izanik.

Banaketa gabeko moduan 1µL-ko injekzio-bolumena eta injekzio- 270°C-ko

tenperatura erabili dugu. Atomoen igorpen-detektorea (AID) karbono eta kloro

atomoak 496 nm eta 479 nm-tara, hurrenez hurren, neurtzeko programatu dugu.

_____149_____


3, 5, 20, 40, 100 eta 200 µg mL-1 disoluzio estandarren 1 µL injektatuz

GK/MEaren (gas-kromatografoaren/masa-espektrometroaren) eta GK/AIDaren

(gas-kromatografoaren/atomoen igorpen-detektorearen) 6 puntuko kalibrazio-

kurba eraiki dugu. Kromatografia-tontorren azalerak erregresio linealaren bidez

doitu eta kalibrazioaren emaitza estatistikoak 7.1. taulan bildu ditugu.

7.1. taula GK/MEaren eta GK/AIDaren kalibrazio-kurben emaitz

estatistikoak.

GK/ME GK/AID karbono GK/AID kloro

DDE DDD DDT DDE DDD DDT DDE DDD DDT

Tarte-lineala (ng)

3.2-98 3.2-201 3.3-204 3.2-201 3.2-201 3.3-204 3.2-201 3.2-201 3.3-204

Efa 2.5e06 3.3e06 1.7e06 13.4 11.5 8.8 14.0 10.4 11.7

r2 0.999 0.999 0.997 0.999 0.999 0.999 0.991 0.999 0.999

Detekzio-mugab (ng)

2.1 2.3 2.6 3.0 2.7 1.1 2.3 1.0 1.1

a Ef = Erantzun-faktorea.

bDetekzio-muga jatorriaren ordenatuaren desbideratze estandarraren hirukoitza

bezala kalkulatu dugu.


7.3.1. Diseinu konposatu zentrala (A) metodoaren

optimizaziorako

_____150_____

__________________________________________________________________ 7. atala

Diseinu konposatu zentrala erabiliz, MFBE azido azetikotan optimizatu

dugu. Aztertu ditugun aldagaiak erauzketa-tenperatura, erauzketa-denbora eta

sodio kloruroaren kontzentrazioa dira. 7.2. taulan matrizearen diseinua eta saio

bakoitzaren erantzuna bildu ditugu.

7.2. taula Diseinu konposatu zentralaren matrizea eta saio bakoitzaren

erantzuna azido azetikotango MFBErako.

Diseinuaren matrizea Erantzunak

# Tenperatura(°C)

Denbora (min)

NaCl (mol L-1)

4,4’-DDE 4,4’-DDD 4,4’-DDT

1 7 97 0.4 18692467 70533073 61776680

2 13 97 0.4 7779792 27905250 36360104

3 7 103 0.4 18683772 69632096 72314216

4 13 103 0.4 15515797 60701054 54235525

5 7 97 1.6 25774073 89342086 102139376

6 13 97 1.6 20796250 79181792 78196387

7 7 103 1.6 13943237 51271310 40191441

8 13 103 1.6 20628756 76549574 81970492

9 15 100 1.0 13413342 49934894 42516380

10 5 100 1.0 18016445 64689448 66713126

11 10 110 1.0 18607650 72381858 74075446

12 10 90 1.0 12330700 47079961 37860076

13 10 100 2.0 15905857 64712148 67579433

14 10 100 0.0 9051672 34476407 26201999

15 10 100 0.0 19580949 60080057 75758354

16 10 100 0.0 20794967 75304671 89364576

Aurreko ataletan azaldutako prozedura berdina jarraituz, 7.2. taulako

datuak 7.1 ekuaziora doitu ditugu.

_____151_____


Y x x x x x x x x xx x x x x x

= + + + + + +

+ + + +

β β β β β β β

β β β β0 1 1 2 2 3 3 12 1 2 13 1 3 23 2

11 12

22 22

33 32

123 1 2 3

3 (7.1)

non x1 erauzketa-denbora, x2 erauzketa-tenperatura eta x3 sodio kloruroaren

kontzentrazioa diren. 4,4’-DDErako, 4,4’-DDDrako eta 4,4’-DDTrako lortutako βi

parametroak 7.3. taulan bildu ditugu. Alde batetik, hiru aldagaiek (erauzketa-

denborak, erauzketa-tenperaturak eta sodio kloruroaren kontzentrazioa) hiru

analitoen erauzketaren eraginkortasunean eragina dutela eta bestalde, 4,4’-

DDDaren joera eta beste bi analitoena desberdina dela esan dezakegu. Hau dela

eta, baldintza optimoak finkatzeko eta aurreko ataletan egin dugun bezala,

MultiSimplex [10] programa erabili dugu. Azkenik, hiru analitoetarako baldintza

optimo komun hauexek lortu ditugu: 9.3 min-ko erauzketa 98°C-tan eta 1.3 mol L-

1-eko kontzentrazioko sodio kloruroarekin.

7.3. taula A metodoaren optimizaziorako lortutako βi parametroen balioak.

β0 β1 β2 β3 β12 β13 β23 β11 β22 β33 β123 r2

4,4’-DDE -7e8 a 1e7 4e8 3e4 -2e7 -4e6 -2e5 -5e4 -7e6 2e5 84.1

4,4’-DDD -7e7 1e6 7e8 6e6 -7e7 5e5 73.8

4,4’-DDT -4e9 1e8 6e7 2e9 -1e9 -2e8 -1e7 -3e6 -3e8 1e7 85.9


Sodio kloruroaren kontzentrazioaren balioa ikusita, gatz inertearen

presentziak fase polarrean erauzketaren eraginkortasuna handitu duela, hots,

gatz-efektu positiboa eman dela esan daiteke. Tenperatura altuagoek etekin

hobeak emango zituztela espero zitekeen baina tenperatura ertainetan (∼98°C)

aurkitu dugu tenperatura optimoa. Honen arrazoia zera izan daiteke: zenbat eta

tenperatura altuagoetara mikrouhin-labea programatu, gero eta denbora luzeagoa

behar zuen sistemak programatutako tenperaturara heltzeko. Horrela, nahiz eta

tenperatura altuagoan egon, denbora-tarte laburragoan zegoen tenperatura

_____152_____

__________________________________________________________________ 7. atala

honetan eta ondorioz, tenperatura-igoerak ez zuen hobekuntza nabarmenik

ematen.

7.3.2. Diseinu konposatu zentrala (B) metodoaren

optimizaziorako

Ura fase polar bezala hartuko duen B metodoa optimizatzeko ere, diseinu

konposatu zentrala erabili dugu. Oraingoan, sodio kloruroaren kontzentrazioa eta

erauzketa-denbora soilik aztertu ditugu eta tenperatura 94°C-tan finkatu dugu.

7.4. taulan matrizearen diseinua eta erantzunak bildu ditugu.

7.4. taula Diseinu konposatu zentralaren matrizea eta saio bakoitzaren

erantzuna uretako MFBErako.

Matrizearen diseinua Erantzunak

# Denbora (min) NaCl (mol L-

1) 4,4’-DDE 4,4’-DDD 4,4’-DDT

1 7 1.6 136725 2982938 6656360

2 13 1.6 202095 4238378 9559233

3 13 0.4 168547 3798542 8355210

4 7 0.4 83467 1891960 4075782

5 5 1.0 124219 2660623 6148584

6 15 1.0 215616 4605922 10836659

7 10 0.0 121726 2578600 6243493

8 10 2.0 202665 4367174 9893259

9 10 1.0 108723 2324274 5200359

10 10 1.0 161094 3566883 8440787

Aurretik aipatutako doikuntza-prozedura jarraituz, erauzketaren erantzun-

gainazala eraiki eta aldagai biek erauzketan eragina dutela eta hiru analitoek joera

berdina jarraitzen dutela ikusi dugu. Adibide gisa, 7.3. irudian 4,4’-DDTaren

_____153_____


erantzun-gainazala azter dezakegu. Irudian ikus daitekenez, erauzketa-denbora

luzeek eta sodio kloruroaren kontzentrazio altuek erauzketaren etekina hobetu

dute. Honela, aztertutako espazioaren zatian, baldintza optimoak 15 min-ko

erauzketa-denborari eta 2 mol L-1-eko kontzentrazioari dagokie.

57

911 13 15

00,5

11,5

20,00E+002,00E+064,00E+066,00E+068,00E+061,00E+071,20E+071,40E+07

Erantzuna

Denbora (min)NaCl (mol L-1)

7.3. irudia Uretako MFBEaren erantzun-gainazala 4,4’-DDTrako.

7.3.3. Errepikakortasunaren azterketa eta MBEarekiko

erkaketa

Errepikakortasuna aztertzeko lurzoruaren lau lagin urarekin (ikus 7.5. taula)

eta bost lagin azido azetikoarekin (ikus 7.6. taula) baldintza optimoetan (5 mL

NaCl 2.0 mol L-1 + 2 mL iso-oktano 94°C-tan eta % 40ko portentzia-potzentaira 15

min-tan zehar B metodorako eta 5 mL azido azetiko + 1 mL NaCl 1.3 mol L-1 + 2

mL n-dekano 98°C-tan eta % 40ko potentzia-potzentaira 9.3 min-tan zehar A

metodorako, hurrenez hurren) eta hiru egunetan zehar erauzi ditugu. Uretango

MFBEaren kasuan, 4,4’-DDDaren emaitzak ez ditugu 7.5. taulan bildu, lortutako

kontzentrazioak detekzio-mugaren azpitik baitaude. MFBEaren etekinak ontzi

_____154_____

__________________________________________________________________ 7. atala

irekiko MBEarekin erkatzeko, lurzoruaren bost lagin erauzi ditugu (ikus 7.7.

taula). Lagin hauen kasuan, erauziak guztiak GK/MEaren eta GK/AIDaren bidez

analizatu ditugu, honela, determinazio analitikoen ontasuna azter baitezakegu.

Emaitzak guztiak ANOVA bariantza-analisiaren bidez eta %95eko konfidantza-

mailan erkatu ditugu.

7.5.taula B metodoaren bidez erauzitako 12 laginen kontzentrazioak (µg g-1).

Analisiak GK/MEan egin ditugu.

Eguna 4,4’-DDD Eguna 4,4’-DDT

Saioa 1 2 3 1 2 3

1 154 154 154 512 422 422

2 111 158 176 415 395 391

3 140 112 144 472 289 469

4 126 118 116 403 318 427

7.5. taulako datuen (B metodoaren baldintza optimoan erauzitako 12

laginen) artean ez dago desberdintasun esanguratsurik, ez egun berean ezta egun

desberdinetan ere. Aldiz, azido azetikotan (A metodoan) egindako erauzietan ez

da berdina gertatu. Alde batetik, DDEak eta DDTak egunen arteko

desberdintasunak erakutsi dituzte. DDEaren kasuan, lehenengo eguneko

lehenengo lagina bazterreko puntutzat hartuz gero, emaitzak hobe daitezke.

Egunen arteko desberdintasunen kausa bigarren eguneko emaitzetan dago.

Besteekiko erkatuz, bigarren egun honetan lortutako etekinak baxuagoak eta

doiagoak dira. Azkenik, DDDak ez du desberdintasunik erakutsi ez egun berean

ez egun desberdinetan ere.

7.6. taula A metodoaren bidez erauzitako 15 laginen kontzentrazioak (µg g-1).

Analisiak GK/MEan egin ditugu.

_____155_____


Eguna 4,4’-DDE Eguna 4,4’-DDD Eguna 4,4’-DDT

Saioa 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 86 31 46 245 210 238 1059 870 973

2 51 30 40 244 238 282 966 804 967

3 47 28 41 182 198 244 977 821 1032

4 33 30 41 166 216 242 907 832 967

5 47 32 36 230 216 205 977 832 896

A eta B metodoetan lortutako etekinak erkatuz, argi ikus daiteke azido

aztiko:n-dekano konbinazioak (A metodoak) etekin altuagoak eman dituela. A

metodoan etekin hobeak lortu dira nahiz eta erauzketa-tenperatura (98°C eta 94°C)

eta sodio kloruroaren kontzentrazioa (1.3 mol L-1 eta 2.0 mol L-1) bi metodoetan

berdintsuak izan eta nahiz eta B metodoaren erauzketa-denbora luzeagoa izan (9.3

min eta 15 min). Beraz, A metodoan etekin hobeak lortzearen arrazoia ez da

instrumentala eta erabilitako disolbatzaile polarraren disolbatzeko ahalmenarekin

erlaziona dezakegu. Lan honetan aztertutako konposatuak zeharo hidrofobikoak

direnez, azido azetikotan (ε=6.3) uretan (ε=78.5) baino hobeto disolba daitezke.

Zentzu honetan, interesgarria izan daiteke aurkitutako desberdintasunak

disolbakortasun-parametroen arabera aztertzea [11] PFBEan konposatu

hauetarako egin den bezala [12].

7.7. taula Ontzi itxiko MBEaren bidez lortutako kontzentrazioak (µg g-1).

Kontzentrazioak GK/MEaren eta GK/AIDaren (karbonoaren eta kloroaren) bidez

zehaztu ditugu.

4,4’-DDE 4,4’-DDD 4,4’-DDT

ME AID (C) AID (Cl)

ME AID (C) AID (Cl)

ME AID (C) AID (Cl)

1 50 40 53 196 225 256 1053 1042 1007

2 43 47 38 215 211 232 979 844 887

_____156_____

__________________________________________________________________ 7. atala

3 44 34 32 225 209 210 931 943 850

4 46 35 29 206 218 233 987 853 910

5 45 39 41 211 203 232 988 803 824

7.7. taulako datuen azterketa eginez gero, DDEaren eta DDDaren

kontzentrazioak, MEan zein AIDan neurtu, emaitzak konparagarriak direla ikus

daiteke. DDEaren eta DDDaren kasuan izan ezik, DDTaren kasuan desberdintasun

esanguratsuak daude. Azken honen kasuan, MEaren bidez lortutako

kontzentrazioak pixkat altuagoak eta AIDan karbono atomoaren eta kloro

atomoaren bidez lortutako emaitzak konparagarriak dira.

Azkenik, 7.6 eta 7.7 tauletako emaitzak kontuan hartuta, A metodoan

MFBEan lortutako etekinak eta ontzi itxiko MBEan lortutakoak erkatu ditugu.

Metodo bietako emaitzen bariantza-analisian eta %95eko konfidantza mailan, ez

dira desberdintasun esanguratsurik ikusi.

Honela, nahiz eta MFBEaren baldintzak leunagoak izan, azido azetikotan

egindako MFBEaren bidez lortutako emaitzak eta ontzi itxiko MBEan lortutakoak

konparagarriak dira. Bi teknikak beraz, lurzoruetako DDTa eta haren metabolitoak

erauzteko erabil ditzakegu. MBEan 12 lagin aldi berean erauzi daitezke baina

laginak iragazi eta kontzentratu behar ditugu. MFBEaren kasuan, hiru lagin aldi

berean erauz daitezke baina gure metodoan ez da kontzentrazio-etaparik behar

laginak disolbatzaile ez-polarraren bolumen txikian jadanik kontzentratuak

baitaude.

7.4. Bibliografia




_____157_____


[3] LOPEZ-AVILA V., Benedicto J., Charan C., Young R. eta Beckert W.F., J.

Chromatogr. Sci., 1995, 33, 481.

[4] FISH J.R. eta Revesz R., LC-GC, 1996, 14, 230

[5] HUMMERT K., Vetter W. eta Luckas B., Chromatographia, 1996, 68, 653.




[8] BUDZINSKI H., Letellier M., Garrigues eta Le Menach K., J. Chromatogr. A,

1999, 837, 187.

[9] SZPUNAR J., Schmitt V.O., Donard O.F.X. eta Lobinski R., Trends Anal.

Chem., 1996, 15, 181.

[10] BERGSTRÖM eta Öberg, MultiSimplex (1.0 alea), Gullberna Park, S-37154,


[11] PRAUSNITZ J.M., The Thermodynamics of Fluid Phase Equilibria, Prentice-

Hall, London, 1969.

[12] DEAN J.R. eta Fitzpatrick L., komunikazio pertsonala.

_____158_____

8. HAPen PJBEa Lurzoru Desberdinetatik eta Disolbatzaile Desberdinekin

8.1. Sarrera

H idrokarburo polizikliko aromatikoak (HAPak) karbono eta

hidrogeno atomoak dituzten eraztunez osatuta daude [1]. 8.1.

irudian zenbait HAPen egitura ikus daiteke eta 8.1. taulan HAPen zenbait iturri

bildu ditugu [2]. HAPek ondorio mutagenikoak eta kartzinogenikoak eduki

ditzaketelako, biosferako HAPen mailaren inguruan kezka sortu da [3]. HAPak

ingurugiroan nonahikoak badira ere, lurzoruko kutsadura petrolioaren eta olioen

igorpenaren ondorio zuzena da. Lurzoruen kutsaduraren konponbideak,

ondorioz, lehentasuna du. Hainbat lanetan zenbait mikroorganismoen

metabolismoen bidezko lurzoruen garbiketa posiblea dela diote [4-6].

Biodegradazioaren mugak lurzoruaren propietate fisikoen eta HAPen izaera

beraren menpe daude [7-8]. HAPen biodegradazioaren bideen azalpena

hazkuntzen bidezko ikerketetan egin da [9-10]. Hala ere, materia organikoko

adsortzioa edo fotooxidazioa bezalako aldagaiek lurzoruetako HAPen

biodegradazioan garrantzia duten ez dakigu oraindik.

____159____

HAPen PJBEa lurzoru desberdinetatik eta disolbatzaile desberdinekin ______________________

Antrazenoa Pirenoa Azenaftilenoa Krisenoa

8.1. irudia Zenbait HAPen egitura.

8.1. taula HAPen zenbait iturri.

Iturria Adibideak

Etxeko berogailuak

kerregailua GasezkoTximiniakLabeak

Industria

industrian aleazioare-Burdinaurtzeaen Aluminioar

ekoizpenan Asfaltuareakatalitiko

crackingen Petrolioarekoizpena beltzarenKarboi

ekoizpenaen Kokikatzar

Energiaren eta beroaren ekoizpena

plantak-petrolio eta -Ikatz

plantak-zoikatz eta -Egur

Errausketa eta suteak

erreketak Nekazalsuteak Baso

plantak-Errauzketa

Iturri mugikorrak

garraioa ItsasHegazkinak

gurpilak GomazkokAutomobila

Lurzoruetako HAPen kutsaduraren hedapena ezagutzeko erauzketa

beharrezkoa da. Bibliografian, HAPak erauzteko teknika desberdinak aurki

_____160_____

___________________________________________________________________ 8. atala

ditzakegu: jariakin superkritikoen bidezko erauzketa (FSBE) [11-14], Soxhlet

erauzketa [11], mikrouhinen bidezko erauzketa (MBE) [15] eta presiopeko

jariakinen bidezko erauzketa (PJBE) [16-20].

Lan honetan HAPen presiopeko jariakinen bidezko erauzketaren parametro

desberdinak aztertu ditugu. Alde batetik, parametro instrumentalak (presioa,

erauzketa-denbora, tenperatura eta ziklo-kopurua) aztertu ditugu. Bestalde,

lurzoruaren parametroen (arearen, alubioiaren, buztinaren eta materia

organikoaren portzentaia) eta disolbatzaile eta disolbatzaile-nahaste desberdinen

eragina aldi berean aztertu dugu. HAPen etekinek, lurzoruaren parametroek eta

disolbatzaileen disolbakortasun-parametroek osatutako data-multzoa Osagai

Nagusien Analisiaren (ONAren) bidez aztertu dugu [21]. 8.1. eskeman lanaren atal

desberdinak bildu ditugu.

_____161_____


PHAz kutsatutakolurzorua

524 EME Esekidurazdopatutako 8 lurzoru

Diseinu konposatuzentrala

Aldagaiakpresioatenperaturadenbora

Baldintzaoptimoak

Ziklo-kopuruarenazterketa

Disolbatzailearenazterketa

Lurzoruaareaalubioiabuztinamateria organikoa

DisolbatzaileakDKMazetonaAZNiso-HexanoaMetanolaAzetona:DKMiso-Hex.:azetona

Parametroen eragina etaetekinen iragarpena

Parametroak

ONA

NLREG

8.1. eskema HAPen PJBEaren azterketaren atal desberdinak.



PJBEak 24 laginetarako karrusela duen ASE-200 (Dionex, CA, EEBB)

sisteman aurrera eraman ditugu. 524 EMEaren 0.5 g edo esekiduraz dopatutako

_____162_____

___________________________________________________________________ 8. atala

lurraren 1.0 g, hondoan iragaz-papera jarrita duen, altzairu herdoilgaitzezko 11

mL-ko erauzketa-zelulan pisatu dugu . Erauzketa-zelularen buru-hutsunea

hidromatrizearekin (material inertearekin) bete dugu. Erauzketa bukatu denean,

erauzia nitrogenoaren korronte motelaren bidez lehortasuneraino kontzentratu

dugu. Diklorometanoaren (DKMaren) 1.00 mL eta barne estandarraren

(hexaklorobentzenoaren) 50 µL erauziari gehitu dizkiogu eta 2.0 µL gas-

kromatografo/garraren bidezko ionizazio detektorean (GK/GBIDean) injektatu

ditugu.

8.2.2. Erreaktiboak

16 HAP dituen nahastea Supelco-ri (Walton-on-Thames, Erresuma Batua)

erosi diogu. Hidromatrizea erauzketa-zelulen buru-hutsunea betetzeko erabili

dugu (Varian Ltd., Surrey, Erresuma Batua). Lan honetan erabilitako

disolbatzaileak guztiak [azetona, iso-hexanoa, toluenoa, metanola, diklorometanoa

(DKM) eta azetonitriloa (AZN)] maila analitikokoak dira (Fisher Scientific,

Loughborough, Erresuma Batua).

HAPz kutsatutako lurzoru industriala (524 EME) BCR-tik (Brusela, Belgika)

lortu dugu. Arearen, alubioiaren, buztinaren eta materia organikoaren portzentaia

ezaguneko zortzi lurzoru desberdin esekiduraren prozeduraren bidez dopatu eta

19 egunetan zahartu ditugu.


Erauziak garraren bidezko ionizazio-detektoreari lotuta dagoen Hewlett-

Packard gas-kromatografoan (GK/GBID) analizatu ditugu. Laginak 30 m-ko

luzera, 0.25 mm-ko barne-diametroa eta 0.25 µm-ko lodierako geruzadun DB-5ms

(J & W Scientific, Folsom, CA, EEBB) zutabe kapilarean injektatu ditugu.

Zutabearen tenperatura 90°C -tan mantendu dugu 2 min-tan zehar; ondoren, 7°C

_____163_____


min-1 -eko abiadurarekin 260°C-tara igo; ondoren, 5°C min-1-eko abiadurarekin

280°C-tara igo dugu eta azkenik 280°C-tan 10 min-tan zehar mantendu dugu. 2 µL-

ko injekzio-bolumena erabili dugu banaketa gabeko moduan eta injekzio-

tenperatura 250°C-tan mantendu dugu.

7 puntutako kalibrazioa-kurba 5 µg mL-1 eta 480 µg mL-1 tartean eraiki dugu

eta analito guztien kasuan r2-aren balioak 0.99 baino altuagoak izan dira.


8.3.1. Presioaren, tenperaturaren eta erauzketa-

denboraren optimizazioa

524 EMEko HAPen erauzketarako presioaren, tenperaturaren eta erauzketa-

denboraren optimizazioa egiteko, 14 esperimentutako diseinu konposatu zentrala

eta erdiko puntu bi aukeratu ditugu. 8.2. taulan matrizearen diseinua eta saio

bakoitzeko kontzentrazioak (µg g-1 unitateetan) bildu ditugu.

8.1. taulako datuak 8.1. ekuaziora doitu ditugu:

Y x x x x x x xx x x x x x x x

= + + + + + +

+ + + +

β β β β β β

β β β β β0 1 1 2 2 3 3 12 1 2 13 1 3

23 2 3 11 12

22 22

33 32

123 1 2 3

(8.1)

x1 presioa, x2 erauzketa denbora eta x3 tenperatura da.

Aztertutako aldagaien artean batek ere ez du erauzketaren etekinean

eraginik izan (prob(t)>0.05 parametro guztietarako). Honela, EPA metodoaren [22]

baldintzak jarraitzea erabaki dugu eta ondorengo saioak guztiak 2000 psi-ko

presiopean, 100°C-tan eta 5 min-tan zehar gauzatu ditugu.

_____164_____

___________________________________________________________________ 8. atala

8.2. taula 524 EMEko HAPen erauzketarako presioaren, tenperaturaren eta

erauzketa-denboraren optimizaziorako matrizearen diseinua eta lortutako

analitoen kontzentrazioak (µg g-1). (Azi=azenaftilenoa, Aze=azenaftenoa,

Flu=fluorenoa, Ant=antrazenoa, Fluor=fluorantenoa, Pir=pirenoa, BaA=

benzo[a]antrazenoa, Kri=krisenoa, BxF=benzo[b]fluorenoa + benzo[k]fluorenoa,

BaP=Benzo[a]pirenoa).

Diseinuaren matrizea Kontzentrazioak (µg g-1)

# P (psi) T (°C) t (min) Azi Aze Flu Fen Ant Fluor

Pir BaA Kri BxF BaP Osoa

1 1300 70 5 9.2 15.4 40.2 304 45.3 119 73.2 12.3 16.0 15.1 6.6 664

2 2100 70 5 10.4 21.1 62.9 512 79.2 205 123 15.2 19.6 17.2 9.0 1083

3 1300 170 5 15.2 18.9 66.6 675 117 290 178 19.1 26.5 25.4 11.6 1452

4 2100 170 5 7.8 18.6 63.0 654 117 292 172 18.4 28.5 24.6 9.2 1420

5 1300 70 13 9.6 19.0 57.8 479 73.6 198 120 16.2 23.6 17.4 9.0 1030

6 2100 70 13 10.1 21.0 59.9 462 71.3 183 111 15.2 21.5 15.5 8.8 988

7 1300 170 13 15.7 21.8 78.4 675 113 295 182 19.2 26.1 30.3 10.8 1475

8 2100 170 13 7.0 25.2 83.4 723 130 307 184 21.2 28.0 31.6 12.1 1561

9 2400 120 9 9.8 19.8 54.1 401 64.2 156 93.4 13.1 18.6 15.6 8.3 862

10 1000 120 9 11.8 25.9 49.7 604 99.7 275 168 21.0 31.4 28.4 11.8 1335

11 1700 200 9 14.3 51.9 88.5 699 135 284 127 13.9 11.7 31.8 12.8 1479

12 1700 40 9 9.2 14.5 36.0 276 46 104 101 8.5 11.7 11.1 5.4 633

13 1700 120 16 14.5 14.9 53.0 583 94.7 259 155 20.7 28.0 22.0 10.9 1264

14 1700 120 2 12.6 21.1 74.3 700 106 297 191 23.0 32.6 26.4 6.1 1489

15 1700 120 9 14.1 18.4 61.3 576 108 238 145 15.2 23 20.4 8.9 1238

16 1700 120 9 13.6 18.0 59.1 576 98.3 250 145 14.5 22.0 21.7 8.7 1235

8.3.2. Erauzketa-zikloen azterketa

_____165_____


Erauzketa-zikloen eragina 524 EMEko HAPen erauzketan aztertu dugu.

Erreferentziazko material egiaztatuaren lau lagin 2000 psi-ko presiopean eta

100°C-tan eta 5 min-tan zehar (1:1, b/b) azetona:DKM nahastearekin erauzi

ondoren, berriro ere, 5 min-tan zehar berrerauzi ditugu. 8.2. irudian erauzketa

bakoitzean lortutako etekinak bildu eta egiaztatutako balioekin erkatu ditugu.

Bigarren zikloaren erauzian fenantrenoa, fluorantenoa eta pirenoa soilik detektatu

ditugu. Fluorantenorako eta pirenorako lehenengo erauziaren %3.3a eta %0.6a

lortu ditugu, hurrenez hurren. Fenantrenoaren emaitzak ez ditugu aipatu

kontzentrazioak altuegiak direlako eta kalibrazio-tartetik at daudelako.

Determinatutako HAP batzuen kontzentrazioak bakarrik daude egiaztatuta. 8.2.

irudiko emaitzetan oinarrituz, ziklo bakarreko erauzketa laginaren HAPak

erauzteko nahiko dela erabaki dugu. Benzo[k]fluorantenoaren kasuan ezik,

lortutako kontzentrazioak eta egiaztatutako balioak bat datoz.

Benzo[k]fluorantenorako kontzentrazio altuagoak kalkulatu ditugu eta honen

arrazoia zera izan daiteke: ez dugula benzo[k]fluorantenoaren eta

benzo[b]fluorantenoaren tontorren banaketa egokia lortu. 8.2. irudian bi isomeroen

kontzentrazioen batura irudikatu dugu.

_____166_____

___________________________________________________________________ 8. atala

0

50

100

150

200

250

300

Aze

nafta

linoa

Aze

nafte

noa

Fluo

reno

a

Ant

raze

noa

Fluo

rant

zeno

a

Pire

noa

Ben

z[a]

antra

zeno

a

Kris

enoa

Ben

zo[x

]flu

oran

teno

a

Ben

zo[a

]pire

noa

kontzentrazioa (ug g-1)

1 x 5 min

2 x 5 min

Egiaztatutako balioa

8.2. irudia 524 EMEaren PAHen etekinak 5 min-tan zehar 100°C-tan eta 2000

psi-tan (1:1, b/b) azetona:DKM nahastearekin ziklo bakarrean eta bi ziklotan

erauzi ondoren.

8.3.3. Disolbatzailearen azterketa

524 EMEaren HAPen erauzketarako zortzi disolbatzaile edo disolbatzaile

nahaste saiatu ditugu: (1:1, b/b) azetona:DKM, azetona, DKM, AZN, metanola,

iso-hexanoa, (1:1, b/b) iso-hexano:azetona eta toluenoa. Honela, polaritate-tarte

zabala aztertu dugu. 524 EMEaren hiru alikuota disolbatzaile bakoitzarekin erauzi

(aurretik ondorioztatutako baldintzetan) eta emaitzak 8.3. taulan bildu ditugu.

_____167_____


8.3. taula Saiatutako zortzi disolbatzaile bakoitzeko lortutako

kontzentrazioak (µg g-1).

Balio egiaztatua

azetona:DKM azetona MeOH AZN DKM

iso-hexanoa tolueno

a

iso-hex: azetona

Azenaftalinoa a 11.6±0.1 11.4±0.8 <d.m.b 12±1 <d.m. 13±1 11.8±0.4 10.9±0.7

Azenaftenoa

36±2 25.9±0.3 16±3 23±3 22±2 25±4 24±3 27±5

Fluorenoa 101±11 81±2 52±14 83±9 85±9 84±9 80±8 86±11

Antrazenoa 98±2 81±2 68±3 90±6 93±3 80±5 89±4 94±5

Fluorantenoa

296±5 245±7 227±12 271±16 298±8 271±5 281±6 287±16

Pirenoa 173±11 179±3 149±4 139±8 165±11 181±5 163±3 172±2 175±9

Benzo[a] antrazenoa

22,5±1,8 23±0.4 18±1 16±1 18±1 22±1 16±1 19.5±0.6 21±1

Krisenoa 25±1 20±1 17.7±0.4 21±2 23±2 18.1±0.8 21.6±0.9 23±1

Benzo[b] fluoranteno

a

13,5±1,6 16±3 12±2 10.8±0.6 14±1 12.3±0.6 11.1±0.4 13.5±0.8 12.4±0.8

Benzo[k] fluoranteno

a

19,3±1,3 13.7±0.6 12±2 11.5±0.9 12±1 16.0±0.8 10±1 16±1 13.1±0.6

Benz[a] pirenoa

6,2±0,6 10.3±0.5 8.4±0.5 6.5±0.8 7.4±4 8.4±0.3 5.0±0.3 6.5±0.8 7.2±0.2

HAP osoa 1583±53 1313±15 1123±44 1424±97 1538±51 1396±59 1426±61 1505±99

aEgiaztatu gabeko kontzentrazioa.

b<d.m. = detekzio-muga azpitik.

Disolbatzaileak analitoa ondo disolba dezan, antzekoak izan behar direla

erauzketaren arau aitzindaria da. Hala ere, egun disolbakortasun-parametro (δ)

moduko hurbilketa enpirikoa erabiltzen da [δ= (∆E/B)1/2, non ∆E= lurrunketa-

energia eta B=mol-bolumena diren] gero eta gehiago. Hortaz, analitoaren

disolbakortasun-parametroa berdintsua duen disolbatzailea erauzketarako

_____168_____

___________________________________________________________________ 8. atala

disolbatzailerik egokiena litzateke [23]. Hori dela eta, 8.3. irudian eman den

triangeluan, HAPekiko kokapen berdineko disolbatzaileak erauzketa gauzatzeko

egokienak lirateke. Arau honi jarraituz, toluenoarekin eta iso-hexanoarekin,

aurretik aipatu denez [24], etekin altuenak lortu beharko genituzke. Hala ere eta

8.3. taulan ikus daitekenez, ez dugu hori argi eta garbi lortu, eta zenbait kasutan

etekin hobeak disolbatzaile polarrak dituzten disolbatzaile-nahasteekin

(azetona:DKM eta iso-hexano:azetona) lortu ditugu. Saim et al.-ek ere, HAPen

presiopeko jariakinen bidezko erauzketan iso-hexano:azetona nahastearekin

emaitzik hoberenak lortu dituzte [17].

8.3. irudia Disolbakortasun-parametroaren araberako disolbatzaile eta

HAParen kokapen erlatiboa.

HAPen eta naftola bezalako molekulen eta lurzoruen arteko elkarrekintzak

ikertu dituzten zenbait lan aurki daitezke bibliografian. Eguneko HAPen

lurzoruko adsortzioa azaltzeko hurbilketan, HAPek batez ere buztin-mineralekin

elkarrekintza sendoak dituztela pentsatzen da. Buztin-mineralek xafla-egitura

_____169_____


daukate. Urarekin kontaktuan eta urak hidrogeno-zubiak eratzeko duten

ahalmena dela eta, xafla hauek zabal daitezke [25]. Xaflak zabaldu direnean,

molekula lauak xaflen arteko gunean mugi daitezke. Buztinak lehortzerakoan,

molekulak buztin-egituran harrapatuak geldituko dira. Guzti hau dela eta,

lurzoruetako zein sedimentuetako zenbait analito berreskuratzea zaila gerta

daiteke.

Honela, HAPen erauzketa hobetzeko, buztinaren xaflak zabal dezakeen

disolbatzaile polarra behar dugu (azetona) eta HAPak ondo disolbatzeko

gaitasuna duen disolbatzaile ez-polarra (iso-hexanoa edo toluenoa). Baldintza biak

(1:1, b/b) azetona:iso-hexano nahastean betetzen dira eta horregatik, halako

disolbatzaile-nahaste polar/ez-polarrak emaitzik hoberenak eman ditzake zenbait

kasutan.

8.3.4. Elkarrekikotasun-analisia

Zortzi lurzoru desberdin (A, B, C, D, E, F, G eta H deitu ditugunak)

naftalenoarekin, azenaftenoarekin, fluorenoarekin eta pirenoarekin 50 µg g-1-ko

kontzentrazioan esekiduraren bidez dopatu eta 19 egunetan zahartzen utzi ditugu.

Zortzi lurzoruen arearen, alubioiaren, buztinaren eta materia organikoaren

portzentaiak 8.4. taulan ikus daitezke. Lurzoru bakoitzaren hiru alikuota zazpi

disolbatzaile edo disolbatzaile-nahaste desberdinekin [(1:1, b/b) azetona:DKM,

azetona, DKM, AZN, metanola, iso-hexanoa eta (1:1, b/b) iso-hexano:azetona]

erauzi ditugu. Lortutako emaitzak (µg g-1 unitateetan) 8.4. taulan ikus daitezke.

Helburu nagusia HAPen etekinen eta lurzoruaren konposizioaren (arearen,

alubioiaren, buztinaren eta materia organikoaren) eta disolbatzailearen

disolbakortasun-parametroaren arteko erlaziorik dagoen ikustea da [26]. Zentzu

honetan, erabili ditugun tresna nagusiak Osagai Nagusiaren Analisia (ONA) eta

_____170_____

___________________________________________________________________ 8. atala

balidazio-gurutzatuen ereduak dira [21]. Kalkuloak guztiak Unscrambler 7.5 [27]

programarekin egin ditugu.

Lehenengo hurbilketan lurzoru/disolbatzaile datuen eta HAPen etekinen

azterketa independientea egin dugu. Horretarako, lurzoru/disolbatzaile datuak

(8.4. taularen 1-8 zutabeak) eta HAPen etekinak (8.4. taularen azken zazpi

zutabeak) matrize independiente bezala tratatu ditugu. Kasu bietan, euren eragina

batez bestekoaren inguruko aldaketak bezala azaltzeko, datuak zentratu, eta,

aldagaiei guztiei bariantza berdina emateko, datuak eskalatu ditugu.

Transformazio ez-linealek ereduen azalpen-maila hobe dezaketen ikusteko,

disolbakortasun-parametroa (δ) lau modu desberdinetan [δ, δ2, δ0.5, log (δ)] sartu

dugu.

8.4. taula Aztertutako zortzi lurzoruen arearen, alubioaren, buztinaren eta

materia organikoaren portzentaiak, disolbatzaile eta disolbatzaile desberdinen

disolbakortasun-parametroak eta lortutako kontzentrazioak (µg g-1 unitateetan).

Lurzoru/Disolbatzaile-matrizea HAPen kontzentrazioak (µg g-1)

area alubioi buztina MO δ δ2 δ1/2 logδ naf aze flu fen fluor

pir osoa

Aze:DKM(A)

56.9 21.9 17.9 3.2 19.4 376 4.4 1.3 0.0 9.0 9.4 11.1 12.5 17.1 47.0

Aze:DKM(B)

85.5 2.5 7.5 4.5 19.4 376 4.4 1.3 0.0 6.0 5.6 8.9 19.9 29.6 42.4

Aze:DKM(C)

54.4 22.4 18.4 4.7 19.4 376 4.4 1.3 0.0 1.0 14.5 15.0 26.5 3.4 9.4

Aze:DKM(D)

48.9 49.8 1.1 0.2 19.4 376 4.4 1.3 0.0 0.0 7.5 10.3 18.4 18.1 51.7

Aze:DKM(E)

48.7 27.3 23.1 1.0 19.4 376 4.4 1.3 0.0 10.2 12.4 16.1 24.6 32.8 91.5

Aze:DKM(F)

46.6 36.3 9.0 8.0 19.4 376 4.4 1.3 7.4 14.5 16.1 18.1 23.3 33.4 106.3

Aze:DKM(G)

49.7 44.5 3.6 2.1 19.4 376 4.4 1.3 0.0 7.5 7.5 11.8 24.8 27.8 72.1

_____171_____


G)

Aze:DKM(H)

47.8 44.6 3.7 4.0 19.4 376 4.4 1.3 5.7 12.2 11.6 14.4 24.7 28.4 87.9

DKM(A) 56.9 21.9 17.9 3.2 20.5 420 4.5 1.3 0.0 9.8 1. 17.5 22.9 32.6 91.2

DKM(B) 85.5 2.5 7.5 4.5 20.5 420 4.5 1.3 0.0 6.0 6.7 16.9 27.0 9.8 88.8

DKM(C) 54.4 22.4 18.4 4.7 20.5 420 4.5 1.3 0.0 11.0 15.4 18.7 33.0 41.5 116.2

DKM(D) 48.9 49.8 1.1 0.2 20.5 420 4.5 1.3 0.0 0.0 4.8 9.2 23.0 22.1 55.7

DKM(E) 48.7 27.3 23.1 1.0 20.5 420 4.5 1.3 0.0 1.1 17.4 21.5 29.6 6.9 112.3

DKM(F) 46.6 36.3 9.0 8.0 20.5 420 4.5 1.3 9.1 18.3 21.9 21.8 24.1 35.8 127.6

DKM(G) 49.7 44.5 3.6 2.1 20.5 420 4.5 1.3 0.0 0.0 0.0 3.9 17.2 20.0 40.3

DKM(H) 47.8 44.6 3.7 4.0 20.5 420 4.5 1.3 0.0 8.8 8.7 12.9 22.5 25.5 71.7

AZN(A) 56.9 21.9 17.9 3.2 25.1 630 5.0 1.4 0.0 8.5 11.1 15.3 22.3 27.8 78.8

AZN(B) 85.5 2.5 7.5 4.5 25.1 630 5.0 1.4 0.0 8.3 9.5 14.7 24.0 4.8 85.0

AZN(C) 54.4 22.4 18.4 4.7 25.1 630 5.0 1.4 0.0 7.3 7.8 9.7 21.4 26.5 65.0

AZN(D) 48.9 49.8 1.1 0.2 25.1 630 5.0 1.4 0.0 0.0 0.0 0.0 14. 15. 31.9

AZN(E) 48.7 27.3 23.1 1.0 25.1 630 5.0 1.4 0.0 0.0 4.2 12. 24.6 32.1 69.2

AZN(F) 46.6 36.3 9.0 8.0 25.1 630 5.0 1.4 0.0 8.2 10.4 17.8 21.9 31.9 79.3

AZN(G) 49.7 44.5 3.6 2.1 25.1 630 5.0 1.4 0.0 0.0 4.8 8.1 20.7 23.8 54.4

AZN(H) 47.8 44.6 3.7 4.0 25.1 630 5.0 1.4 0.0 0.0 0.0 7.1 21.3 25.2 57.4

Azetona(A) 56.9 21.9 17.9 3.2 18.3 5.0 4.3 1.3 0.0 0.0 4.7 8.3 15.1 20.8 45.5

Azetona(B) 85.5 2.5 7.5 4.5 18.3 5.0 4.3 1.3 8.3 7.3 9.4 14.3 17.3 24.8 79.4

Azetona(C) 54.4 22.4 18.4 4.7 18.3 5.0 4.3 1.3 11.0 9.4 10.7 15.6 28.8 34.5 100.1

Azetona(D) 48.9 49.8 1.1 0.2 18.3 5.0 4.3 1.3 10.1 0.0 4.7 8.2 19.0 17.8 51.2

8.4. taula Jarraipena

Lurzoru/Disolbatzaile-matrizea HAPen kontzentrazioak (µg g-1)

area alubioi buztina MO δ δ2 δ1/2 logδ naf aze flu fen fluor

pir osoa

Azetona(E) 48.7 27.3 23.1 1.0 18.3 5.0 4.3 1.3 12.1 12.1 14.5 20.2 27.6 35.3 116.3

Azetona(F) 46.6 36.3 9.0 8.0 18.3 5.0 4.3 1.3 13.4 12.3 14.9 19.8 25.8 37.8 115.4

Azetona(G) 49.7 44.5 3.6 2.1 18.3 5.0 4.3 1.3 12.9 9.0 10.5 14.9 26.3 29.4 94.8

Azetona(H) 47.8 44.6 3.7 4.0 18.3 5.0 4.3 1.3 12.0 11.2 11.5 14.2 25.5 29.6 96.5

_____172_____

___________________________________________________________________ 8. atala

Metanol(A) 56.9 21.9 17.9 3.2 28.3 801 5.3 1.4 0.0 0.0 0.0 0.0 7.9 13.0 24.2

Metanol(B) 85.5 2.5 7.5 4.5 28.3 801 5.3 1.4 0.0 0.0 0.0 0.0 18.2 27.8 38.8

Metanol(C) 54.4 22.4 18.4 4.7 28.3 801 5.3 1.4 0.0 7.7 8.1 8.2 11.9 1.9 53.4

Metanol(D) 48.9 49.8 1.1 0.2 28.3 801 5.3 1.4 0.0 0.0 0.0 0.0 8.6 7.4 15.7

Metanol(E) 48.7 27.3 23.1 1.0 28.3 801 5.3 1.4 0.0 8.3 9.6 11.2 19.7 22.4 57.8

Metanol(F) 46.6 36.3 9.0 8.0 28.3 801 5.3 1.4 0.0 6.5 7.3 12.5 19.5 27.8 65.6

Metanol(G) 49.7 44.5 3.6 2.1 28.3 801 5.3 1.4 0.0 0.0 0.0 2.5 20.0 23.1 42.0

Metanol(H) 47.8 44.6 3.7 4.0 28.3 801 5.3 1.4 0.0 0.0 4.7 8.5 23.7 28.8 62.0

Aze:i-hex(A)

56.9 21.9 17.9 3.2 16.3 266 4.1 1.2 0.0 6.2 8.0 10.5 25.8 37.5 82.8

Aze:i-hex(B)

85.5 2.5 7.5 4.5 16.3 266 4.1 1.2 0.0 6.0 5.6 8.5 20.2 30.5 62.4

Aze:i-hex(C)

54.4 22.4 18.4 4.7 16.3 266 4.1 1.2 0.0 7.7 9.6 12.6 24.6 30.9 74.8

Aze:i-hex(D)

48.9 49.8 1.1 0.2 16.3 266 4.1 1.2 0.0 0.0 4.0 4.5 11.7 9.8 26.4

Aze:i-hex(E)

48.7 27.3 23.1 1.0 16.3 266 4.1 1.2 0.0 6.3 6.3 10.2 24.5 31.1 74.9

Aze:i-hex(F) 46.6 36.3 9.0 8.0 16.3 266 4.1 1.2 6.1 10.5 12.2 16.0 24.5 35.5 95.5

Aze:i-hex(G)

49.7 44.5 3.6 2.1 16.3 266 4.1 1.2 5.9 6.4 0.0 7.8 21.6 25.3 59.7

Aze:i-hex(H)

47.8 44.6 3.7 4.0 16.3 266 4.1 1.2 5.6 8.8 8.3 12.4 26.4 30.9 81.5

i-Hexano(A)

56.9 21.9 17.9 3.2 14.3 204 3.8 1.1 0.0 6.3 8.5 11.8 21.8 30.8 71.2

i-Hexano(B) 85.5 2.5 7.5 4.5 14.3 204 3.8 1.1 0.0 6.2 6.2 7.6 13.4 18.8 44.0

i-Hexano(C)

54.4 22.4 18.4 4.7 14.3 204 3.8 1.1 0.0 7.0 8.9 12.4 19.5 23.2 61.3

i-Hexano(D)

48.9 49.8 1.1 0.2 14.3 204 3.8 1.1 0.0 0.0 0.0 3.6 9.8 7.9 20.2

i-Hexano(E) 48.7 27.3 23.1 1.0 14.3 204 3.8 1.1 0.0 6.9 7.7 9.4 18.2 20.1 54.3

i-Hexano(F) 46.6 36.3 9.0 8.0 14.3 204 3.8 1.1 0.0 8.5 9.7 16.3 25.0 32.4 89.1

i-Hexano(G)

49.7 44.5 3.6 2.1 14.3 204 3.8 1.1 0.0 0.0 0.0 7.5 18.2 20.6 49.1

i-Hexano(H)

47.8 44.6 3.7 4.0 14.3 204 3.8 1.1 0.0 8.5 8.4 10.0 21.4 24.8 65.9

_____173_____


8.5. taulan ikus daitekenez, lurzoru/disobatzaile-datuen matrizea azaltzeko

lau osagai behar ditugu. Bigarren osagai nagusia disolbakortasun-parametroarekin

(δ−rekin) zuzenean erlazionatuta dago, parametro honetarako kobariantza 1 eta

beste guztietarako 0 baita. Ez da posible beste hiru osagai nagusietarako erlaziorik

aurresatea loadings delakoak aldagaien guztien artean orekatuak baitaude. Hala

ere, lehenengo osagaia arearekin eta alubioiarekin erlazionatuta egon daiteke,

hirugarrena buztinarekin eta laugarrena materia organikoarekin, aldagai hauen

loadings delakoak (letra etzanetan 8.5. taulan) kasu bakoitzean altuenak baitira.

Nahiz eta bost aldagai aztertu (area, alubioia, buztina, materia organikoa eta

disolbakortasun-parametroa) posiblea da lau osagai nagusi soilik behar izatea,

berez, arearen, alubioiaren eta buztinaren portzentaien baturak %100 egiten baitu.

8.4. irudiko scores delakoetan ikus daitekenez, lurzoru bakoitza lerro paraleloetan

proiektatuta eta lerro bakoitza disolbatzailearen disolbakortasun-parametroaren

arabera ordenatuta dago (metanoletik hasita iso-hexanorarte). Beraz,

lurzoru/disolbatzaile-ezaugarriek lurzoru eta disolbatzaile bakoitza, inolako

anbiguotasunik gabe, defini dezakete.

8.5. taula Osagai nagusien (ONen) loadings delakoak

lurzoru/disolbatzailearen eta HAPen datuetarako.

Lurzoru/disolbatzaile-datuen osagai nagusiak HAPen datuen osagai nagusiak

ON1 ON2 ON3 ON4 ON1 ON2 ON3

Area -0.577 0 0.373 -0.432 Aze 0.392 -0.477 0.689

Alubioia 0.692 0 0.060 0.090 Flu 0.407 -0.443 -0.232

Buztina -0.339 0 -0.832 0.236 Fen 0.427 -0.143 -0.600

M.O. -0.272 0 0.406 0.865 Fluor 0.385 0.567 -0.020

δ 0 1 0 0 Pir 0.397 0.482 0.3321

Osoa 0.440 0.040 -0.090

_____174_____

___________________________________________________________________ 8. atala

8.4. irudia Lurzoru/disolbatzaile-datuen scores delakoak.

HAPen datuei dagokienez (naftalenoa kendu dugu bere kontzentrazioa

detekzio-muga azpitik dagoelako esperimentu gehienetan) eta 8.5. taulan ikus

daitekenez, datuak guztiak azaltzeko hiru osagai nagusi behar ditugu. Loadings

delakoen iruditik (ikus 8.5. irudia) azenaftenotik eta fluorantenotik (molekula-

masa baxuko HAPak) eta fluorantenotik eta pirenotik (molekula-masa ertaineko

HAPak) pareko informazioa lortu dugula esan dezakegu, irudian bata bestetik

hurbil baitaude.

Hurrengo pausua, 8.4. taulako datuen guztien ONA egin aurretik, 8.6.

taulan bildu dugun kobariantza-matrizea eraikitzea da. 8.6. taulan bildutako

datuetako behaketa esanguratsuena zera izan daiteke: HAPen etekinekin erlazio

gehien duten aldagaiak buztinaren eta materia organikoaren portzentaiak direla.

_____175_____


8.5. irudia HAPen dautuen loadings delakoak.

8.6. taula Normalizatu gabeko datuen kobariantza-matrizea.

area alubioia

buztina

M.O. δ δ2 δ1/2 logδ aze flu fen fluo

pir oso

area 1.00

alubioia

-0.84 1.00

buztina

-0.01 -0.52 1.00

M.O. 0.14 -0.29 0.03 1.00

δ -9e-9 -6e-9 1e—9 9e-11 1.00

δ2 -1e-9 -4e-9 -2e-10 6e-10 0.99 1.00

δ1/2 2e-9 3e9 1e-8 -1e-9 0.99 0.99 1.00

logδ 1e-8 6e9 7e-9 e-10 0.99 0.98 0.99 1.00

aze -0.06 -0.23 0.38 0.53 -0.26 -0.29 -0.24 -0.22 1.00

flu -0.12 -0.19 0.42 0.46 -0.21 -0.25 -0.19 -0.16 0.91 1.00

fen -0.10 -0.18 0.37 0.46 -0.26 -0.31 -0.24 -0.21 0.83 0.91 1.00

_____176_____

___________________________________________________________________ 8. atala

fluor -0.12 -0.07 0.24 0.28 -0.19 -0.23 -0.16 -0.13 0.58 0.62 0.76 1.00

pir 0.11 -0.335 0.334 0.51 -0.13 -0.17 -0.11 -0.09 0.64 0.66 0.78 0.91 1.00

osoa -0.12 -0.15 0.33 0.48 -0.22 -0.26 -0.19 -0.16 0.84 0.88 0.93 0.86 0.87 1.00

Modeloen azalpen-maila gehitzeko asmotan eta sample-wise normalizazio-

teknika aplikatuz, 8.4. taulako datuak eraldatu ditugu. Normalizaio-teknika honen

funtsa datuen matrizearen lerro bakoitza lerroaren batez bestekoaz zatitzean

datza; horrela, faktore ezkutuaren eragina izkuta dezakegu. Lagina deskribatzeko,

aldagaien balio erlatiboak soilik erabiliko dira eta maila absolutoak daraman

informazioa kenduko da [27].

ONA analisiaren arabera (ikus 8.7. taula), normalizatutako datuen guztien

matrizea azaltzeko, zazpi osagai behar ditugu. Aurretik lurzoru/disolbatzailearen

eta HAPen matrizeen ONA modelo independienteen konbinazioa dirudi, horietan

4 eta 3 osagai nagusi lortu baititugu, hurrenez hurren. Kobariantza-matrizean (8.8.

taulan) berriro ikus dezakegunez, HAPen etekinekin gehien erlazionatutako

aldagaiak lurzoruaren buztinaren eta materia organikoaren portzentaiak dira.

Datu ez-normalizatuen kobariantza-matrizean ezik (ikus 8.6. taula), datu

normalizatuen kobariantza-matrizearen kasuan, disolbakortasun-parametroaren

karratua ere HAPen etekinekin erlazionatuta dago.

8.7. taula Normalizatutako datuen loadings delakoak.

ON1 ON2 ON3 ON4 ON5 ON6 ON7

Area 0.165 0.367 0.504 0.29 -2.6e-02 -0.369 1.0e-02

Alubioia 1.6e-02 0.370 -0.661 -8.2e-02 0.180 0.281 6.6e-02

Buztina 0.192 -8.6e-02 0.435 -0.679 0.103 0.497 1.5e-02

M.O. 0.239 -0.1230 0.143 -0.671 0.1338 0.640 -9.9e-02

δ -2.4e-02 0.558 0.125 -3.1e-02 0.218 2.8e-02 5.3e-02

δ2 -0.368 -0.151 7.6e-02 2.1e-02 2.2e-02 3.8e-02 -1.0e-02

δ1/2 0.161 0.515 7.3e-02 -2.8e-02 0.156 7.8e-02 2.3e-02

_____177_____


log(δ) 1.1e-03 3.1e-03 4.0e-04 -1.7e-04 9.5e-04 4.7e-04 1.3e-04

Aze 0.3324 -0.197 -2.4e-02 5.5e-02 0.386 -0.154 0.760

Flu 0.321 -0.200 -5.7e-02 -8.2e-02 0.474 -0.250 -0.275

Fen 0.360 -9.2e-02 -0.112 -4.2e-02 0.116 -0.142 -0.549

Fluor 0.341 0.123 -0.164 -9.5e-02 -0.460 4.4e-03 0.128

Pir 0.356 2.9e-03 3.8e-02 -3.0e-02 -0.500 6.8e-02 8.0e-02

Osoa 0.369 -7.6e-02 -0.166 -2.7e-02 -0.126 -9.3e-02 -6.4e-02

8.8. taula Norrmalizatutako datuen kobariantza-matrizea.

area alubioia

buztina

M.O. δ δ2 δ1/2 logδ aze flu fen fluo

pir oso

area 1.00

alubioia

-3e-2 1.00

buztina

0.18 -0.32 1.00

M.O. 0.28 -0.20 0.12 1.00

δ 0.65 0.54 -8e-2 -0.22 1.00

δ2 -0.53 -0.27 -0.40 -0.50 -0.18 1.00

δ1/2 0.78 0.56 0.15 9e-2 0.87 -0.63 1.00

logδ 0.78 0.55 0.18 0.13 0.84 -0.68 0.99 1.00

aze 0.15 -0.142 0.42 0.61 -0.35 -0.71 7e-2 0.13 1.00

flu 0.10 0.12 0.47 0.52 -0.34 -0.71 6e-2 0.12 0.88 1.00

fen 0.24 2e-2 0.44 0.55 -0.21 -0.86 0.24 0.0 0.82 0.89 1.00

fluor 0.40 0.27 0.336 0.339 8e-2 -0.92 0.51 0.56 0.60 0.58 0.78 1.00

pir 0.42 -3e-2 0.45 0.58 -0.10 -0.88 0.36 0.41 0.69 0.65 0.82 0.92 1.00

osoa 0.23 7.1e-2 0.41 0.55 -0.23 -0.91 0.26 0.32 0.83 0.83 0.94 0.87 0.90 1.00

Disolbatzailearen disolbakortasun-parametroaren karraturen kausaz

lortutako korrelazio altuagoek lurzoru/disolbatzailearen datuen eta HAPen

_____178_____

___________________________________________________________________ 8. atala

etekinen datuen arteko erregresio-ereduak eraikitzea bermatu du. Kasu honetan,

datu normalizatuetatik abiatuz PLS2 eredua (HAPak guztiak aldi berean) eraiki

dugu. 8.9. taulan PLS2 ereduak bi matrizeetan (X ≡ lurzoru/disolbatzaile-

matrizean eta Y ≡ HAPen matrizean) azal dezakeen bariantzaren portzentaia bildu

dugu.

8.9. taula PLS2 ereduak bi matrizeetan azaldutako bariantzaren portzentaia.

Bariantza % ON1 ON2 ON3 ON4

X azaldu (X osoa)

34 (34) 34 (68) 15 (83) 6 (89)

Y azaldu (Y osoa)

64 (64) 11 (75) 7 (82) 3 (85)

8.6. (a) eta (b) irudietan, HAPen kontzentrazio osorako eta azenaftenorako

esperimentalki lortutako kontzentrazioak eta aurresandako kontzentrazioak ikus

daitezke, hurrenez hurren. Bi adibide hauetan doikuntzaren bi muturrak ikus

daitezke: HAPen kontzentrazio osoa hoberen aurresan dezakeguna da (malda 0.98

eta jatorriko ordenatua 0.03) eta azenaftenorako, aldiz, emaitzarik txarrenak lortu

ditugu.

_____179_____


(a)

(b)

8.6. irudia PLS2 eredu erabiliz, kontzentrazio esperimentalen eta

aurresandako kontzentrazioen erkaketa (a) HAPen kontzentrazio osorako eta (b)

azenaftenoaren kontzentraziorako.

Honelako aurresanen balidazioa egiteko, ausazko laginak [3. lagina

(azetona:DKM C lurzorua), 14. lagina (AZN B lurzorua), 18. lagina (AZN B

lurzorua), 23 lagina (AZN G lurzorua), 29. lagina (azetona E lurzorua), 33. lagina

(metanola A lurzorua), 48. lagina (azetona:iso-hexanoa H lurzorua) eta 52. lagina

(iso-hexanoa D lurzorua)] kalibraziotik kendu, beste laginekin kalibrazioa egin eta

kendutako lagin hauen kalibrazioa aurresan dugu. Kasu honetan PLS1 eredua

HAP bakoitzeko eraiki da. 8.7. (a) eta (b) irudietan azenaftenoaren eta HAP

osoaren predikzioa ikus daiteke, hurrenez hurren. HAPen kontzentrazioa hoberen

aurresan dezakegun kontzentrazioa da. Beste kontzentrazioen eta lagin askoren

kasuan ere, estimatutako ziurgabetasun-bitartean, lortutako emaitzak eta

esperimentalki lortutakoak bat datoz.

_____180_____

___________________________________________________________________ 8. atala

Aurretik aipatutako korrelazioetatik, HAPen etekinak lurzoruaren

buztinaren eta materia organikoaren portzentaiekiko eta disolbatzailearen

disolbakortasun-parametroarekiko menpekotasuna duela ondoriozta dezakegu.

8.8. taulako kobariantza-matrizean ikus daitekenez, buztinerako eta materia

organikorako lortutako korrelazioa positiboa da eta, beraz, etekin hoberenak

buztinaren eta materia organikoaren portzentaia altuetarako lortu ditugu (ikus 8.4.

taula). Disolbakortasun-parametroaren karratuarekiko korrelazioa negatiboa da

eta, ondorioz, etekin hoberenak disolbatzailearen disolbakortasun-parametroak

txikiak izan diren kasuetan lortu ditugu (azetona:iso-hexano eta iso-hexano).

Azken emaitza hau 524 EMErako egindako disolbatzaile-azterketarekin eta Saim et

al.-ek [17] lortutako emaitzekin bat dator.

-0 .1

-0 .0 5

0

0 .0 5

0 .1

0 .1 5

0 .2

0 .2 5

0 .3

0 .3 5

aze:

DK

M(C

)

DK

M(F

)

AZN

(B)

AZN

(G)

aze(

E)

MeO

H(A

)

aze:

i-hex

.(H)

i-hex

(D)

EsperimentalaAurresanda

(a)

_____181_____


0

0 .5

1

1 .5

2

2.5

3

aze:

DK

M(C

)

DK

M(F

)

AZN

(B)

AZN

(G)

aze(

E)

MeO

H(A

)

aze:

i-hex

.(H)

i-hex

(D)

EsperimentalaAurresanda

(b)

8.7. irudia PLS1 ereduan parte hartu ez duten zenbait laginen predikzioa (a)

azenaftenorako eta (b) HAP osorako.

8.4. Bibliografia

[1] DEAN J.R., Analyst, 1996, 121, 85R.

[2] BJORSETH A. eta Randall T., Handbook of Plycyclic Aromatic

Hydrocarbons Volume 2, Marcel Dekker Inc., New York, 1985.

[3] HARVEY R.G., Polycyclic aromatic hydrocarbons: Chemistry and

Carcinogenicity, Cambridge Univ. Press, New York, 1991.

[4] CARMICHAEL L. M. eta Pfaender F. K., Environ. Toxicol. Chem., 1997,

16(4), 666.

_____182_____

___________________________________________________________________ 8. atala

[5] WISCHMANN H., Steinhart H., Hupe K., Montresori G. eta Stehmann R.,

Int. J. Environ. Anal. Chem., 1996, 64, 247.

[6] KASTNER M. eta Mahro B., Appl. Microbio. Biotechnol., 1996, 44, 668.

[7] BAUER J. E. eta Capone D. G., Appl. Environ. Microbiol., 1988, 54, 1649.

[8] WEISSENFELS W. D., Klewer H. J. eta Langhoff J., Appl. Microbiol.

Technol., 1992 36, 689.

[9] CERNIGLIA C. E., Adv. Appl. Microbiol., 1984, 30, 31.

[10] GIBSON D.T eta Subramanian, Microbial Degradation of Organic

Compounds, DT Gibson ed. Marcel Dekker inc., NY, 1984.

[11] BARNABAS I. J., Dean J. R., Tomlinson W. R. eta Owen S. P., Anal. Chem.,

1995, 67(13), 2064.

[12] HAWTHORNE S.B. eta Miller D.J., J. Chromatography, 1987, 403, 63.

[13] HAWTHORNE S.B., Langenfeld J.J., Miller D.J. eta Burford M.D., Anal.

Chem.,1992, 64, 1614.

[14] HOWARD A.L., Yoo W. J., Taylor L.T., Scweighardt F.K., Emery A.P.,

Chesler S.N. eta Maccrehan W.A., J. Chromatograph. Sci., 1993, 31, 401.

[15] BARNABAS I.J., Dean J.R., Fowlis I.A eta Owen S.P., Analyst, 1995, 120,

1897.

[16] DEAN J.R., Anal. Com., 1996, 33, 191.

[17] SAIM N., Dean J.R., Abdullah M.P. eta Zakaria Z., J. Chromatograph. A,

1997, 791(1-2), 361.

_____183_____


[18] FISHER J.A., Scarlett M.J. eta Stott A.D., Environ. Sci. Technol., 1997, 31(4),

1120.

[19] HEEMKEN O.P., Theobald N. eta Wenclawiak B.W., Anal. Chem., 1997, 69,

2171.

[20] BERSET J.D., Ejem M, Holzer R. eta Lischer P., Anal. Chim. Acta, 1999, 383,

263.

[21] MALINOWSKI E.R., Factor Analysis in Chemistry, John Wiley & Sons, Inc.,

New York, 1991.

[22] Test Methods for Evaluating Solid Waste, Method 3545 Accelerated Solvent

Extraction, US EPA SW-843, 3. edizioa., Update III US GPO, Washington,

DC, 1995.eko urtarrila.

[23] DEAN J.R. eta Fitzpatrick L., The Analyst, bidalitakoa, 2000

[24] JACOB J. eta Grimmer G., Quim. Anal., 1994, 13, S119-S123

[25] DEAN J.R. eta Fitzpatrick L., Analyst, bidalita.

[26] BARTON A.F.M., The Handbook of Solubility Parameters and other

Cohesion Parameters, CRC Press Inc. Florida, 1983.

[27] Camo Asa, The Unscrambler, User Manual, Camo Asa, Trodheim, Norway,

1998

_____184_____

9. KOLen Purga-eta-Tranparen Optimizazioa MultiSimplex Programaren bidez.

9.1. Sarrera

K onposatu organiko lurrunkor (KOL) izenak, baldintza normaletan,

atmosferara alde egiteko joera duten konposatuak biltzen ditu.

Konposatu organiko lurrunkor hauen iturriak desberdinak izan daitezke. Zenbait

iturri biogenikoak izan daitezke. Hots, landareek, animaliek eta bakterioek materia

organikoa degradatzean KOLak sor ditzakete. Hala ere, KOLen bidezko lurzoruen

kutsaduraren iturri nagusiak antropogenikoak dira. Petrolioaren industriak

KOLen kantitate izugarriak ekoizten ditu. KOL hauetako batzuk ibilgailuetarako

erregai moduan erabil daitezke, beste batzuk, aldiz, industria kimikoaren

lehengaiak dira. KOL gutxi berziklatzen dira eta gehienak ingurugirora igorriak

dira [1].

Lurzoruetara KOLak bi modutan hel daitezke. Alde batetik, zuzenean

lurzorura isuritako KOLak ditugu. Bestalde, airea kutsatzen duten KOLen

deposizioa daukagu. Jarduera anitzetan KOLak atmosferara hel daitezke: industria

kimikoan, farmazeutikoan eta argazkigintzan disolbatzaileen erabilpenen

ondorioz edota industriaren eta motorren igorpenetan [1].

KOLen toxikotasuna eta ekar ditzaketen arazoak direla eta, hondakin-uren

eta kutsatutako lurzoruen tratamendurako arduradunen artean, KOLen

monitorizazioak gero eta interes gehiago du [2-4]. Zentzu honetan, ingurugiro-

_____183____

KOLen purga-eta-tranparen optimizazioa MultiSimplex programaren bidez _________________

agentzia desberdinek uretako eta zenbait iturritako lurzoruetako KOLen

analisirako ohiko metodoak ezarri dituzte [5-6]. Metodo hauen artean eta kalitate

bermearen eta kalitate kontrolaren baldintzei begira, masa-espektrometroei

lotutako purga-eta-tranpak eta buru-guneak emaitzik hoberenak eskaitzen dituzte

[5].

Hala ere, KOLen analisiak oraindik arazoak erakusten ditu: GK/MEaren

(gas-kromatografia/masa-espektrometriaren) erantzun-bitarte lineal mugatua, lur

askotako KOLen kontzentrazioak zenbait magnitude-ordenekoak izan daitezke

[3], lurren zahartzearen eragina [2], erauzketa-etaparen eraginkortasuna [4], eta

erreferentziazko material eza [4]. Beraz, aurrerago doazen ikerketen eta

hobetutako metodoen garapena elkarte analitikorako balio handikoa da.

MultiSimplex programan [7] inplementatutako simplex metodoaz [8] eta

GK/GBID (gas-kromatografia/garraren bidezko ionizazio-detektorea)

determinazioetaz baliatuz, lurzoruetako KOLen purga-eta-tranparen (PTaren)

bidezko erauzketarako hiru metodo optimizatu ditugu lan honetan. Lehenengo

(A) metodoan, lurzoruari ur-fasea gehitu diogu eta zuzenean PT/GK/GBID

sistemaren bidez determinatu dugu. Bigarren (B) metodoan, ur-fasea gehitu barik

lur-fasetik zuzenean KOLak erauzi ditugu. Azkenik, hirugarren (C) metodoan,

lurreko KOLak ultrasoinu-bainuan eta metanoletan erauzi ostean, ur-lagina

bailitzan, PT/GK/GBIDean determinatu ditugu. 9.1. eskeman (A), (B) eta (C)

metodoen optimizazioan aztertu ditugun aldagaiak eta pausoak bildu ditugu.


9.2.1. Ur-faseko purga-eta-tranparen bidezko

determinazioa. (A) metodoa

_____184_____

___________________________________________________________________ 9. atala

Purga-eta-tranparen bidezko determinazioak garraren bidezko ionizazio

detektorea duen Hewlett-Packard (Avondale, PA, EEBB) 6890 Series gas-

kromatografoari lotuta dagoen Hewlett-Packard purga-eta-tranpa

kontzentragailuan egin ditugu. Laborategian prestatutako lurraren 0.5 g eta

injekzio-ontzitxoa lurzoruetako saiodian sartu eta MultiSimplex programak

agindutako kontzentrazioko sodio kloruroaren 10 mL eta 4 µg mL-1-eko

kontzentraziodun α,α,α-trifluorotoluenoaren (ordezkoaren) eta 4-

bromofluorobentzenoaren (barne-estandarraren) 100 µL gehitu ditugu. Jarraian,

saiodia itxi eta poliki poliki eragin dugu. Lehenengo, atmosfera inertea lortzeko,

lagina N-50 (%99.999) kalitateko helioarekin aurrepurgatu dugu. Ondoren,

MultiSimplex programak proposatutako berotze-tenperaturara eta berotze-

denboran zehar lagina berotu dugu. Gero, MultiSimplex programak

proposatutako denboran zehar 40 mL min-1-eko fluxua duen helioarekin lagina

purgatu eta konposatuak BTEXTRAPTM (Supelco, Bellefonte, PA, EEBB) tranpan, -

20 eta + 30°C bitartean, kontzentratu ditugu. Tranpa hozteko CO2 likidoa erabili

dugu. Azkenik, tranpa 6 min-tan zehar 250°C–tan desorbatu eta 4 min-tan zehar

260°C-tan labekatu dugu.

_____185_____


KOLez kutsatutakolurzorua

Erkaketa

NLREGMultiSimplex

Baldintzaoptimoak

A metodoa1.Lurra + ur-

disoluzioa P-eta-T-an determinatu

Aldagaiakberotze- tenperaturaberotze-denborapurga-denboraNaCl-arenkontzentrazioa



Aldagaiakberotze- tenperaturaberotze-denborapurga-denbora

B metodoa1.Lurra zuzenean

P-eta-T-andeterminatu

Baldintzaoptimoak


egun berreanegun desberdinetan

Baldintzaoptimoak

C metodoa1.Lurra metanoletan

erauzi2 .Erauzia P-eta-T-an

determinatu

Aldagaiakberotze- tenperaturaberotze-denborapurga-denboraNaCl-arenkontzentrazioa



NLREGMultiSimplex

9.1. eskema (A), (B) eta (C) metodoetan, KOLen purga-eta-tranparen bidezko

determinaziorako optimizazioan aztertutako aldagaiak eta pausoak.

9.2.2. Purga-eta-tranparen bidezko erauzketa zuzena.

(B) metodoa

_____186_____

___________________________________________________________________ 9. atala

Laborategian prestatutako lurraren 0.5 g, lagina gorde den injekzio-

ontzitxoa eta 4 µg mL-1-eko kontzentraziodun α,α,α-trifluorotoluenoaren

(ordezkoaren) eta 4-bromofluorobentzenoaren (barne-estandarraren) 100 µL

lurzoruetarako saiodira gehitu ditugu. Lagina aurrepurgatu ondoren, diseinu

esperimentalak zehaztutako tenperaturan eta denboran berotu eta purgatu dugu.

9.2.3. Metanolaren bidezko erauzketa eta purga-eta-

tranparen bidezko determinazioa. (C) metodoa

Laborategian prestatutako laginaren 5 g dituen ontzira 5 mL metanol eta 200

µg mL-1-eko kontzentraziodun α,α,α-trifluorotoluenoaren (ordezkoaren) 20 µL

gehitu ditugu. Nahastea 10 min-tan sonikatu eta, analisiaren momentura arte,

hozkailuan 4 °C-tan gorde dugu. Erauziaren 100 µL, 2 µg mL-1-eko

kontzentraziodun 4-bromoflurobentzenoaren (barne-estandarraren) 50 µL eta

MultiSimplex programak proposatutako kontzentraziodun sodio kloruroaren

disoluzioaren 4.85 mL plater porotsua duen ontzira gehitu ditugu. Jarraian,

saiodia itxi eta poliki poliki eragin dugu. Lehenengo, atmosfera inertea lortzeko,

lagina N-50 kalitateko helioarekin aurrepurgatu dugu. Ondoren, MultiSimplex

programak proposatutako berotze-tenperaturatara eta berotze-denboran zehar

lagina berotu dugu. Gero, MultiSimplex programak proposatutako denboran

zehar 40 mL min-1-eko fluxua duen helioarekin lagina purgatu eta konposatuak

BTEXTRAPTM (Supelco, Bellefonte, PA, EEBB) giro-tenperaturara dagoen tranpan

kontzentratu ditugu. Azkenik, tranpa 6 min-tan zehar 250°C -tan desorbatu eta 4

min-tan zehar 260°C-tan labekatu dugu.

9.2.4. Erreaktiboak

2000 µg mL-1-eko kontzentraziodun konposatu organiko aromatikoen 8020B

nahastea, α,α,α-trifluorotoluenoa eta 4-bromofluorobentzenoa Supelco-ri (Supelco,

_____187_____


Bellefonte, EEBB) erosi dizkiogu. Disoluzioak guztiak 4 °C-tan eta ilunpetan gorde

ditugu. Beirazko materiala guztia A gradukoa da eta laborategiko tenperaturan

kalibratu dugu.


Nervión (Erandio, Bizkaia) enpresatik lortutako buztin-lurra erabili dugu. Lagina

ISO 11464 arauari [9] jarraituz lehortu, ehotu eta bahetu dugu. Konposatu

lurrunkorrik ez duen lurra bi eratara dopatu dugu. Alde batetik, A eta B metodoen

optimizaziorako, lurraren 0.5 g 1 mL-ko injekzio-ontzitxoan sartu eta konposatu

organiko aromatikoen 8020B nahastearen 4 µg mL-1 disoluzioaren 100 µL gehitu

ditugu. Ontzitxoa zigilatu, irabiatu eta 4°C-tan 20 orduz gutxienez gorde dugu.

Gehitutako kontzentrazioen arabera, KOLen guztien kontzentrazioa lurrean 0.8 µg

g-1-eko da. A metodoaren optimizaziorako, 25 mL-ko ontzian eta lurraren 5 g-tan,

konposatu organiko aromatikoen 8020B nahastearen 4 µg mL-1 disoluzioaren 1 mL

gehitu ditugu. KOLen kontzentrazioa lurrean berriro ere 0.8 µg g-1-eko dugu.

Purga-eta-tranparen bidezko determinazioan analitoaren eta lurraren arteko

ekintzak [10] kontuan hartu nahi izan ditugu eta horregatik, laginak gutxienez 20

ordu aurretik prestatu ditugu. Dopatze-metodo hau jarraitu dugu eta ez

bibliografian aipatzen diren beste batzuk [10-11], lurrunaren bidezko dopatzearen

bidez prestatu genituen laginak ez direlako homogeneoak izan.

9.2.5. Purga-eta-tranparen kalibrazioa

Erauzketaren baldintzak eta kalibrazioaren baldintzak berberak izateko,

garatu dugun metodo bakoitzerako kalibrazioa modu batean egin dugu. Horrela,

A metodoaren kasuan, konposatu lurrunkorrak ez dituen lurraren 0.5 g, gehi

injekzio-ontzitxoa, lurretarako saiodian sartu eta kontzentrazio desberdinetako

stock disoluzio estandarren 10 mL saiodira gehitu ditugu. Kalibraziorako

disoluzioetan α,α,α-trifluorotoluenoa (ordezkoa) eta 4-bromofluorobentzenoa

(barne-estandarra) erauzketetako kontzentrazio berdinean daude. Disoluzio

_____188_____

___________________________________________________________________ 9. atala

estandarrak erauzketarako baldintza optimoetan determinatu dira (ikus Emaitzak

eta Eztabaida atalena datozen baldintzak).

B metodoaren kasuan KOLik ez duen lurraren 0.5 g, gehi injekzio-ontzitxoa,

lurretarako saiodira gehitu eta stock disoluzio estandarraren kontzentrazio

desberdinak, α,α,α-trifluorotoluenoaren (ordezkoaren) eta 4-

bromofluorobentzenoaren (barne-estandarraren) 100 µL gehitu ditugu. Ondoren,

kalibrazio-kurba erauzketarako baldintza optimoetan determinatu dugu.

Azkenik, metanolaren bidezko aurrerauzketa erabiltzen duen C metodoaren

kasuan, erauzien kontzentrazio berdinean α,α,α-trifluorotoluenoa (ordezkoa) eta

4-bromofluorobentzenoa (barne-estandarra) dituen stock disoluzioen 5 mL gehitu

eta baldintza optimoetan determinatu ditugu.

Kromatografia-baldintzei dagokionez, hauexek izan dira: 30 m-ko luzera,

0.32 mm-ko barne-diametroa eta 1.8 µm-ko lodierako geruzadun HP-624 zutabe

kapilarra 50°C –tan eta 1 min-tan zehar mantendu dugu; ondoren, 5°C min-1 -eko

abiadurarekin 140°C-tara igo dugu eta 0.5 min-tan zehar mantendu dugu. Gas

garraiatzaile bezala N-50 kalitateko helioa erabili dugu, fluxua 5.74 mL min-1-ekoa

eta zutabearen buruan presioa 18 psi-koa izanik. Injektorea 250°C-tan eta banaketa

moduan eta detektorea 280°C-tan mantendu ditugu.

9.1. taulan kalibrazio-tarteak eta kalibrazioarekin erlazionatutako

parametroak bildu ditugu. Detekzio- eta koantifikazio-muga hiru lagin zurien

erantzunaren batez bestekotik kalkulatu ditugu.


9.3.1. MultiSimplex programaren bidezko optimizazioa

_____189_____


A, B eta C metodoen optimizaziorako kontsideratu ditugun aldagaiak,

euren erreferentzia-balioak eta balioen aldaketa-pausoa 9.2. taulan bildu ditugu.

MultiSimplex programak proposatutako esperimentuak eta A, B eta C

metodoetarako lortutako emaitzak 9.3., 9.4. eta 9.5. tauletan bildu ditugu, hurrenez

hurren.

9.1.taula Kalibrazio-tarteak eta 5 puntuko kalibrazio-kurbaren parametro

estatistikoak: (A) eta (B) metodoetan 0.1 eta 0.8 µg tartean eta (C) metodoan 0.03

eta 0.2 µg tartean.

A Ben. Tol. Kloro. Etil. m-Xil.

o-Xil. 1,3-Dikloro

.

1,4-Dikloro

.

1,2-Dikloro

.

Efea 1.47 1.98 1.43 1.90 2.29 2.18 1.08 1.14 1.23

r2 0.940 0.991 0.984 0.991 0.988 0.987 0.977 0.972 0.969

Detekzio-mugab (µg) 0.017 0.033 0.0002 0.006 0.061 0.050 0.037 0.015 0.016

Koantifikazio-mugac (µg) 0.023 0.049 0.0008 0.009 0.090 0.074 0.072 0.023 0.032

B Ben. Tol. Kloro. Etil. m-Xil.

o-Xil. 1,3-Dikloro

.

1,4-Dikloro

.

1,2-Dikloro

.

Efe d 0.82 1.03 1.66 2.68 2.24 0.87 0.87 0.76

r2 0.982 0.974 0.980 0.994 0.995 0.974 0.960 0.944

Detekzio-muga (µg) 0.06 0.015 0.015 0.062 0.035 0.013 0.024 0.043

Koantifikazio-muga (µg) 0.047 0.030 0.024 0.106 0.050 0.025 0.033 0.080

C Ben. Tol. Kloro. Etil. m-Xil.

o-Xil. 1,3-Dikloro

1,4-Dikloro

1,2-Dikloro

_____190_____

___________________________________________________________________ 9. atala

. . .

Efe 1.76 2.62 1.67 2.38 3.80 3.14 1.32 1.36 1.46

r2 0.996 0.985 0.992 0.993 0.992 0.996 0.991 0.990 0.992

Detekzio-muga (µg) 0.002 0.019 0.003 0.005 0.035 0.026 0.006 0.014 0.012

Koantifikazio-muga (µg) 0.004 0.025 0.0034 0.008 0.036 0.030 0.013 0.020 0.025

a Efe= Erantzun-faktore erlatiboa = EfEf

i

b e. .

b Detekzio-muga = Zuriaren erantzuna + 3 aldiz zuriaren erantzunaren

desbideratzea.

c Koantifikazio-muga = Zuriaren erantzuna + 10 aldiz zuriaren erantzunaren

desbideratzea.

d Bentzenoa ezin izan dugu B metodoan koantifikatu.

9.2. taula Optimizazioan kontsideratutako aldagaiak, euren erreferentzia-

balioak eta balioen aldaketa-pausoa A, B eta C metodoetan.

Aldagaia Erreferentzia-balioa Aldaketa-pausoa

Berotze-tenperatura (°C) 70 40

Berotze-denbora (min) 10 8

Purga-denbora (min) 10 8

NaCl (mol L-1) 2.5 5

A metodoaren optimizazioaren kasuan, 24 saio aurrera eraman ondoren

gelditzea erabaki dugu, elkarte-balioak ez baitu hobetu. Hortaz, baldintza

optimoak azken simplex-a osotu duten saioen (19, 21, 23, 25 eta 28 saioen)

baldintzen batez bestekoa bezala definitu ditugu. Honela, KOLen purga-eta-

tranparen bidezko determinazioan lurraren gainean ur-fasea gehitu denean 0.04

_____191_____


mol L-1-ko disoluzioaren 10 mL gehitu eta 83°C-tan 8.4 min-tan zehar berotu

ondoren, 8 min-tan zehar purgatu behar dugu. Berotze-tenperatura ez dator bat

EPAren (Environmental Protection Agency delakoaren) 5035 metodoan [5] 8021b

metodoko [5] konposatuetarako proposatutako giro-tenperaturarekin. EPAko

metodo honetan purgarekin bat irabiatzea edo sonikazioa proposatu da baina guk

ez dugu halakorik egin eta agian horregatik tenperatura altuagoak behar izan

ditugu. Purga-denbora pixkat laburragoa lortu dugu (7.8 min vs. 11 min).

Azkenik, EPAren 5035 metodoan ez da berotze-denbora finkatu eta sodio

kloruroaren adizioa ez da aztertu. Beraz, lan honen ostean, bi aldagai hauek

hobeto finkatuak daude.

Baldintza hauek 4. atalean lurzoruetako fenolen purga-eta-tranparen

bidezko determinaziorako lortutako balioekin (8 min-ko purga lagina 73°C-tan

15.8 min-tan zehar berotu ondoren 8 min-ko purga eta 5 mol L-1-eko

kontzentraziodun sodio kloruroa) erkatuz, kasu bietan berotze-tenperaturak eta

purga-denborak antzekoak direla ikus daiteke. Fenolen kasuan berotze-denbora

luzeagoak lortu ditugu, ordea. Lurrunkortasunari begira, atal honetan aztertutako

konposatu organikoak fenolak baino lurrunkorragoak dira eta lurzorutik

erauzteko berotze-denbora laburragoa behar izatea logiko dirudi. Gainera,

konposatuak lurrunkorrak direnean, zenbat eta berotze-denbora luzeagoak, gero

eta galera handiagoak [12]. Sodio kloruroaren gehiketak ere aurkako eragina izan

du fenolen eta KOLen erauzketan. Sodio kloruroaren presentziak fenolen

erauzketa hobetu duen bitartean, sodio kloruroaren kontzentrazio baxuek edo

NaCl ezak ikertutako konposatu organiko lurrunkorren erauzketa hobetu du.

Hewitt-ek aipatu bezala [10], sodio kloruroa bezalako gatz inerteak konposatuak

fase likidotik gas-fasera pasatzen beti lagunduko duen bitartean, ez da berdina

gertatu behar analitoak fase solidotik (lurzorutik, gure kasuan) fase likidora pasatu

behar direnean. Kasu honetan, lurraren eta analitoaren izaeraren arabera, sodio

kloruroaren presentziak erauzketa lagun dezake edo, analitoaren eta lurraren

_____192_____

___________________________________________________________________ 9. atala

ekintzak gehitzen baldin baditu, erauzketa eragotzi dezake. Honela, fenolen

kasuan, sodio kloruroak erauzketa lagundu du eta KOLen kasuan eragotzi.

9.3. taula A metodoaren optimizaziorako MultiSimplex programak

proposatutako esperimentuak eta lortutako emaitzak.

Matrizearen diseinua Erantzuna

# Berotze-T (°C)

Berotze-t (min)

Purga-t (min)

NaCl (mol L-1) Ben. Tol. Kloro. Etil. m-Xil. o-Xil. 1,3-Di. 1,4-Di. 1,2-Di.

Elkarte-balioa

1 90 6.0 14.0 5.0 182 301 257 263 395 391 205 218 251 0.11

2 90 14.0 6.0 0.0 295 416 376 430 603 594 337 360 347 0.36

3 50 6.0 14.0 0.0 299 399 372 421 611 601 339 366 412 0.40

4 50 14.0 14.0 5.0 223 229 207 205 320 328 171 182 216 0.08

5 50 6.0 6.0 5.0 390 241 208 208 325 321 175 184 209 0.16

………………………………………….

*19 83 9.8 7.9 0.1 598 456 379 460 644 615 309 331 374 0.45

20 64 -1.4 12.8 0.1 a

*21 83 10.2 7.7 0.0 647 490 398 497 697 654 331 351 385 0.49

22 60 14.8 13.6 0.1 672 316 201 278 453 379 150 164 167 0.18

*23 83 5.2 7.9 0.0 398 471 413 486 691 663 368 395 434 0.56

24 66 8.1 9.2 0.1 693 209 143 177 344 284 118 133 144 0.14

*25 79 7.7 9.5 0.0 779 372 339 385 539 537 302 325 371 0.37

26 100 10.5 2.5 0.1 903 229 173 217 359 306 135 151 151 0.15

27 50 5.1 16.3 -0.1

*28 87 9.2 5.9 0.1 956 330 276 322 493 459 236 227 285 0.26

29 63 6.4 12.9 -0.1

aEsperimentu hauen baldintzak esperimentalki ezinezkoak dira.

# Azken sinplex-aren saioak.

9.4. taula B metodoaren optimizaziorako MultiSimplex programak


Matrizearen diseinua Erantzuna

_____193_____


# Berotze-T (°C)

Berotze-t (min)

Purga-t (min) Ben. Tol. Kloro. Etil. m-Xil. o-Xil. 1,3-Di. 1,4-Di. 1,2-Di.

Elkarte-balioa

1 90 14.0 14.0 0.0 0.0 136 144 736 664 284 389 303 0.06

2 50 6.0 14.0 0.0 319 238 360 445 363 110 106 100 0.08

3 90 6.0 6.0 0.0 81 227 336 407 334 108 106 95 0.12

4 50 14.0 6.0 0.0 244 186 296 348 275 67 62 53 0.15

5 100 3.3 16.3 0.0 217 142 133 618 665 291 305 308 0.15

6 70 9.5 23.8 0.0 66 153 159 738 709 282 293 276 0.15

7 40 16.4 17.8 206 455 218 342 420 332 83 79 67 0.16

8 90 13.5 24.9 0.0 0.0 126 133 599 770 371 382 370 0.23

9 110 17.2 30.3 a

10 133 1.1 25.8

11 63 12.6 19.8 0.0 284 333 485 604 510 172 172 155 0.25

12 49 20.4 29.0 119 299 396 553 678 611 259 245 213 0.37

13 23 29.0 35.1 162 512 324 484 597 500 141 134 119 0.33

14 65 21.5 25.3 0.0 189 323 472 763 672 297 282 264 0.31

15 62 27.5 26.1 0.0 167 282 413 914 781 282 292 264 0.28

16 71 28.3 33.5 0.0 208 305 432 1080 937 385 403 378 0.48

17 75 36.2 40.4 0.0 86.6 303 386 1133 1013 490 490 429 0.61

18 61 43.2 43.9 0.0 288 402 506 707 652 330 354 346 0.42

19 61 39.2 49.4 0.0 306 384 584 1072 924 418 445 424 0.66

20 61 45.1 61.1 0.0 247 379 493 887 813 436 468 467 0.62


B metodoan, konposatu lurrunkorren erauzketa zuzenaren optimizazioan,

berotze-tenperatura optimoa 61°C inguruan aurkitu dugu, tenperatura ertainetara,

hain zuzen ere. Azpimarratzekoa da optimizazio-prozesu honetan bi joera

desberdin agertu direla. Bentzenoaren, toluenoaren, klorobentzenoaren eta

etilbentzenoaren erauzketa tenperatura baxuagoetara eraginkorragoa den

bitartean, beste konposatuena (m-xilenoarena, o-xilenoarena, 1,3-

diklorobentzenoarena, 1,4-diklorobentzenoarena eta 1,2-diklorobentzenoarena)

tenperatura altuagoetan da. Horrela, erauzketaren optimizazioa zatika egin izan

_____194_____

___________________________________________________________________ 9. atala

bagenu, tenperatura optimo baxuagoa lortuko genuke bentzenorako, toluenorako,

klorobentzenorako eta etilbentzenorako eta altuagoa beste guztietarako (m-

xilenorako, o-xilenorako, 1,3-diklorobentzenorako, 1,4-diklorobentzenorako eta

1,2-diklorobentzenorako). Baina, MultiSimplex programak, elkarte-funtzioaren

bidez, analitoen guztien eragina kontuan hartu duenez, baldintza optimoa

definitzeko, bitarteko tenperatura optimotzat proposatu du. Aurreko

prozedurarekin konparatuz, lortutako berotze- eta purga-denbora oso luzeak izan

dira; izatez, eguneroko analisirako luzeegiak. Laugarren aldagai bezala analisiaren

denbora osoa sartu beharko genuke eta MultiSimplex programari laburtzeko

eskatu. 9.1. irudian ikus daitekenez, azken hiru esperimentuetan, erantzun laura

heldu garela esan dezakegu eta horrela, baldintza optimoak 9.4. taulako azken

hiru saioen batez bestekoa bezala finkatu ditugu: 51.1 min-ko purga 61°C-tan 42.6

min-tan zehar berotu ondoren.

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0 5 10 15 20

Saioa

Elkarte-balioa

9.1. irudia Lurzoruetako konpostau organiko lurrunkorren erauzketa

zuzenaren (B metodoaren) optimizazioan elkarte-balioak izandako eboluzioa.

_____195_____


C metodoaren kasuan, saioak aurrera doazela, ez dugu elkarte-balioaren

hobekuntza nabarmenik ikusi (Ikus 9.2. irudia). Ondorioz, baldintza optimoak

azken simplex algoritmoaren (9.5. taulako 6re1, 21, 13re1, 22, 24 saioen) baldintzen

batez bestekoa bezala definitzea erabaki dugu; honela, metanoletan aurrerauzi

ditugun bentzenoaren, toluenoaren, klorobentzenoaren, etilbentzenoaren, m-

xilenoaren, o-xilenoaren, 1,3-diklorobentzenoaren, 1,4-diklorobentzenoaren eta

1,2-diklorobentzenoaren purga-eta-tranparen bidezko determinaziorako baldintza

optimo hauek finkatu ditugu: metanoletan egindako erauziaren 100 µL 4.3 mol L-1

sodio kloruroaren 4.85 mL-tan isuri eta 46°C-tan eta 7.5 min-tan zehar berotu

ondoren 4.3 min-tan zehar purgatu. Optimizazioan lortu dugun berotze-

tenperatura (46°C) eta EPAren 5035 metodoan [5] proposatutakoa (∼40°C) bat

datoz baina purga-denbora laburragoak lortu ditugu (4.3 min vs. 12 min).

0,0000,050

0,1000,150

0,2000,2500,300

0,3500,400

0,4500,500

0 5 10 15 20 25

Saioa

Elkarte-balioa

9.2. irudia Lurzoruetako KOLen C metodoaren optimizazioan elkarte-balioak

izandako eboluzioa.

A metodoaren eta C metodoaren baldintza optimoak erkatuz, KOLak

metanoletan aurrerauzi ditugunean berotze-tenperatura baxuagoak erabili behar

izan ditugula eta, kasu bietan, sodio kloruroaren presentziak aurkako eragina izan

_____196_____

___________________________________________________________________ 9. atala

duela esan daiteke. Gogoratu, Hewitt-en arabera [10] sodio kloruroa bezalako

gatzak beti lagunduko duela ur-disoluzioan dauden analitoak lurrun-fasera

igarotzea eta hori da hain zuzen ere, C metodoan baieztatu izan ahal duguna:

sodio kloruroaren kontzentrazio altuek (4.3 mol L-1) erauzketaren eraginkortasuna

hobetu dute.

9.5. taula C metodoaren optimizaziorako MultiSimplex programak


Matrizearen diseinua Erantzunak

# Berotze-T (°C)

Berotze-t (min)

Purga-t (min)

NaCl (mol L-1) Ben. Tol. Kloro. Etil. m-Xil. o-Xil. 1,3-Di. 1,4-Di. 1,2-Di.

Elkarte-balioa

1 50 14.0 6.0 0.0 466 676 435 623 1048 847 345 358 377 0.37

2 90 14.0 14.0 0.0 85 38 376 528 910 719 293 310 365 0.22

3 90 14.0 6.0 5.0 0.0 608 449 624 1012 830 351 364 399 0.47

4 50 6.0 14.0 5.0 193 797 502 728 1205 980 409 428 446 0.43

5 90 6.0 6.0 0.0 209 718 441 625 1047 855 357 734 400 0.34

6 50 6.0 2.0 5.0 487 750 472 675 1131 916 373 385 412 0.43

7 30 14.0 8.0 7.5 a

8 30 14.0 8.0 5.0 483 750 469 670 1124 913 375 386 415 0.43

9 53 12.0 6.8 2.5 454 754 471 674 1136 922 378 390 419 0.42

10 92 5.0 6.4 3.8 216 639 387 539 900 734 311 322 350 0.27

11 45 11.8 7.6 4.7 314 741 764 666 1125 911 375 387 407 0.37

12 65 6.9 8.0 7.4

13 56 10.7 7.1 3.7 283 831 498 711 1191 972 405 421 448 0.44

14 78 6.6 7.0 4.7 274 680 386 542 951 761 308 318 352 0.29

15 53 10.5 7.4 4.7 275 774 482 690 1140 935 393 406 436 0.40

3re1 90 14.0 6.0 5.0 0.0 678 447 618 1002 824 350 364 401 0.27

16 20 2.6 9.3 4.2 232 668 420 602 1004 824 349 361 289 0.43

4re1 50 6.0 14.0 5.0 232 668 420 602 1004 824 349 361 389 0.31

_____197_____


17 33 5.5 8.4 4.4 450 729 455 653 1086 887 371 384 412 0.40

6re1 50 6.0 2.0 5.0 452 795 473 672 1126 923 789 295 417 0.43

18 37 8.9 -1.1 3.8

19 47 6.7 10.2 4.7 567 677 400 573 1014 819 327 341 372 0.39

20 88 14.4 4.1 4.9 506 726 425 593 1014 819 327 341 372 0.39

21 33 5.5 8.0 4.4 579 777 468 670 1142 933 382 397 430 0.48

13re1 56 10.7 7.1 3.7 549 789 466 665 1134 928 382 399 429 0.45

22 49 9.7 2.1 4.2 562.8 847 487 695 1178 962 394 413 441 0.52

23 50 11.1 -2.0 4.0

24 41 5.5 2.2 4.0 449 826 487 694 1172 961 391 407 423 0.46


9.3.2. Tranparen hoztearen eragina

Baldintza optimoak finkatu ondoren eta erauzketaren eraginkortasuna

hobetzeko asmotan, tranparen tenperatura desberdinak saiatu ditugu.

Horretarako, CO2 likidoa erabiliz, tranpa tenperatura desberdinetan hoztu dugu.

9.3. irudia ikus daitekenez, tranpa hozteak ez dakar hobekuntza nabarmenik eta

gainera, tenperatura jeistean, bentzenoaren eta metanolaren seinaleak gainezarri

dira, azkenaren tontorra handitu delako. Horrez gain, erabili behar den CO2

likidoaren kantitatea nahiko altua da (gas-ontzi txikia 10 esperimentuko, gutxi

gorabehera) eta honek analisia garestituko du. Honela, tranpa giro-tenperaturatara

uztea erabaki dugu.

_____198_____

___________________________________________________________________ 9. atala

200

400

600

800

1000

-20 -10 0 10 20 30

T (ºC)

ben

tol

kloro

etil

m-xil

o-xil

1,3-dikloro

1,4-dikloro

1,2-dikloro

Azalera

9.3. irudia Tranparen hoztearen eragina KOLen purga-eta-tranparen bidezko

determinazioan.

9.3.3. Purga-eta-tranparen bidezko determinazioen

errepikakortasuna

Garatutako hiru metodoen errepikakortasuna aztertzeko, lurzoruaren 15

lagin hiru egunetan zehar eta metodo bakoitzaren baldintza optimoetan erauzi

ditugu. Lortutako emaitzak 9.6., 9.7. eta 9.8. tauletan bildu ditugu.

9.6. taula Hiru egunetan A metodoaren bidez determinatutako 15 laginetan

lortu ditugun etekinak.

# Eguna

Bentzenoa Toluenoa Kloro. Etil. m-Xilenoa o-Xilenoa 1,3-

Dikloro. 1,4-

Dikloro. 1,2-

Dikloro.

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 78 50 57 87 70 69 88 69 69 88 69 68 92 75 73 91 74 73 83 68 67 83 68 67 80 66 65

2 60 50 59 86 70 66 88 72 65 87 71 65 92 77 71 91 76 70 86 71 63 86 71 63 86 68 61

_____199_____


3 74 60 54 87 92 70 89 94 73 87 93 71 91 98 78 91 98 77 85 93 72 84 96 72 81 91 78

4 74 53 58 83 75 80 83 75 83 83 74 81 89 80 76 87 79 86 80 76 83 79 75 82 83 73 79

5 66 60 54 71 84 62 73 84 70 73 83 69 78 88 75 77 88 74 72 84 68 73 84 68 75 81 67

Feba

0.6 0.9 0.9 0.8 0.9 0.9 1.0 1.0 1.5

Feab

11 3.7 2.7 3.2 3.3 2.9 2.5 2.3 3.0

a Egun berean Fkrit0 05 384. .=

b Egunen artean Fkrit0 05 4 46. .=

9.6. taulako datuen bariantza-analisia egin dugu eta, %95eko konfidantza-

mailan, egun berean analizatutako laginak guztiak KOL guztietarako estatistikoki

berdinak dira. Egunen artean, aipatutako konfidantza-mailan, bentzenoaren

emaitzak soilik dira nabarmenki desberdinak. Horregatik, bentzenorako ezik,

neurketen guztien bariantza 15 saioen bariantza bezala adierazi dugu.

Bentzenoaren kasuan, eta aurreko ataletan bezala bariantza osoa analisiaren

bariantza eta egun bereko eta egunen arteko bariantzen batura bezala adieraztea

erabaki dugu.


sosoa2

sarteko2

bariantza osoa, analisiaren bariantza, egun bereko bariantza eta

egunen arteko bariantza da.

sa2 sbereko

2

9.7. taula Hiru egunetan B metodoaren bidez determinatutako 15 laginetan


# Eguna

_____200_____

___________________________________________________________________ 9. atala

Toluenoa Kloro. Etil. m-Xilenoa o-Xilenoa 1,3-Dikloro. 1,4-Dikloro.

1,2-Dikloro.

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 46 31 37 71 65 70 61 53 53 93 75 110 99 100 100 128 107 126 133 116 130 155 137 139

2 48 36 41 65 70 73 53 61 57 73 77 108 78 76 118 107 126 145 111 130 153 123 139 140

3 46 36 37 65 56 56 54 40 43 82 98 71 88 98 77 121 101 116 125 104 123 140 119 140

4 34 35 32 61 61 53 47 50 40 81 80 92 89 79 101 128 95 144 134 101 151 148 117 165

5 36 35 32 61 63 53 50 47 40 75 88 92 80 88 101 110 110 144 115 101 151 128 117 165

Feba

2.7 4.1 4.7 0.2 0.4 0.7 1.0 0.4

Feab

6.2 0.7 2.2 1.4 1.5 8.8 12 3.5



B metodoaren kasuan eta %95eko konfidantza-mailarako,

klorobentzenoaren eta etilbentzenoaren egun bereko emaitzek desberdintasun

nabarmenak erakutsi dituzte. 1,3-Diklorobentzenoaren eta 1,4-

diklorobentzenoaren kasuan, egunen arteko desberdintasun nabarmenak daude.

Hauen kasuan ere, bariantza osoak 9.1. ekuazioan adierazi den bezala kalkulatu

ditugu.

C metodoaren kasuan, eta konfidantza-maila berdinean, etilbentzenoaren,

m-xilenoaren, o-xilenoaren eta 1,3-diklorobentzenoaren egun bereko emaitzek

desberdintasun nabarmenak erakutsi dituzte. Bentzenoak, etilbentzenoak, o-

xilenoak, 1,3-diklorobentzenoak eta 1,2-diklorobentzenoak egunen arteko

desberdintasunak agertu dituzte. Berriro ere, bariantza osoak 9.1. ekuazioan

adierazi den bezala kalkulatu ditugu.

9.9. taulan batez besteko balioak eta desbideratze estandar erlatiboak bildu

ditugu. Desbideratze estandar erlatiboak ikertutako konposatu guztietarako

_____201_____


nahiko onak dira: %11-21 A metodorako, %11-16 B metodorako eta %9-15 C

metodorako.

9.8. taula Hiru egunetan C metodoaren bidez determinatutako 15 laginetan


# Eguna

Bentzenoa Toluenoa Kloro. Etil. m-Xilenoa o-Xilenoa

1,3-Dikloro.

1,4-Dikloro.

1,2-Dikloro.

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 58 62 72 74 87 74 60 70 66 62 52 67 90 79 87 79 67 79 59 60 66 64 75 84 69 77 87

2 61 59 70 76 71 84 61 59 76 63 61 77 92 88 99 80 76 90 66 57 77 72 64 79 75 64 80

3 66 64 82 81 76 94 67 63 88 70 66 89 94 92 108 84 81 100 65 61 87 71 67 93 74 66 95

4 63 69 76 91 82 88 68 68 81 70 70 82 104 99 116 95 86 94 78 66 82 85 73 100 87 75 104

5 56 72 77 84 87 86 72 72 78 73 65 79 96 103 98 87 90 90 71 69 81 78 76 79 80 74 84

Feba

1.8 1.3 1.8 9.1 6.1 5.7 4.0 2.0 2.5

Feab

16 0.7 7.8 29 3.8 5.8 15 8.0 12



9.9. taula Etekinak, analisiaren desbideratze estandarrak, egun bereko

desbideratze estandarrak, egunen arteko desbideratze estandarrak eta

desbideratze estandar osoa A, B eta C metodoetarako.

Etekinak (%) Analisiaren DEE(%)

Egun bereko DEE (%)

Egunen areteko DEE

(%)

DEE (%) osoa

A B C A B C A B C A B C A B C

Bentzenoa 59 67 0.4 0.1 7 7 13 11 21 13

Toluenoa 77 37 82 0.1 0.3 0.1 8 11 8 10 11 3 12 15 9

Klorobentzenoa 78 63 70 0.1 0.2 0.1 8 10 9 10 3 10 13 11 13

_____202_____

___________________________________________________________________ 9. atala

Etilbentzenoa 78 50 70 0.1 0.2 0.1 7 14 9 10 6 12 13 15 15

m-Xilenoa 83 86 96 0.1 0.1 0.1 7 13 9 8 8 5 11 15 10

o-Xilenoa 82 91 85 0.1 0.1 0.1 7 12 9 9 8 6 12 14 11

1,3-Diklorobentzenoa

77 121 70 0.2 0.1 0.1 8 12 9 10 11 12 13 15 15


77 125 77 0.2 0.1 0.1 8 10 10 10 13 11 13 16 14


76 138 79 0.2 0.1 0.1 7 9 9 10 9 12 12 13 15

9.3.4. (A), (B) eta (C) metodoen erkaketa

Aurretik aipatuta eta 9.10. taulan bildutako baldintza optimoetan A, B eta C

metodoetarako lortutako etekinak erkatu ditugu. 9.9. taulako datuak errezago

ikusteko, 9.4. irudian grafikoki jarri ditugu.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

bent

zeno

tolu

eno

klor

o.

etil.

m-x

il.

o-xi

l.

1,3-

dikl

oro.

1,4-

dikl

oro.

1,2-

dikl

oro.

Etekina (%)

C metodoaB metodoaA metodoa

_____203_____


9.4. irudia Hiru metodoen bidez lortutako etekinen erkaketa: A metodoa,

sodio klorurozko disoluzioa gehituz, B metodoa, erauzketa zuzena eta C metodoa

aurrerauzketa metanoletan.

A eta C metodoen bidez etekin berdintsuak lortu ditugun bitartean, B

metodoaren kasuan, aztertutako konposatu lurrunkorrenetarako, etekin

baxuagoak lortu ditugu baina oso altuak horren lurrunkorrak ez direnetarako.

9.10. taulan bildutako datuak kontuan hartuz, erauzketa zuzenak (B

metodoak) berotze- eta purga-denbora luzeagoak behar ditu eta zentzu horretan A

eta C metodoak baino eskasagoa da. Egokiagoa da horren lurrunkorrak ez diren

konposatuetarako (m-xilenorako, o-xilenorako, 1,3-diklorobentzenorako, 1,4-

diklorobentzenorako eta 1,2-diklorobentzenorako) eta ez du erreaktiborik behar

(ez urik, ez sodio klorurorik ezta metanolik ere). Beste bi metodoen (A eta C

metodoen) determinazio-denborak berdintsuak dira baina, C metodoan,

metanoletan aurrerauzketa dago eta honek prozeduraren pausoak gehituko ditu.

9.10. taula A, B eta C metodoen baldintza optimoak eta beharrezkoak diren

erreaktiboak.

A B C

Laginaren masa (g)

0.5 0.5 5

Aurrerauzketa 5 mL metanol, 10 min -ko

sonikazioa

Berotze-T (°C) 77 61 46

Berotze-t (min) 8.1 42.6 7.5

Purga-t (min) 8.7 51.5 4.3

NaCl (mol L-1) 0.04 4.3

Etekin-bitartea %61-83 %37-138 %67-96

DEEn bitartea %11-21 %11-16 %9-15

_____204_____

___________________________________________________________________ 9. atala

9.4. Bibliografia

[1] BLOEMEN H.J. Th. eta Burn J., Volatile Organic Compounds in the

Environment, Blackie Academic and Professional, London, 1993.

[2] ASKARI M.D.F., Maskarinec M.P., Smith S.M:, Beam P.M. eta Travis C.C.,

Anal. Chem., 1996, 68, 3431.

[3] HEWITT A.D. eta Lukash N.J.E., SR 97-12, Cold Regions Research and

Engeneering Laboratory, Hanover, NH, 1997ko apirila.

[4] KOE L.C.C. eta Shen W., Environ. Monit. Asses., 1997, 44, 549.

[5] Test Methods for Evaluating Solid Waste, EPA SW-846, 3. edizioa,

Washington, DC, 1996ko azaroa.

[6] KOESTER C.J. eta Clement R.E., CRC Crit. Rev. Anal. Chem., 1993, 24, 263.

[7] WALTERS F., Parker Ll.R.Jr., Morgan S.L. eta Deming S.N., Sequential

Simplex Optimization, Kopia elektronikoa (URL:

www.multisimplex.com.simplexbook/index.htm, MultiSimplex AB,

Karlskrona, Suedia, 1999 of CRC Press, Boca Raton, FL, 1991.

[8] NELDER J.A. eta Mead R., Comput J., 1965, 7, 308.

[9] ISO/DIS 11464, Soil Quality Pretreatment of Samples for Physico-

Chemical Analyses, US EPA, Washington, DC, 1991.

[10] HEWITT A.D., Environm. Sci. Tecnol., 1998, 32, 143.

[11] HEWITT A.D., J.AOAC., 1994, 77, 735.

[12] ABEEL S.M., Vickers A.K. eta Decker D., J. Chromatogr. Sci., 1994, 32, 328.

_____205_____

10. Ondorioak

No te busco

porque sé que es imposible

encontrarte así, buscándote.

SALINAS P.

____205____

10.1 Noraino heldu garen eta orain zer dakigun

au urte hauetako lanak guztiak idatzi eta lan bakoitzaren emaitzen

eztabaida egin ondoren, lan osoaren balorazio orokorra egiteko

beharra ikusi dugu. Ondo dago banako lanen emaitzen azterketa sakona egitea

baina halako eztabaidetan at gelditu diren zenbait hausnarketa eta lanak, oro har,

nora eraman gaituen aipatzeari interesgarria deritzogu.

Sarreran eta helburuetan azpìmarratu nahi izan genuenez, beharrezkoa zen

ohiko erauzketa-teknikak baino egokiagoak ziren prozedurak garatzea. Zentzu

honetan, lan honetan proposatutako metodoak edozein laborategitan aurrera

eramateko modukoak dira. Optimizatutako teknikak (MBE, MFBE edo PJBE)

Soxhlet erauzketa baino egokiagoak dira, bai ingurugiroari eta laginaren analisian

sortutako hondakinei begira (disolbatzailearen bolumen txikiagoak erabili

daitezke laginaren erauzketa egiteko) eta baita ekonomiari begira ere (analisi

gehiago denbora laburragoan eta disolbatzaile gutxiago kontsumituz egin

baitaitezke). Gainera, kasu guztietan erauzketa-teknika berriekin lortutako

etekinak Soxhlet erauzketan lortutakoak baino hobeak edo, gutxienez,

konparagarriak izan dira. Hala ere, egia da honelako ondorioak aurretik espero

zitezkeela. Agian, garrantzitsuagoa da urte hauetan landutako erauzketa-tekniken

kritika egitea eta gure esperientziren barruan zer nolako abantailak eta

desbantailak aurkitu ditugun komentatzea.

L

Ondorioak ________________________________________________________________

_____206_____

Gehien erabili dugun teknika ontzi itxiko mikrouhinen bidezko erauzketa

(MBE) izan da. Eguneroko errutinazko edozein laborategitan erabiltzeko teknika

egokia izan daiteke. Ez da garestiegia (guk erabilitako mikrouhin-labeak 4-5 milioi

pta. inguru kosta dezake) eta erabili dugun urte guztietan zehar ez du arazo

teknikorik eman; beraz, bere mantenimendua merkea dela esan dezakegu. Hamabi

lagin aldi berean erauz daitezke denbora laburrean, disolbatzailearen gastu

txikiarekin eta laginak ez dira zertan lehortu behar. Gainera, erabilera gehiago

baditu eta aski ezaguna denez beste lagin mota desberdinen digestiorako ere erabil

daiteke. Honela, ohiko analisiak egiten dituen laborategian errentagarritasun altua

atera ahal zaio. MBEak baditu desbantailak ere. Sarreran aipatu geneuenez,

disolbatzaile polarrak erabili behar dira eta iragazketa beharrezko pausoa da.

Sarritan, iragazketa-etapa deserosoa izan daiteke, batez ere lurzorua hauts oso fina

denean eta ondo iragazteko beira-artile kantitate handiagoa jarri behar denean.

Kasu hauetan, iragazketa oso motela eta gogaikarria gerta daiteke, batez ere, lagin

asko iragazi behar badira. Hala ere, MBEaren kasuan aurkitu dugun desabantailik

handiena, gure ustetan, ez da iragazketa, baizik eta hainbat kasutan mikrouhin-

labean sartu ditugun laginak lehortu zaizkigula. Ontziak daraman

segurtasunerako mintza apurtu gabe (mintz hauek ez zaizkigu inoiz ere apurtu),

ontzia labetik atera eta oso bero eta disolbatzaile gabe aurkitu dugu. Baldintza

berberetan egun berean zein beste egun batean erauzketa errepikatu eta arazo

gabe burutu dugu. Ez dugu batere argi zertan datzan arazoa baina teknikaren

errepikakortasun txikiagoarekin erlazionatu dugu. Izatez, lehorketaren arazo

honek bultzatu gintuen egunen arteko erauzketaren errepikakortasuna aztertzera.

Azterketa horretan, zenbait kasutan egunen arteko desberdintasuna aurkitu

ditugu.

Mikrouhin fokalizatuen bidezko erauzketari (MFBEari) dagokionez,

erauzketa-denborak laburrak dira eta kasu honetan hiru lagin aldi berean erauz

daitezke. Guk ez dugu hala egin, baina lagina erauzketarako zelulosa-ontzian

sartuz gero, iragazketa ez da beharrezkoa eta gainera lagina mikrouhin-labe

__________________________________________________________________ 10. Atala

_____207_____

berberan kontzentra daiteke. Guk garatutako metodoan, ez dugu lagina

kontzentratu behar, DDTa eta haren eratorriak gehitutako fase ez-polarrean

kontzentratu baititugu. Izan dugun arazoa, erauzketa-ontzien bolumena oso

handia izan dela (∼200 mL) gero erabili ditugun bolumenekin (5 mL fase polar + 2

mL fase ez-polar) erkatuz. Faktore honek, fase ez-polarra fase polarretik banatzea

zaila egin du. Bestalde, finkatutako tenperatura ez dugu beti denbora berdinean

lortu nahiz eta baldintzak berberak izan. Berriro ere, honek egun bereko eta

egunen arteko errepikakortasuna aztertzera bultzatu gaitu.

Presiopeko jariakinen bidezko erauzketari (PJBEari) dagokionez, erauzketa-

teknika garbia da, disolbatzailearen bolumen txikiak erabil daitezke eta ez da

iragazketarik behar. Automatizatuta dago eta 24 lagin erauzteko karrusela dauka.

Dena den, garestia dela esan behar da (8.000.000 pta Dionex-ek merkaturatutako

ekipoa). Gainera, bere mantenua ere garestia da eta mikrouhin-labeak baino arazo

tekniko gehiago ematen ditu.

Nahiz eta Departamenduko beste talde batera ekipoa heldu berria den, ez

dugu jariakin superkritikoen bidezko erauzketarekin (JSBEarekin) lan egiteko

aukerarik izan. JSBEarekin lan egitea interesgarria litzateke, sarreran aipatu

genuenez, lerroan ere lan egin daitekelako eta erauzketa eta analisia guztiz

automatizatu daitezkelako.

Konposatu organiko lurrunkorren (KOLen) kasuan soilik purga-eta-

tranparen bidez determinatzeko aukera izan dugu, beraz ezin dugu buru-gune

edo bero-desortzioa bezalako beste teknikekin erkatu. Purga-eta-tranparen alderdi

ona laginaren manipulazio eskasa da. Lagina pisatu eta erauzketarako ontzian

sartu beharra bakarrik. Purga-eta-tranparen bidez fenola ezin izan dugu

determinatu. Tranpa desberdinekin eta fenola soilik duten disoluzio estandarrekin

saioak egin baina ez dugu fenolaren arraztorik behatu. Fenolak purga-eta-traparen

bidez determinatu duten adibiderik ez dugu bibliografian aurkitu, soilik buru-

Ondorioak ________________________________________________________________

_____208_____

gunearen bidez [1] eta ez dute inolako arazorik aipatu. KOLak dopatzerakoan,

hasieran Hewitt-ek [2] proposatutako lurrunaren bidezko dopatzea iruditu

zitzaigun aproposena, baina aurrera eraman eta lortutako laginak homogeneoak

ez zirela ikusi genuen. Horregatik, azkenean, 9. atalean azaldu dugun bezala

dopatu dugu lurra.

Lanaren beste ekarpen bat, optimizatutako metodoez gain, MultiSimplex

programaren [3] erabileran dago. Bibliografian, esperimentuen diseinuak MBEa,

FMBEa eta PJBEa bezalako tekniken optimizazioan maiz aurki daitezke [4-9]

baina, halakoen optimizazioan, MultiSimplex programaren edo simplex

algoritmoaren [10] erabilpena egin duten adibideak ez ditugu aurkitu. Purga-eta-

tranparen optimizazioan erabili dugun MultiSimplex programak modu errazean

zenbait aldagairen eta erantzun desberdinen optimizazioa egin du.

10.2 Hemendik aurrera zer?

Lan hau hemen bukatuko bada ere, lurzoruetako kutsagarri organikoen

erauzketan egitekoak oraindik badaudela argi daukagu. Norantza? Erantzunak

anitzak izan daitezke eta guk hemen batzuk soilik aipatuko ditugu.

Gure lan-taldeari dagokionez, optimizatutako prozedurak

sedimentuetarako aplika genitzake, arlo horretan ez baitugu ezer egin. Bestalde,

kutsagarri mota desberdinak dituzten lurzoruen analisia saia genezake eta, urte

hauetan lortutako esperientziarekin, hor agertuko diren arazoak gainditzeko

egoera egokiagoan aurkituko gara.

Bide zabala eta garrantzitsua lurzoruaren parametroek (arearen,

alubioiaren, buztinaren eta materia organikoaren potzentaiak, pHak etabarrek)

analito eta erauzketa-teknika desberdinen erauzketa-prozesuan duten eragina

aztertuko dituzten lanak ditugu. Lan honen barnean, zerbait egin dugu

hidrokarburo aromatiko poliziklikoen (HAPen) presiopeko jariakinen bidezko

__________________________________________________________________ 10. Atala

_____209_____

erauzketarako, baina oso gutxi. Purga-eta-tranparen kasuan, adibidez, aztertzear

gelditu da sodio kloruroa bezalako gatz ez-organiko inertearen efektua

lurzoruaren izaeraren menpe dagoen eta norantza horretan lanean jarraitzea ere

interesgarria litzateke.

Lan hau hemen bukatu da. Gure esperientzian eta baliabidetan oinarrituta

planteatutako arazoari konponbide hoberena ematen saiatu gara. Urte gutxi barru

lurzoruetako kutsagarrien erauzketaz gehiago jakingo dugu eta hemen proposatu

ditugun prozedurak baino hobeak garatuko dira. Etorkizuneko ikerketa horietan

lan hau lagungarri izatea da gure itxaropena. Horretan datza zientzia: uneko

galderen eta arazoetarako erantzun aproposena ematea, etorkizunean besteek

erantzun hori eraldatu eta hobe dezaten.

10.3 Bibliografia

[1] CASAIS C., Lorenzo R.A., Rubí E. eta Cela R., Quim. Anal., 1993, 12, 173.

[2] HEWITT A.D., J.AOAC., 1994, 77, 735.

[3] BERGTRÖM eta Öberg, MultiSimplex (1.0 bertsioa), Karlskrona, Suedia,

1997.

[4] LAN W.G., Wong M.K., Chen N. eta Sin Y.M., Analyst, 1994, 119, 1669.

[5] DEAN J.R., Santamaria-Rekondo A. eta Ludkin E., Anal. Com., 1996, 33, 413.

[6] DEAN J.R., Anal. Chem., 1996, 33, 191.

[7] LLOMPART M.P., Lorenzo R.A., Cela R. eta Paré J.R.J., Analyst, 1997, 122,

133.

[8] SAIM N., Dean J.R., Abdullah Md.P. eta Zakaria Z., Analyst, 1998, 70, 420.

Ondorioak ________________________________________________________________

_____210_____




_____211_____

Laburdurak

Euskara English Esanahia

BCR Bureau Communitare du Reference

NIST National Institute of Standards and Technology

EPA Environmental Protection Agency

ASETR Accelerated Solvent Extraction

ISO International Standardization Office

ATUNE Automatic Tune

EISENS EI Sensitivity Tune

ANOVA ANalysis Of Variance

AZN ACN Azetonitriloa / Acetonitrile

BPK PCB Bifenilo Polikloratua / Polychlorinated bipheyls

BTEX BTEX Bentzenoa-Toluenoa-Etilbentzenoa-Xilenoa

Bencene-Toluene-Ethylbencene-Xylene

DDD DDD Diklorofenildikloroetanoa /Dichlorofenildichloroetane

DDE DDE Diklorodifenildikloroetenoa / Dichlorofenildichloroetane

DDPK PCDD Dibenzodioxina Polikloratua / Polychlorinated dibenzodioxins

Laburdurak _______________________________________________________________

_____212_____

DDT DDT Diklorodifeniltrikloroetanoa

DEE RSD Desbideratze estandar erlatiboa / Relative Standard Deviation

DFPK PCDF Dibenzofurano Polikloratua / Polychlorinated dibenzofurans

Euskara English Esanahia

DKM DCM Diklorometanoa / Dicholoromethane

DKZ CCD Diseinu Konposatu Zentrala / Central Compose Design

EAE ABC Euskadiko Autonomia Erkidegoa / Autonomous Basque Comunity

Efe Drf Erantzun-faktore erlatiboa / Relative response factor

EME CRM Erreferentziazko Material Egiaztatua / Certified Reference Material

FSE SPE Fase Solidoko Erauzketa /Solid Phase Extraction

GK/GBID GC/FID Gas-Kromatografia/Garraren Bidezko Ionizazio-Detektorea

Gas Chromatography/Flame Ionisation Detector

GK/ME GK/MS Gas-Kromatografia/Masa-Espektrometria

Gas Chromatography/Mass Spectrometry

HAP PAH Hidrokarburo Aromatiko Poliziklikoa / Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

HZH HCH Hexakloroziklohexanoa /Hexachlorocyclehexane

IBM SIM Ioi Bakarreko Monitorizazioa

Single Ion Monitoring

JSBE SFE Jariakin Superkritikoen Bidezko Erauzketa / Supercritical Fluid Extraction

JSBE/GK SFE/GC Jariakin Superkritikoen Bidezko Erauzketa/Gas-Kromatografia Supercritical Fluid Extraction/Gas Chromatography

JSBE/JSBK

SFE/SFC Jariakin Superkritikoen Bidezko Erauzketa/Jariakin Superkritikoen Bidezko Kromatografia / Supercritical Fluid Extraction/ Supercritical Fluid Chromatography

KOL VOC Konposatu Organiko Lurrunkorra / Volatile Organic C d

________________________________________________________________ Esker Onak

_____213_____

Compound

MBE MAE Mikrouhinen Bidezko Erauzketa / Microwave-assisted Extraction

MFBE FMAE Mikrouhin Fokalizatuaren Bidezko Erauzketa / Focused Microwave-assisted Extraction

PFTBA PFTBA Perfluorotributlamina / Perfluorotributylamine

PJBE PFE Presiopeko Jariakinen Bidezko Erauzketa /Pressurised Fluid Extraction

_____213_____

Esker Onak

esi batean zehar, hezkuntzaren edozein ataletan lez, norberaren

izaeran, norberaren heldutasunean, eman diren aldaketak helburu

garrantzitsua beharko leukie izan. Irakurritako liburuek eta artikuluek,

laborategian egindako saioek (eta garbitutakoak guztiak!) eta egindako ikastaroek

nere izateko moduan eragina izan badabe ere, lau urte hauetan inguratu naben

pertsonei eskertu behar deutset batez ere. Batzuk, urteetan ezagutu dodaz,

besteak, orain gitxi, baina danen zerbait dago lan honeitan isladaturik.

Lehenenegoz, Nestor (el jefe) eskertu nahi dot. Lan hau (eta ez

potentziometriari buruzkoa!) aurrera eramateko aukera eskeini eustalako eta beti

laguntzeko prest egon dalako (baita beira-artilea Pasteur pipetetan sartzeko ere,

eta hori bihotzetik eskertzen da!).

Luis Angeli, beragaz kimikaz, zineaz (L.A. Confidential-ek merezi eban

Oscar hori!) eta beste gai askotaz hitz egin daitekelako. Beno, informatika alde

batera itzita (oraindik ez dot Linux Jounal-a erosi!).

Juanmari. Berak Bromley aurkeztu eustan baina gero hor geratu zan

(Bromley? Juanma? Neu?).

T

Esker Onak ________________________________________________________________

_____214_____

Inori bihotzetik eskerrak eman behar badeutsadaz, hori Jagoba da. Eskerrik

asko mintegian sartu nintzanetik beti laguntzeko prest egoteagatik, belarritakoak

jarri dodazan edo ez egunero gogoratzeagatik, eguenero txokolatilloa

prestatzeagatik…nola esan: ESKERRIK ASKO.

Aresatzi (ez atera mingainik, zatar hori!). Animo Are, zeuri ere ez jatsu ezer

geratzen eta!

Agurneri. Beragaz ikasi neban kromatografoa zutabez nola aldatu eta,

gezurra badirudi ere, horrek asko lotzen dau; eta Mikeli: parkatu sarri ez

idazteagatik, baina horren liauta nabil…

Edurneri eta Asierri. Zornotzan igerilekua baino gehiago dagoela

gogorarazteagatik.

Juancarri (aupa Depor, Celta edo Compos?) eta Joni (batzuetan lagun,

batzuetan etsai).

Sartu berriak diranei: Laurari (zaindu purga-eta-tranpa!), Kepari (hau bai

indartsu hasi jakula, gero!), Raqueli (hola gordi!) eta horren beste ezagutu ez

dodazan Amaiari eta Estherri.

A las viejas glorias (Gorka, Alberto, Rosario, Marisol eta Goio). Zuen

espiritu zientifikoagatik.

Manuri, Antoniori, Marijeri eta Mirariri. Sortutako familia-giroagatik.

Organikako lagunei (eta gero esango dute mintegien arteko eralazioak

txarrak direla!). Soniari, unibertsitatean sartu nintzanetik (hobe atzera ez begiratze,

zein zaharrak garen!) hor egon zarelako (eta horren apunte onak hartzeagatik),

Txeluri (the Wonderful Man), kimika organikoa horren gustokoa izateagatik,

Txabeliri, Portugaleko uda hura (cara vaca uno, cara vaca dos…) eta Fatiri (qué

________________________________________________________________ Esker Onak

_____215_____

viva el acetato bidestilado!). Eguneko ordurik hoberena, zeuekaz pasatu dodalako

: bazkaria!

John Dean-i, Newcastle ezagutzeko aukera eskeini eustalako, Bronwyn-i,

bazkal osteko kontu-kontariak (umm, Ingalaterrako sukaldaritza!), eta

erresidentziako eskoziarrei (John, Damien, Eune eta Colin), eguenero pinta bat

(edo bi) edatera ateratzeagatik.

Badago ere zer eskertu kimikarekin arlotik kanpo, hor inguruan egon

diranei.

Idoia (Gernikako parranda guztiak), Ainhoa (urte hauetako e-mailak eta

noizean behineko kafetxuak), Mónica (Irlandako uda hura) eta Nabarnizeko

lagunak (Miriam, Saira, Aiora, Aitziber, Ana eta June)…Gernikan euria

Nabarnizen edurra.

Lauroko irakasleei eta ikasleei (guztiak ikaskide?). Maiteri, zer litzateke

Lauro zu gabe? (Maite, txupa txups bat!). Unairi, tesi honen toke artistikoagatik

(eta tutorpekoen txarla horiengatik) eta Louse-i ingelesarekin (eta irlanderarekin,

go h-an whaith) laguntzeagatik.

Azkenik, familiakoei (hauek bai betidanik hor, eh?).

Iñakiri (beti eztabaidatzeko prest dagoen neba) eta Asuni (familiakoak

guztiak horren ondo aguantatzen gaituzulako). Izeko Natiri. Zuk eta osabak alaba

bat lez maite nauzuelako. Aitari eta osaba Migueli (nire zeruko aitatxoak). Zuek

bai ezagutu nere malko ezkutuak!

Zer esan oraindik ere goizero gosaria prestatzen deutsun amataz? Asko

maite dozula? Mosu handi bat, ama.

Esker Onak ________________________________________________________________

_____216_____

Enriqueri (hola feo!). Tesi honekin ezagutzen hasi eta oraindik ere nazen lez

maite nauzulako (eta ez da batere erraza, onartu behar dot). Eskerrik asko nere

alboan jarraitzeagatik.

Kantauri itsasoari eta Lagako hondartzari (Bizkaiko politena). Nire ametsak,

nire askatasuna, nire bakea.

Leioan, 2000ko Apirilaren 27an

Lurzoruetako zenbait kutsagarri organikoren erauzketarako metodoen garapena … · 2015. 11. 9. ·...

Documents

Transcript of Lurzoruetako zenbait kutsagarri organikoren erauzketarako metodoen garapena … · 2015. 11. 9. ·...