metodologies d'anàlisi d'hidrocarburs aromàtics policíclics i derivats monohidroxilats en sòls

285 Pages·2013·2.61 MB·English

METODOLOGIES D’ANÀLISI D’HIDROCARBURS
AROMÀTICS POLICÍCLICS I DERIVATS
MONOHIDROXILATS EN SÒLS

INFLUÈNCIA DELS METALLS PESANTS EN LA DEGRADACIÓ DELS
HIDROCARBURS AROMÀTICS POLICÍCLICS

ORIOL BALTRONS ROSELL

TESI DOCTORAL

Directores: Cristina Palet Ballús i Montserrat López Mesas

PROGRAMA DE DOCTORAT DE QUÍMICA
Departament de Química
Facultat de Ciències
2013

Memòria presentada per aspirar al Grau de Doctor per

Oriol Baltrons Rosell

Vist i plau dels directors

Dra. Montserrat López Mesas Dra. Cristina Palet Ballús
Professora Agregada Interina Professora Titular

Bellaterra (Cerdanyola del Vallès), 26 de setembre de 2013

Aquesta tesi doctoral ha estat possible gràcies a la beca PIF 403-03-1/09 i la beca de mobilitat
ESTPIF2011-03, proporcionades per la Universitat Autònoma de Barcelona i el següent suport
econòmic:

(cid:1) Ministeri de Ciència i Innovació (MICINN), mitjançant el projecte DISMEC - CTQ2009-
07432/PPQ: “Desarrollo de metodologías de especiación química directa e indirecta para
la caracterización eficiente de sistemas de contaminados (aguas industriales, suelos
contaminados y patrimonio monumental).”

(cid:1) Ministeri d’Economia i Competitivitat (MINECO), mitjançant el projecte CHEMSYNCRO -
CTM2012-30970: “Evolución tecnológica de la especiación química. Tecnología química
y del sincrotrón para la caracterización y desarrollo de sistemas medioambientales y
biomateriales.”

A diferents institucions de caire científic que han donat suport a la realització d’experiments per a
la conclusió d’aquesta tesi:

(cid:1) Els laboratoris UMR 6014 COBRA de la Université de Rouen - IUT d’Évreux (França)
(cid:1) El Laboratori de Control de la Contaminació Ambiental de l’Institut Tèxtil i Cooperació
Industrial de Terrassa (INTEXTER)
(cid:1) Els laboratoris de l’Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals (ICTA) de la Universitat
Autònoma de Barcelona
(cid:1) LEITAT Technological Center de Terrassa

Centre Grup de Tècniques de Separació en Química
Unitat de Química Analítica
Departament de Química
Universitat Autònoma de Barcelona
Edifici Cn, 08193 Bellaterra

ÍNDEX GENERAL

ÍNDEX GENERAL

ÍNDEX GENERAL
................................................................................................................. i

SUMMARY
.............................................................................................................................. 3

LLISTA DE TAULES
........................................................................................................... 7

LLISTA DE FIGURES
........................................................................................................ 9
ABREVIACIONS I ACRÒNIMS ................................................................................... 15

1. INTRODUCCIÓ
........................................................................................................... 25
1.1. LA CONTAMINACIÓ MEDIAMBIENTAL EN SÒLS ................................................... 25
1.2. HIDROCARBURS AROMÀTICS POLICÍCLICS ......................................................... 30
1.2.1. FONTS D’EMISSIÓ I CONTEXT ACTUAL .......................................................... 31
1.2.2. EXPOSICIÓ I TOXICITAT .................................................................................... 37
1.2.3. LEGISLACIÓ VIGENT ......................................................................................... 39
1.2.4. ANTECEDENTS .................................................................................................. 41
1.2.5. BIODEGRADACIÓ DELS PAHs .......................................................................... 44
1.3. HIDROCARBURS AROMÀTICS POLICÍCLICS MONOHIDROXILATS ..................... 47
1.3.1. FONTS D’EMISSIÓ I CONTEXT ACTUAL .......................................................... 47
1.3.2. EXPOSICIÓ I TOXICITAT .................................................................................... 51
1.3.3. ANTECEDENTS .................................................................................................. 51
1.3.4. POLÍMERS IMPREMTATS MOLECULARMENT ................................................. 52
1.4. METALLS PESANTS .................................................................................................. 57
1.4.1. FONTS D’EMISSIÓ I CONTEXT ACTUAL .......................................................... 58
1.4.2. EXPOSICIÓ I TOXICITAT .................................................................................... 60
1.4.3. LEGISLACIÓ VIGENT ......................................................................................... 66
1.4.4. ANTECEDENTS .................................................................................................. 68
1.5. MESCLES DE CONTAMINANTS: PAHs i HM ........................................................... 69
1.6. PRESA DE MOSTRA .................................................................................................. 73
1.6.1. ESTRATÈGIES DE PRESA DE MOSTRA ........................................................... 75
1.7. CARACTERITZACIÓ DE LES MOSTRES .................................................................. 78
1.7.1. HUMITAT ............................................................................................................. 78
1.7.2. pH ........................................................................................................................ 79
i
ÍNDEX GENERAL

1.7.3. CONDUCTIVITAT ELÈCTRICA ........................................................................... 79
1.7.4. PERCENTATGE DE CARBONATS ..................................................................... 80
1.7.5. MATÈRIA ORGÀNICA ......................................................................................... 81
1.7.6. CAPACITAT MÀXIMA DE RETENCIÓ D’AIGUA ................................................. 82
1.7.7. METALLS PESANTS ........................................................................................... 82
1.7.8. DETERMINACIÓ DE LES UNITATS FORMADORES DE COLÒNIES ................ 83
1.8. MICROCOSMOS ......................................................................................................... 84
1.9. OBJECTIUS ................................................................................................................ 85
1.10. BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................... 87

2. EXPERIMENTAL
..................................................................................................... 105
2.1. REACTIUS I DISSOLVENTS .................................................................................... 105
2.2. SOLUCIONS .............................................................................................................. 107
2.3. MATERIALS I EQUIPS ............................................................................................. 107
2.4. MÈTODES ANALÍTICS D’EXTRACCIÓ .................................................................... 109
2.4.1. EXTRACCIÓ SOXHLET ................................................................................ 109
2.4.2. EXTRACCIÓ ASSISTIDA PER MICROONES ............................................... 111
2.4.2.1. EXTRACCIÓ DELS PAHs ....................................................................... 112
2.4.2.2. EXTRACCIÓ DELS OH-PAHs ................................................................. 113
2.5. MÈTODES ANALÍTICS DE PURIFICACIÓ ............................................................... 113
2.5.1. EXTRACCIÓ EN FASE SÒLIDA (SPE) ......................................................... 113
2.5.1.1. SPE C18 .................................................................................................. 113
2.5.1.2. SPE AMB SÍLICE COMPACTADA .......................................................... 115
2.5.1.3. SPE MIPs ................................................................................................ 115
2.5.2. PURIFICACIÓ EN COLUMNA ....................................................................... 116
2.5.2.1. COLUMNA AMB GEL DE SÍLICE............................................................ 116
2.5.2.2. COLUMNA MIXTA AMB GEL DE SÍLICE I ALÚMINA ............................. 117
2.6. TÈCNIQUES INSTRUMENTALS D’ANÀLISI ............................................................ 117
2.6.1. ANALITZADOR PORTÀTIL DE FLUORESCÈNCIA DE RAJOS X (FP-XRF) 117
2.6.2. ESPECTROMETRIA DE MASSES AMB FONT DE PLASMA ACOBLAT
INDUCTIVAMENT (ICP/MS) ............................................................................................. 119
2.6.3. CROMATOGRAFIA LÍQUIDA D’ALTA RESOLUCIÓ AMB DETECTOR DE
FLUORESCÈNCIA (HPLC/FLD) ....................................................................................... 122
ii