Estudi de processos de degradació de contaminants orgànics ambientals mitjançant tècniques cromatogràfiques i d'espectrometria i de mètodes quimiomètrics
[cat] En els darrers anys, l’augment en la producció de compostos orgànics sintètics i el seu constant alliberament al medi ambient, sobretot en referència als productes farmacèutics, compostos en els quals s’ha centrat aquesta tesi, ha fet que aquestes substàncies d’origen generalment antropogènic...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de la UB |
| OAI Identifier: | oai:diposit.ub.edu:2445/188140 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2445/188140 http://hdl.handle.net/10803/675050 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Quimiometria Química analítica Anàlisi multivariable Química farmacèutica Contaminants Chemometrics Analytical chemistry Multivariate analysis Pharmaceutical chemistry Pollutants |
| Sumario: | [cat] En els darrers anys, l’augment en la producció de compostos orgànics sintètics i el seu constant alliberament al medi ambient, sobretot en referència als productes farmacèutics, compostos en els quals s’ha centrat aquesta tesi, ha fet que aquestes substàncies d’origen generalment antropogènic s’hagin anat acumulant als ecosistemes biològics de forma important, extensa i persistent, especialment en el medi aquàtic. Per aquest motiu, és necessari utilitzar processos de depuració ambiental per tal d’eliminar les substàncies nocives per a la salut i el medi ambient que aquestes puguin ocasionar. Tanmateix, les tecnologies de depuració emprades encara no permeten eliminar aquestes substàncies totalment de forma quantitativa. A més, els possibles efectes perjudicials d’aquestes substàncies pel medi ambient no es produeixen només pels compostos originals, sinó que en molts casos, també pels seus productes de degradació i metabòlits. Consegüentment, és important conèixer el destí i la transformació que sofreixen els contaminants orgànics un cop entren en l’ecosistema i arriben al medi aquàtic. Cal, doncs, tenir present que l’aigua és un recurs imprescindible per a la vida que requereix de la millor qualitat sanitària possible per al seu consum. La matèria orgànica dissolta (DOM), present tant en aigües superficials com en subterrànies, i que té un efecte significatiu en els processos bioquímics dels sistemes aquàtics, actua moltes vegades com indicador del nivell de qualitat i salubritat que té l’aigua. Per tant, a l’hora d’optimitzar els processos de purificació realitzats, és també de gran importància conèixer i actuar sobre la concentració i les característiques de la DOM present en ella. Per aquest motius, en la present Tesi s’han realitzat els següents estudis: D’una banda, per tal de conèixer i entendre millor el procés de fotodegradació de fàrmacs, s’ha estudiat el procés de degradació de dos d’ells. En un primer estudi, diferents mostres d’un medicament citostàtic (tamoxifè) es sotmeten a una font de radiació UV controlada en el laboratori, que simula la radiació solar ambiental (suntest), emprant dues potències d’irradiació diferents. Al mateix temps, es realitza el seguiment de la seva fotodegradació a partir de mesures espectrofotomètriques UV-Visible i de fluorescència multidimensional (matrius d’excitació-emissió, EEM). Seguidament, diferents alíquotes de mostra al llarg de la degradació són analitzades mitjançant LC-DAD, LC-MS i/o LC-FLD. Aquestes anàlisis, que generen una quantitat de dades molt elevada, es fusionen i tracten simultàniament a partir de procediments quimiomètrics avançats (especialment amb el mètode de resolució multivariant de corbes per mínims quadrats alternats (MCR-ALS)), que permeten descriure el procés i la reacció de degradació, resoldre els diferents productes de transformació (TPs), fer la seva identificació i fer l’avaluació de la cinètica associada al procés estudiat. Com a resultat d’aquest estudi, 3 TPs i 1 isòmer del tamoxifè van ser caracteritzats. Un segon estudi amb el mateix objectiu va ser realitzat sobre l’antibiòtic sulfametoxazol, present en rius i efluents de tot Europa en concentracions destacables. Addicionalment, un estudi de les propietats àcid-base d’aquesta substància va ser dut a terme per tal de veure com el pH pot afectar a l’especiació d’aquest compost. De la mateixa manera, per tal de conèixer si la fotodegradació del fàrmac es troba influenciada per aquest paràmetre, el procés de degradació va ser estudiat emprant solucions de mostra a pH diferents. Com a resultat de l’anàlisi quimiomètrica de les dades d’aquest segon estudi, un isòmer conformacional, un fotoproducte desconegut i 4 TPs van ser caracteritzats. D’altra banda, 3 formes diferents de l’antibiòtic van ser detectades en la corresponent valoració àcid-base. D’altra banda, per conèixer la qualitat de les aigües superficials dels rius, diferents mostres d’aigua superficial procedents de la conca del riu Llobregat han estat analitzades i caracteritzades mitjançant la fluorescència multidimensional (EEM). En aquest estudi, el seguiment de la qualitat de l’aigua a partir de la combinació de les mesures fluorimètriques d’EEM i de la seva modelització quimiomètrica flexible, per mitjà també del MCR-ALS, ha permès obtenir informació sobre la naturalesa de les fraccions de la DOM (origen húmic, fúlvic, proteínic, etc.) presents al riu Llobregat i de la seva distribució geogràfica al llarg de la conca en diferents campanyes de mostreig ambientals. Així doncs, atès que avui dia existeix una necessitat urgent per desenvolupar noves eines de tractament de dades multivariants, tals com les que s’han obtingut en aquesta Tesi en els diferents casos d’interès ambiental estudiats, la memòria que es presenta vol contribuir a resoldre aquest coll d'ampolla a partir de l’ús de la quimiometria, i en especial del mètode MCR-ALS, el qual pot jugar un paper molt important en la resolució de molts dels problemes associats a l’anàlisi de dades en diferents àmbits d’aplicació química i ambiental. |
|---|