Aplicación de materiales mesoporosos a la preconcentración de contaminantes orgánicos en aguas, y su determinación mediante cromatografía líquida de alta resolución y espectrometría de masas

Resumen

La escasez de agua representa una amenaza creciente para la economía global y quizás para la supervivencia de la humanidad. El aumento y gravedad de la sequía potenciada por el Cambio Climático, el uso descontrolado del agua tanto a gran escala (industria y agricultura) como a pequeña escala (hogares) y la contaminación son las principales causas de la gran escasez de agua a nivel mundial que hacen que, cada vez, haya más restricciones en su uso y sea inasequible para un mayor número de personas. En la actualidad, según datos publicados por el World Resources Institute (WRI) más de 1.000 millones de personas viven en zonas con escasez de agua y, si la situación no cambia, en 2025 el número de personas podría llegar hasta un total de 3.500 millones. Los países más afectados se encuentran en Oriente Medio, norte de África y sur de Europa como por ejemplo España. En Europa más de un tercio del agua se utiliza en las prácticas agrícolas y, en los próximos años, se esperan pérdidas significativas en la recarga de las aguas subterráneas, lo que tendrá consecuencias perjudiciales para el ecosistema y los suministros de agua para riego. Las sequías serán cada vez más comunes en el Mediterráneo, provocando no solo escasez de agua sino disminución del potencial hidroeléctrico, lo que afectará a la economía de estos países, basada principalmente en la agricultura. En este sentido, la agricultura intensiva tiene un efecto tanto en la cantidad como en la calidad del agua, siendo una de las principales causas de escasez de agua potable al ser fuente de contaminación por pesticidas y abonos. No obstante, en los últimos años se ha evidenciado la presencia de otros contaminantes en las aguas, potencialmente perjudiciales para la salud, y que se han denominado contaminantes “emergentes”. Dentro de este grupo cabe destacar los fármacos y algunos componentes utilizados en los productos para el cuidado personal como parabenos y filtros UV. Así, las principales causas de escasez de agua potable son: 1. Crecimiento de la población 2. Contaminación de las aguas superficiales y subterráneas, que se ha expandido a la par de la expansión industrial 3. Demanda de agua cada vez mayor Este proyecto de doctorado involucra el desarrollo y evaluación de materiales mesoporosos como adsorbentes para la extracción en fase sólida de contaminantes orgánicos en aguas medioambientaes de diferente naturaleza y análisis mediante instrumentos analíticos avanzados. En general, en un método de análisis se pueden diferenciar las siguientes etapas: 1. Extracción 2. Separación analítica y detección (identificación y cuantificación) 3. Validación del método a niveles de concentración según los requerimientos de la Legislación en la Política de aguas El objetivo de la primera etapa fue evaluar el empleo de materiales mesoporosos, sintetizados en nuestro laboratorio, como adsorbentes para la extracción de contaminantes orgánicos (prioritarios y emergentes) en aguas medioambientales. En la segunda etapa, los contaminantes fueron separados, detectados y cuantificados mediante cromatografía líquida acoplada a un detector triple cuadrupolo (LC-QqQ-MS/MS). Finalmente, los métodos fueron validados siguiendo las Guías Internacionales de Validación y se aplicaron al análisis de parabenos, flitros UV y plaguicidas en aguas superficiales y subterráneas, lo que proporcionó resultados sobresalientes, comparables con los obtenidos con adsorbentes convencionales.