Memoria para optar al título de Químico / La materia orgánica disuelta (MOD) presente en suelos, aguas superficiales, y enmiendas
orgánicas (EO) puede modificar los procesos de adsorción de contaminantes como
metales pesados, pesticidas y Bifenilos Policlorados (PCBs), por la formación de complejos
solubles en agua que pueden movilizarse a través del perfil de suelo. Dentro de los
contaminantes orgánicos de mayor interés están los PCBs por su alta toxicidad,
persistencia y bioacumulación, que constituyen una familia de 209 congéneres, los cuales
pueden difundir a través del medioambiente.
El objetivo de este estudio fue evaluar la movilidad de PCBs a través del perfil de suelo por
efecto de la MOD de distintas fuentes; así como la movilidad de estos contaminantes por
efecto de la incorporación de EO a un suelo contaminado.
Para las experiencias se utilizó suelo de la Región Metropolitana del sector de La Farfana
(LF), Santiago, Chile (UTM 19H 0331733, 6293931), el cual fue fortificado con una mezcla
de 8 congéneres de PCB (8, 20, 28, 52, 101, 118, 138 y 180), por otro lado se prepararon
mezclas de suelos con adición de PCB y EO (Humex) a distintos niveles de carbono
orgánico (CO) ( 0 – 5,6 - 12 y 25 % CO). Se desarrolló una metodología de extracción con
solvente y sonicación para estimar la concentración pseudototal de PCB en los suelos
fortificados. Para evaluar la movilidad de PCB en columnas de suelo se utilizó MOD
proveniente de Suelo LF, Biosólido, Humex y Ac. Húmico comercial. Para los experimentos
de movilidad se utilizaron columnas de vidrio para empacar los suelos, las cuales fueron
conectadas a los cartridge de C-18 para realizar la extracción en fase sólida (SPE) de forma
continua, los eluidos recolectados fueron llevados a sequedad y reconstituidos con nhexano
con adición de estándar interno para su cuantificación mediante GC-μECD.
A partir de los resultados de la caracterización de los suelos se determinó que posee una
textura Franco Arenosa, con un alto contenido de Cu y Mn, pH en agua de 8,09 y una capacidad de intercambio catiónico de 34 cmolkg-1. Los resultados de la optimización de la
metodología desarrollada para la determinación del contenido seudototal de los PCB en
suelo, dieron cuenta que el tiempo de sonicación es un factor que interviene en los
porcentajes de extracción de los analitos, donde se determinó que existe una relación
indirecta entre el PCB analizado y el porcentaje de recuperación obtenido,
determinándose que para los PCB 28 y 180 el tiempo al cual se obtuvo un mayor
porcentaje de recuperación fue de 15 min, para el PCB 52 de 60 min y para el PCB 101 de
20 min. Los porcentajes no siguieron una tendencia clara, lo que puede estar relacionado
al efecto matriz observado en el suelo sin fortificar.
Con respecto a la caracterización de la materia orgánica disuelta utilizada para este
estudio se determinó a través de los espectros de IR-TF, así como la determinación de
SUVA que la distribución de los grupos funcionales presentes en la MOD, así como su
polaridad, depende del origen de ésta, determinándose una similitud entre los espectros
de IR-TF LF -Acido húmico comercial, y MOD de Humex –Biosólido.
A partir de los experimentos de movilidad de PCB a través del perfil de suelos se
determinó que no hay diferencias significativas en cuanto al origen de la MOD, por lo que
la movilidad podría estar influenciada, principalmente por la MOD de Suelo LF
Finalmente los resultados de la lixiviación de los congéneres de PCB a través del suelo con
adición de EO fueron directamente proporcional a la cantidad de enmienda incorporada al
suelo, siendo aquellos con menor grado de cloración más eluidos. A través de la
determinación del contenido de CO fue posible establecer que los PCBs son movilizados
por la MOD proveniente del suelo, y que las EO aportan MOD que incrementa la movilidad
de estos contaminantes orgánicos a través del perfil de suelo / Dissolved organic matter (DOM) present in soil, water, and organic amendments (OA) can
modify the adsorption of pollutants such as heavy metals, pesticides and polychlorinated
biphenyls (PCBs), by forming water-soluble complexes that can move through the soil
profile. Among the organic pollutants of greatest interest are PCBs, due to their high
toxicity, persistence and bioaccumulation, which constitute a family of 209 congeners,
which can spread through the environment.
The aim of this study was to assess the mobility of PCBs through the soil profile by the
effect of MOD from different sources; as well as mobility of these contaminants due to the
addition of OA to contaminated soil.
The study was conducted with soil obtained from the sector "The Farfana" (LF), Santiago,
Chile (UTM 19H 0,331,733, 6,293,931), which was fortified with a mixture of 8 congeners
of PCBs (8, 20, 28, 52, 101, 118, 138 and 180) on the other hand mixtures were prepared
by adding to the soil fortified with PCB, different amounts of AO to obtain 4 levels of
organic carbon (OC): 0; 5.6; 12 and 25%. A methodology of extraction with solvent and
sonication was developed to estimate the pseudototal concentration of PCB in soil
fortified. MOD from LF, Biosolid, Humex and commercial humic acid was used to assess
the mobility of PCBs in soil columns. The experiments of mobility were carried out in glass
columns packed with the different mixtures, the columns were connected to the cartridge
of C-18 to perform solid phase extraction (SPE) continuously, and the collected eluates
were taken to dryness and reconstituted with n-hexane with added internal standard for
quantification of PCBs by GC-μECD.
The results indicate that the soil has a sandy loam texture, with a high content of Cu and
Mn, 8.09 pH in water and cation exchange capacity of 34 cmolkg-1. The results of the
optimization of the methodology for the determination of pseudototal content of PCBs in soil, indicate that the sonication time is a factor involved significantly in the percentage of
recovery of the analytes from the matrix, finding there an indirect relationship between
the PCB analyzed and the recovery rate obtained, so for PCBs 28 and 180 the time
required for a higher percentage recovery was 15 min, for the PCB 52 was 60 min, and for
the PCB 101 was 20 min. The percentages did not follow a clear trend, which may be
related to the matrix effect observed in the soil unfortified.
With respect to the characterization of the DOM used for this study it was determined by
IR spectroscopy (FTIR) and molecular spectroscopy (SUVA) that the distribution of the
functional groups present on the MOD and its polarity depends on the origin of this.
Spectroscopic analysis indicates a similarity in the FTIR spectra of the DOM, depending on
their origin, being similar LF with commercial humic acid, and Humex with biosolids.
Based on mobility experiments of PCBs through the soil profile it was determined that
there are no significant differences according to the origin of the MOD, so that mobility
can be influenced mainly by the MOD that exists naturally in the soil LF.
Finally the results from the leaching of PCB congeners through soil with EO addition indicate that
the amount leached was directly proportional to the amount of OA incorporated into the soil,
being more eluted the PCBs with lower degree of chlorination. The determination of OC allowed
to establish that the PCBs are mobilized by the MOD from soil, and the OA increase the mobility of
these organic contaminants through the soil profile
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/134431 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Figueroa Gutiérrez, Gonzalo Valentino |
| Contributors | Garrido Reyes, Tatiana Inés, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Departamento de Química Inorgánica y Analítica |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | English |
| Type | Tesis |
| Rights | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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