Aplicación de métodos de preconcentración/determinación de metales pesados en sedimentos y aguas: membranas líquidas - espectroscopía atómica y voltametría de redisolución

La Bahía de la Habana es el ecosistema costero más antropizado y contaminado de Cuba tanto por materia orgánica como por metales pesados traza, su negativo impacto ambiental en la región del Gran Caribe es conocido y el deterioro ambiental que presenta es una de las principales limitaciones para su desarrollo, especialmente para los usos turísticos - recreativo - paisajístico cultural y marítimo portuario. Este ecosistema juega un papel fundamental como puerto marítimo comercial y lugar turístico de Cuba. Posee características de bahía de bolsa, protegida además por un canal de entrada largo y estrecho que unido al régimen de circulación del estuario, condicionan el intercambio de sus aguas con el mar. Su cuenca hidrográfica tienen 68 km2, con 3 tributarios importantes: el río Luyanó, el arroyo Tadeo y el río Martín Pérez. El análisis de trazas metálicas, del orden de nonomoles, en ecosistemas acuáticos implica el uso de métodos analíticos con alta sensibilidad y selectividad, siendo normalmente necesaria la preconcentración y/o separación de los analitos como paso previo. Las técnicas de separación y preconcentración se convierten en pieza clave en este tipo de metodología. En los últimos años la tecnología de membranas de separación es una de las técnicas en mayor crecimiento. Esta tecnología combina la extracción con disolventes con un proceso de redisolución en un único paso. Por otro lado, la mayoría de los trabajos se refieren a la concentración total del metal. Sin embargo, los iones metálicos pueden encontrarse en una amplia variedad de formas químicas que se diferencian, no sólo de sus propiedades físicas y químicas, sino porque pueden poseer diversas actividades tóxicas sobre los organismos vivos. Para descubrir esta distribución de los elementos en sus posibles diferentes formas químicas, se ha introducido el término de especiación. En función de lo expuesto, en esta tesis se ha realizado: El desarrollo de nuevas metodologías de análisis de metales pesados basados en la utilización de membranas líquidas para la separación y/o preconcentración de metales pesados a nivel de trazas en muestras de agua natural. Se estudió el empleo de la 2-Acetilpiridina Benzoilhidrazona ( 2-APBH) como agente transportador de Ni en un sistema de MLV y su aplicación en aguas naturales. Además se ha aplicado la Química Analítica evaluando la evolución de los niveles metálicos totales en las aguas del Río Martín Pérez y la Ensenada de Guasabacoa (situada en la bahía de la Habana) mediante ICP-MS y Voltámperometría de Redisolución, en orden a estudiar sus potenciales tóxicos y bioacumulativos, así como la evolución de los sedimentos del Río Martín Pérez y la Ensenada de Guasabacoa, utilizando el método de extracción secuencial "BCR" y difracción de rayos-X, con objeto de determinar el estado actual de estos ecosistemas y diferenciar en los sedimentos las formas químicas de los metales pesados presentes a nivel de trazas, en especial los metales de carácter tóxico (Cd, Cu, Ni, Pb y Zn), en orden a estudiar su movilidad

Estudio analítico de la contaminación metálica en aguas afectadas por actividades antropogénicas crónicas. Métodos de control de la biodisponibilidad y toxicidad metálica.

Los principales objetivos perseguidos en estos trabajos de investigación han sido abordados desde dos puntos de vista: el desarrollo de nuevos métodos de análisis químico que sean fiables para evaluar los niveles subtrazas y ultratrazas de metales pesados y la aplicación de éstas y otras metodologías al estudio de la contaminación metálica de origen antropogénico en aguas costeras andaluzas, así como la evaluación de las formas químicas más biodisponibles, que pueden ser relacionadas con la toxicidad ambiental. Así, los estudios descritos en la presente memoria de investigación, se encuentran distribuidos de la siguiente forma: - En primer lugar se presenta el Capítulo I, el cual consta de una introducción general acerca los metales pesados en los ecosistemas acuáticos. En los dos siguientes capítulos se han aplicado ligandos orgánicos con altas propiedades quelatantes, caracterizados por la presencia del grupo imino, en la determinación de trazas metálicas en muestras acuosas. - En el Capítulo II se desarrolla un nuevo método para la preconcentración y análisis de tazas de plomo basado en el empleo de una membrana líquida de volumen, mediante el uso del ligando orgánico 2-hidroxibenzaldehido N-etiltiosemicarbazona (2-HBET) como agente transportador en la membrana. Cabe destacar la aplicación de este método a muestras naturales, especialmente muestras salinas. - El Capítulo III, el cual fue llevado a cabo durante una estancia de investigación en la University of Ulster (Coleraine, UK) bajo la dirección del Profesor D. John Callan, donde se estudiaron dos bases de Schiff como moléculas sensoras fluorescentes para hierro, proponiéndose dichas moléculas como potenciales indicadores para futuros estudios en el campo de los sensores ópticos. - Por último, en el Capítulo IV se muestra el estudio sobre la influencia global de la actividad antropogénica en un medio costero singular caracterizado por un impacto crónico persistente y de gran interés como es la Bahía de Algeciras, donde: Se establecen los niveles de concentración metálica total de Zn, Cd, Pb y Cu, presentes en las aguas y sedimentos tomados de la zona, donde además se evalúa su distribución en función de las distintas fracciones químicas (estudios de especiación) en ambas muestras medioambientales. Se analizan y cuantifican los niveles de concentración metálica total de estos metales en tejidos biológicos de branquias, hígado y músculo en peces de interés comercial. Así se evalúa el nivel de contaminación química por metales pesados que presentan estas especies biomonitoras de contaminantes inorgánicos. Se estudia la correlación de los niveles metálicos en el medio biótico con el medio abiótico, identificando las formas químicas más biodisponibles y, en consecuencia con mayor potencial tóxico