Desarrollo de una Metodología Analítica para la Determinación de Compuestos Aromáticos ...

76 Pages·2013·1.37 MB·Spanish

1287
Informes Técnicos Ciemat
Julio, 2013
Desarrollo de una
Metodología Analítica para
la Determinación de
Compuestos Aromáticos
Policíclicos en las
Fracciones PM -PM
2.5 10
del Aerosol Atmosférico
A. I. Barrado
S. García
R. M. Pérez
GOBIERNO MINISTERIO
DE ESPAÑA DE ECONOMÍA Centro de Investigaciones
Y COMPETITIVIDAD Energéticas, Medioambientales
y Tecnológicas

Informes Técnicos Ciemat 1287
Julio, 2013
Desarrollo de una
Metodología Analítica para
la Determinación de
Compuestos Aromáticos
Policíclicos en las
Fracciones PM -PM
2.5 10
del Aerosol Atmosférico
A. I. Barrado
S. García
R. M. Pérez
Departamento de Medio Ambiente

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Catálogo general de publicaciones oficiales
http://www.060.es
Depósito Legal: M -26385-2011
ISSN: 1135 - 9420
NIPO: 721-13-029-2
Editorial CIEMAT
CLASIFICACIÓN DOE Y DESCRIPTORES
S54
AROMATICS; POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS; FLUORESCENCE;
AIR POLLUTION MONITORING; SAMPLING
Desarrollo de una Metodología Analítica para la Determinación de Compuestos Aromáticos
Policíclicos en las Fracciones PM -PM del Aerosol Atmosférico.
2.5 10
Barrado, A. I.; García, S.; Pérez, R. M.
64 pp. 50 ref. 24 figs. 20 tablas

Resumen:
En este trabajo se presenta una metodología analítica optimizada y validada para la determinación de diversos com-
puestos aromáticos policíclicos en aire ambiente mediante cromatografía líquida con detección por fluorescencia. Este
método de análisis se ha aplicado a muestras obtenidas durante más de un año en una zona de Madrid. Los compuestos
seleccionados han incluido trece de los hidrocarburos policíclicos considerados como prioritarios por la EPA, y ciertos
derivados hidroxilados, que han sido escasamente investigados en muestras de aire mediante cromatografía líquida
con detector de fluorescencia.
Se han caracterizado y comparado intervalos de concentración de los compuestos identificados y estudiado las variaciones
estacionales y mensuales. Además, se han aplicado las técnicas de análisis multivariante de estudio de correlaciones,
análisis en factores y análisis clúster, para extraer la mayor cantidad posible de información para la interpretación y
caracterización más completa y correcta de los resultados obtenidos y su relación con parámetros meteorológicos y
físico-químicos.
Analytical Procedure Development to Determine Polycyclic Aromatic Compounds in the
PM -PM Fraction of Atmospheric Aerosols.
2.5 10
Barrado, A. I.; García, S.; Pérez, R. M.
64 pp. 50 ref. 24 figs. 20 tables

Abstract:
This paper presents an optimized and validated analytical methodology for the determination of various polycyclic
aromatic compounds in ambient air using liquid chromatography with fluorescence detection. This analysis method
was applied to samples obtained during more than one year in an area of Madrid. Selected compounds have included
thirteen polycyclic hydrocarbons considered priorities by the EPA, and hydroxylated derivatives, which have been less
investigated in air samples by liquid chromatography with fluorescence detection.
We have characterized and compared the concentration ranges of compounds identified and studied seasonal and monthly
variations. In addition, the techniques have been applied to study multivariate correlations, factor analysis and cluster
analysis to extract as much information as possible for interpretation and more complete and accurate characterization
of the results and their relationship with meteorological parameters and physicochemical.

1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 3
1.1 HIDROCARBUROS POLICÍLICOS AROMÁTICOS Y DERIVADOS 
HIDROXILADOS ............................................................................................................... 3
1.2 TÉCNICAS Y MÉTODOS DE ANÁLISIS UTILIZADOS ................................... 5
1.2.1 METODOLOGÍA ANALÍTICA PARA EL MUESTREO .................................. 5
1.2.2 METODOLOGÍA DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS SÓLIDAS ............... 8
1.2.2.1 Extracción continua en soxhlet ...................................................................... 8
1.2.2.2 Extracción asistida por ultrasonidos ............................................................ 9
1.2.2.3 Extracción asistida por microondas ............................................................ 10
1.2.3 MÉTODOS DE DETERMINACIÓN .................................................................. 11
1.2.3.1 PAH’s .............................................................................................................. 11
1.2.3.2 OHPAH’s ........................................................................................................ 12
2. PARTE EXPERIMENTAL ........................................................................................... 13
2.1 PATRONES, DISOLVENTES E INSTRUMENTACIÓN ................................... 13
2.1.1 PATRONES COMERCIALES ............................................................................. 13
2.1.2 GASES, DISOLVENTES Y MATERIAL DE MUESTREO ............................... 14
2.1.3 EQUIPOS ............................................................................................................... 14
2.2 PROCEDIMIENTOS DE LIMPIEZA Y ACONDICIONAMIENTO ................ 15
2.2.1 LIMPIEZA Y ACONDICIONAMIENTO DEL MATERIAL ANALITICO .. 15
2.2.2 LIMPIEZA Y ACONDICIONAMIENTO DEL MATERIAL DE MUESTREO
.......................................................................................................................................... 16
2.3 PREPARACIÓN DE LAS DISOLUCIONES ESTANDAR DE LOS 
ANALITOS DE INTERÉS .............................................................................................. 16
2.4 MUESTRAS ESTUDIADAS .................................................................................... 17
2.4.1 MUESTREO ........................................................................................................... 17
2.4.2 ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO ............................................................................. 19
2.5 TRATAMIENTO DE LAS MUESTRAS ................................................................ 19
2.5.1 ETAPA DE EXTRACCIÓN ................................................................................. 19
2.5.2 PURIFICACIÓN O “CLEAN‐UP” DEL EXTRACTO ..................................... 21
2.6 ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO Y CONTROL DE CALIDAD .................... 22
2.6.1 CONDICIONES DE OPERACIÓN .................................................................... 22
3. RESULTADOS. ............................................................................................................. 24
3.1 OPTIMIZACIÓN DEL MÉTODO ANALÍTICO ................................................. 24
3.1.1 ETAPA DE EXTRACCIÓN ................................................................................. 24
3.1.2 ETAPA DE PURIFICACIÓN O “CLEAN UP” DEL EXTRACTO ................ 27
3.1.3 ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO ..................................................................... 28
3.1.4 PARÁMETROS DE CALIDAD .......................................................................... 30
3.1.4.1 Intervalos de linealidad ................................................................................ 30
3.1.4.2 Sensibilidad y Límites de Detección ........................................................... 31
3.1.4.3 Validación de los métodos analíticos ......................................................... 34
3.1.5 APLICACIÓN AL ANÁLISIS DE MUESTRAS AMBIENTALES ................. 37
3.2 CARACTERIZACIÓN ANUAL DE LOS COMPUESTOS ESTUDIADOS .... 39
1
3.2.1 ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO ............................................................................. 39
3.2.2 CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS DE INTERÉS EN LAS 
MUESTRAS MEDIOAMBIENTALES ........................................................................ 41
3.2.2.1 Fase particulada PM ................................................................................... 42
10
3.2.2.2 Fase particulada PM ................................................................................... 48
2.5
3.2.3 RELACIÓN CONCENTRACIÓN MEDIDA DE MATERIAL 
PARTICULADO/PAC’s EN ESTUDIO ...................................................................... 52
4. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 53

2