Application of X-ray synchrotron based techniques to the study of the speciation, sorption and bioavailability of Hg in environmental and biological systems

La toxicitat del mercuri depèn de la seva probabilitat d'exposició, factors geoquímics i ecològics, i en particular de l'espècie química en què es troba. No obstant això, el nombre i veracitat de tècniques analítiques d'especiació segueix sent molt limitat. En conseqüència, les tècniq...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Bernaus Darbra, Anna
Tipo de recurso: tesis doctoral
Fecha de publicación:2007
País:España
Institución:Universitat Autònoma de Barcelona
Repositorio:Dipòsit Digital de Documents de la UAB
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:ddd.uab.cat:38465
Acceso en línea:https://ddd.uab.cat/record/38465
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Radiació sincrotrònica
Espectroscòpia de raigs X
Mercuri
Descripción
Sumario:La toxicitat del mercuri depèn de la seva probabilitat d'exposició, factors geoquímics i ecològics, i en particular de l'espècie química en què es troba. No obstant això, el nombre i veracitat de tècniques analítiques d'especiació segueix sent molt limitat. En conseqüència, les tècniques espectroscòpiques d'absorció de raig-X (XAS) basades amb la radiació sincrotró, han esdevingut eines interessants i fàcilment disponibles per a superar la manca existent en aquest camp. Entre altres, les tècniques més comuns són XANES (X-ray Absorption Near Edge Spectroscopy) i EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure). Altres progressos en aquest camp es basen en la unió de les tècniques d'absorció amb a una alta resolució espacial a nivell de microescala, usant les tècniques µ-XRF (microscopic X-ray Fluorescence) o µ-XAS. La comprensió del perill per al medi ambient plantejat pel metilmercuri (CH3HgCl i CH3HgOH) adsorbit sobre típics components del sòl ha estat assolida per la combinació de les tècniques XAS i bacteris sensors luminiscents (Escherichia coli MC1061, pmerBRBSluc). La quantitat de Hg adsorbit ha resultat ser depenent del pH, mentre que el caràcter de l'enllaç independent del pH. En comparar la interacció entre el metilmercuri i les argiles o materials húmics, els primers han donat lloc a un caràcter iònic més alt i per tant a una possibilitat de mobilització del mercuri més gran. A més, aquesta interacció ha resultat ser més estable pel CH3HgOH que pel CH3HgCl. El districte d'Almadén a Ciudad Real ha donat lloc a un dels ambient més impactats pel Hg arreu del món. En aquest context, les tècniques XAS (juntament amb SES, XRD i SEM-EDS) s'han utilitzat per a estudiar el comportament del mercuri en aquesta regió. El cinabri s'ha trobat que és l'espècie principal en minerals i sòls, mentre que el metacinabri és l'espècie principal en les escòries. En totes les mostres, també s'han trobat sals més solubles de mercuri (HgCl2, HgSO4 i schuetteite). Les tècniques de microsonda també han revelat correlacions elementals entre el Hg i el Pb, Ni i S, indicant un possible acoblament geoquímic d'aquests elements. Les correlacions també s'han identificat entre el Hg i Fe/Mn, el qual s'ha atribuït a l'absorció del mercuri sobre els oxihidròxids de Fe i Mn. D'altra banda, les indústries clor-àlcali amb càtode de mercuri han estat un dels usos industrials més importants del mercuri a Europa occidental. El gravamen del comportament del mercuri en aquests ambients ha estat conduït per les tècniques XAS acoblades a SES. La informació d'especiació ha demostrat que els compostos inorgànics de mercuri dominen en totes les mostres de sòl considerades, sent cinabri i corderoite les principals espècies. No obstant això, també s'han identificat fases lleument solubles (HgO i HgSO4) en proporcions de menor importància. Per altra banda, l'anàlisi de µ-XRF ha demostrat una correlació geoquímica de Hg, Cu i Ni, que suggereixen la formació de possibles solucions sòlides d'aquests elements dintre de la mateixa estructura cristal·lina. Finalment, les tècniques de microsonda amb radiació sincrotró s'han proposat per a l'observació directa del mercuri i altres elements presents en dents humanes restaurades amb amalgames de mercuri. Les anàlisis han demostrat una difusió mínima del Hg a través de la dent, amb la identificació d'una correlació lineal entre el Hg i el Cu. Per altra banda, s'ha identificat una difusió significativa del Cu i el Zn de l'amalgama a la regió de la dentina, suggerint un possible intercanvi del Ca2+ amb el Cu2+/Zn2+ en els cristalls d'hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2). Per altra banda, µ-EXAFS ha determinat que l'ambient molecular inicial del Hg en la regió de l'amalgama està limitat per la fase ?-Ag2Hg3 formada durant el procés d'amalgamació.

Similares en LA Referencia