Evaluación de la capacidad de adsorción del residuo de café molido en la remoción de Mercurio (II) en matrices acuosas

Entre las problemáticas ambientales más importantes que involucran las cuencas hidrográficas del país se encuentra el vertimiento directo de metales pesados altamente contaminantes, lo cual se constituye en un peligro para el equilibrio y natural funcionamiento de los ecosistemas acuáticos. Uno de estos metales es el mercurio, el cual se utiliza en procesos de extracción y purificación artesanal de oro. La bioadsorción, a través del uso de residuos agroindustriales, ha demostrado ser una alternativa para el tratamiento de matrices acuáticas contaminadas por metales, es una tecnología limpia, eficiente y económica para procesos de remediación ambiental; los principales factores asociados al proceso de adsorción de mercurio (II) por residuos de café, establecieron que este biomaterial presenta un alto potencial en la remoción de este metal, logrando una remoción máxima del 97 %, con una cinética de bioadsorción ajustada al modelo de segundo orden, implicando una reacción de quimisorción a través de los diferentes grupos funcionales presentes en el bioadsorbente; con una distribución homogénea de sitios activos finitos idénticos, de acuerdo al modelo de Langmuir; escasa área de superficie y uniformidad, energía de adsorción iguales en la superficie, dando como resultado una adsorción monocapa en el biomaterial; los resultados de regeneración de residuo de café muestran que esta se caracteriza por presentar baja capacidad de adsorción en usos repetidos La estandarización del método espectrofotométrico UV-VIS para la determinación y cuantificación de mercurio (II), se encontró una sensibilidad en la técnica de análisis correspondiente a 0,260 Lmg-1, límite mínimo cuantificable igual a 0,08, límite mínimo detectable igual a 0,02, porcentaje de desviación estándar relativa igual a 2 y un porcentaje de recuperación de 102; permitiendo establecer que existen adecuados niveles de precisión, exactitud y linealidad para el intervalo de trabajo comprendido entre 0,08 y 2,5 mgL-1

Avances en el control de la contaminación por metales: nuevas metodologías de análisis y especiación metálica en sistemas acuáticos. Estudios en la Bahía de Algeciras

La importancia de monitorizar y evaluar la contaminación metálica en muestras acuáticas es incuestionable dado el efecto nocivo que supone su presencia a determinadas concentraciones sobre la calidad medioambiental y sobre los organismos vivos. De igual forma, la capacidad de algunos metales pesados de presentar el fenómeno de la biomagnificación o bioacumulación, los convierten en sustancias prioritarias en el ámbito de la política de aguas en la que se incluyen de forma explícita estos elementos así como algunos de sus compuestos (Directiva 2008/105/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de diciembre de 2008, publicada en el DOUE núm. L348/84, de 24 de diciembre de 2008). La directiva Marco de Aguas de la Unión Europea (Directiva 2000/60/CE, de 23 de octubre de 2000, publicada en el DOCE núm. L327/1, de 22 de diciembre de 2000) establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas por medio de una estrategia combinada que comporta la formulación de normas armonizadas de calidad del agua y el monitoreo o control de emisiones a escala europea. El éxito de la implementación de esta normativa marco dependerá de la disponibilidad de herramientas analíticas de bajo coste y de la tecnología capaz de producir resultados de calidad. El enfoque principal de esta tesis doctoral se centra en el estudio de nuevos avances químico-analíticos aplicados al control de la contaminación por metales pesados, principalmente en ecosistemas acuáticos. Para ello, se tendrá en cuenta el concepto de especiación metálica, que define adecuadamente las especies potencialmente más peligrosas y con mayor acceso a los seres vivos. Estos estudios se abordan tanto desde el punto de vista de investigación básica, con el desarrollo de nuevas metodologías de análisis de metales pesados, como desde un punto de vista de investigación aplicada mediante el estudio de la contaminación metálica de origen antropogénico en aguas costeras andaluzas. Así, los estudios que se han llevado a cabo en esta Tesis son los siguientes: 1. Se ha desarrollado una nueva metodología de preconcentración de trazas de Cu(II) mediante extracción en fase sólida, utilizando discos SDB previamente modificados con el ligando orgánico quelatante Saliciloilhidrazona del Piridoxal (PSH). Para el estudio de las condiciones óptimas de este nuevo método se ha realizado una estrategia estadística en dos etapas: optimización univariante y diseño de experimentos factorial fraccionario. El nuevo método presenta un buen límite de detección y un amplio rango lineal de trabajo, así como aplicabilidad a muestras de agua con matriz salina, ya sea de agua de mar o de estuario. 2. Se ha evaluado la aplicabilidad de las técnicas AGNES (Redisolución en Ausencia de Gradiente y en Equilibrio Nernstiano) y SSCP (Cronopotenciometría de Redisolución de Barrido) para el estudio respectivo de la concentración de Pb(II) libre y su especiación, en muestras de agua de mar sintética y real. Se ha encontrado que los resultados de AGNES concuerdan perfectamente con los datos calculados a partir de MINTEQ. Además, se ha confirmado que la metodología de cálculo utilizada en SSCP para determinar la concentración de metal libre es válida para muestras en ausencia de ligandos heterogéneos. En este tipo de sistemas complejos, SSCP es capaz de establecer la presencia de ligandos heterogéneos mientras que AGNES mide, sin errores, la concentración de metal libre en el seno de la disolución. Por ello, el uso simultáneo de ambos métodos tiene grandes ventajas debido a la información complementaria que facilitan. 3. Por último, también se ha realizado un completo estudio de impacto medioambiental en la Bahía de Algeciras, zona afectada por una intensa actividad antropogénica. Para ello, se han evaluado los niveles metálicos totales y su especiación química, en muestras de agua, sedimento y peces tomados en 5 puntos de la bahía. Los estudios realizados pueden resumirse de la siguiente manera: - Se han establecido los niveles totales de metales (As, Cr, Ni y Co, metales muy significativos de la industria siderúrgica y petroquímica) presentes en las aguas y los sedimentos, así como su distribución en las distintas fracciones químicas (especiación) en ambos compartimentos medioambientales. Los resultados muestran que el As presenta un contenido total en agua mayor que el resto de los metales, mientras que en los sedimentos, el metal mayoritario era el Cr. En algunas muestras de sedimentos los niveles guía de calidad fueron superados. Con respecto a la especiación, se ha encontrado que el Ni y el Cr son los más biodisponibles en las aguas, mientras que en los sedimentos lo fueron el As y el Co. - Asimismo, se han cuantificado los niveles de concentración de metales en tejidos de hígado, músculo y branquias en peces de interés comercial para estudiar el efecto que la contaminación química ejerce sobre estas especies. Los peces estudiados fueron lenguados, rascacios, rubios y sargos. Se ha llegado a la conclusión de que los peces presentan altas concentraciones de As, seguido de Co, que se acumulan principalmente en hígados, mientras que el Ni y el Cr se acumularon más en branquias. La especie más afectada por la contaminación metálica es el lenguado. - Para una valoración global del estado de contaminación presente en la Bahía de Algeciras, se han calculado índices de contaminación metálica, según los cuales, las zonas de Palmones y Guadarranque son las que presentan mayor contaminación metálica, tanto para aguas como para sedimentos y peces. Además, se han calculado índices de contaminación específicos para sedimentos, los cuales muestran que la bahía está, en general, moderadamente contaminada de As, Ni y Cr

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

Utilidad del selenio plasmático como biomarcador en enfermedad renal crónica avanzada

El selenio es un elemento traza esencial para mamíferos, otros animales y muchas bacterias, formando parte de numerosas enzimas o seleno proteínas. Éstas tienen funciones antioxidantes, regulatorias de la función tiroidea o del sistema inmune. El selenio está presente en el sitio activo de estas enzimas en la forma de selenocisteína. El consumo de selenio en la dieta varía ampliamente entre distintas zonas geográficas debido a la distinta disponibilidad de este elemento en los suelos. La absorción del selenio de la dieta no está regulada y tiene una alta biodisponibilidad (>50%). La toxicidad por selenio es rara y ocurre cuando hay una toma excesiva en la dieta, ya sea de forma natural en zonas geográficas con exceso de selenio en los suelos o por la ingesta de suplementos con altas dosis. Puede ocurrir una deficiencia de este elemento como consecuencia de una enfermedad, una terapia o una ingesta deficiente y crónica. Los riñones tienen un papel importante en la homeostasis del selenio y acumulan la mayor cantidad de este elemento. La isoforma plasmática de la glutatión peroxidasa se sintetiza principalmente en las células tubulares proximales renales..

Validación e implementación de una metodología analítica para la determinación de mercurio y metilmercurio en muestras de cabello por analizador directo de mercurio

En el presente trabajo se validó una metodología analítica para la determinación de mercurio total y metilmercurio en cabello, la cual fue implementada por la técnica de espectrometría de absorción atómica, utilizando analizadores directo de mercurio DMA-80 y Analizador de mercurio RA-915M PYRO-915+, con el fin de obtener una técnica analítica que garantice la calidad, confianza y seguridad de los resultados, para ello se evaluaron los parámetros de validación necesarios como lo son: linealidad, precisión, exactitud, límite de detección, límite de cuantificación, incertidumbre y robustez. Los parámetros de validación arrojaron resultados que se encuentran dentro de los límites establecidos para una validación, los cuales fueron: HgT presenta linealidad para rango bajo (0,5 a 4,0 ng Hg) con un R2 de 0,9997, para rango medio (4,0 a 20 ng Hg) un R2 de 0,9990 y para rango alto (30 a 600 ng Hg) un R2 de 0,9986, para MeHg el R2 fue de 0,9997 en todo su rango. El límite de detección y cuantificación para HgT fue de 0,10 ng y 0,26 ng respectivamente, para MeHg fue de 0,59 ng y 1,61 ng respectivamente. La precisión en términos de (repetibilidad y precisión intermedia) se evaluó cómo %CV los cuales se encuentran dentro de los límites (<10%) según AOAC, tanto para HgT como para MeHg, lo cual indica que el método implementado es preciso, la exactitud expresada como (porcentaje de recuperación) para HgT estuvo entre 90,52-104,86% y para MeHg estuvo entre 84,92-111,13%, estos resultados se encuentran del rango designado por la AOAC, lo que concluye que los métodos son exactos. Mediante los resultados obtenidos en la validación de esta metodología para la determinación de HgT y MeHg en Cabello, se concluyó que el método es confiable, brindando buenos resultados para el propósito establecido, debido a que los parámetros medidos se encuentran dentro de lo aceptado por la AOAC.1. RESUMEN .................................................................................................................... 152. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 173. OBJETIVOS.................................................................................................................. 193.1. Objetivo general ..................................................................................................... 193.2. Objetivos específicos ............................................................................................. 194. MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 204.1. Mercurio (Hg) ........................................................................................................ 204.1.1. Propiedades físicas y químicas....................................................................... 214.1.2. Ciclo biogeoquímico del mercurio. ................................................................ 214.1.3. Toxicidad del mercurio ................................................................................... 224.1.4. Mercurio en el ambiente y la salud humana .................................................. 234.2. Metilmercurio ........................................................................................................ 234.3. Fuentes de contaminación ...................................................................................... 244.3.1. Fuentes naturales ........................................................................................... 254.3.2. Fuentes antropogénicas .................................................................................. 254.4. Contaminación minera ........................................................................................... 254.5. Mercurio y metilmercurio en cabello ..................................................................... 264.6. Metodología analítica para la determinación de mercurio total............................. 264.6.1. Interferencias .................................................................................................. 274.7. Espectrometría de absorción atómica .................................................................... 274.8. Equipamiento utilizado .......................................................................................... 284.8.1. DMA-80 Milestone ......................................................................................... 284.8.2. Analizador de mercurio RA-915M PYRO-915+ ............................................ 295. VALIDACIÓN DE UN MÉTODO ANALÍTICO ........................................................ 315.1. Linealidad y rango lineal ....................................................................................... 315.1.1. La Linealidad .................................................................................................. 315.1.2. Rango lineal .................................................................................................... 315.2. Límite de detección ................................................................................................ 335.3. Límite de cuantificación ........................................................................................ 345.4. Precisión ................................................................................................................. 345.4.1. Repetibilidad ................................................................................................... 345.4.2. Precisión intermedia....................................................................................... 345.5. Exactitud ................................................................................................................ 355.5.1. Porcentaje de error ........................................................................................ 365.5.2. Porcentaje de recuperación............................................................................ 365.6. Incertidumbre ......................................................................................................... 365.6.1. Fuentes de incertidumbre ............................................................................... 375.6.2. Componentes de la incertidumbre .................................................................. 385.7. Robustez y selectividad.......................................................................................... 386. METODOLOGÍA ......................................................................................................... 396.1. Reactivos, materiales y equipos ............................................................................. 396.1.1. Reactivos grado analítico ............................................................................... 396.1.2. Materiales ....................................................................................................... 396.1.3. Materiales de referencia ................................................................................. 406.1.4. Equipos ........................................................................................................... 406.2. Análisis de muestras .............................................................................................. 406.2.1. Obtención de muestras en matriz biológica (cabello) .................................... 406.2.2. Determinación de HgT ................................................................................... 406.2.3. Determinación de MeHg ................................................................................ 416.3. Análisis Estadístico ................................................................................................ 417. VALIDACIÓN DEL MÉTODO ................................................................................... 427.1. Incertidumbre ......................................................................................................... 447.2. Implementación...................................................................................................... 458. RESULTADOS Y ANÁLISIS ...................................................................................... 468.1. Parámetros de validación para HgT y MeHg ......................................................... 478.1.1. Linealidad y rango lineal ............................................................................... 478.1.2. Análisis de regresión lineal HgT y MeHg ...................................................... 488.1.3. Test t-student para la pendiente y el intercepto o variable independiente HgT y MeHg …. 498.1.4. Test de cochran para HgT y MeHg ................................................................ 508.1.5. Análisis de varianza........................................................................................ 518.1.6. Precisión del sistema para HgT y MeHg........................................................ 528.1.7. Exactitud ......................................................................................................... 538.1.8. Precisión del método para HgT y MeHg ........................................................ 548.1.9. Precisión intermedia....................................................................................... 558.1.10. Exactitud del método ...................................................................................... 558.1.11. Análisis material de referencia....................................................................... 568.1.12. Límite de detección y cuantificación .............................................................. 578.1.13. Robustez y selectividad del método para MeHg ............................................. 588.2. Incertidumbre ......................................................................................................... 598.2.1. Incertidumbre del estándar de Hg .................................................................. 598.2.2. Incertidumbre peso molecular del Hg ............................................................ 598.2.3. Incertidumbre Preparación estándar 0.01, 0.1, 1, Y 10 ppm. ........................ 609. CONTROL DE PROCESO PARA LA VALIDACIÓN DE LOS MÉTODOS ........... 6210. IMPLEMENTACIÓN ................................................................................................... 6211. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 6412. RECOMENDACIONES ............................................................................................... 6613. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................... 67PregradoQuímico(a)Trabajos de Investigación y/o Extensió

Toxicología general y aplicada

La toxicología es una ciencia en constante construcción. Desde sus inicios como ciencia ha estudiado las interacciones químicas y biológicas que ocurren entre los seres vivos y los xenobióticos o sustancias químicas ajenas al organismo que resultan en efectos deletéreos en la salud humana. Como consecuencia de este objetivo se requiere alcanzar una profunda comprensión de los mecanismos bioquímicos y fisiológicos de esas interacciones a efectos de disponer de conocimiento para detectar, tratar y prevenir cualquier daño por tóxicos. Sin duda, el desarrollo de la vida humana conlleva a una constante exposición a sustancias químicas que se traducen en diversos riesgos a la salud. Por ello, resulta importante ofrecer a los alumnos de las carreras de las ciencias experimentales una formación en toxicología apropiada a efectos de llevar adelante su ejercicio profesional y de investigación dentro de una disciplina que se vincula con la vida cotidiana e influye substancialmente con la salud pública.Facultad de Ciencias Exacta

La tutela del medio ambiente desde una perspectiva ius-económica

Acredita por diferentes medios de fuentes oficiales, las graves afectaciones al medio ambiente y los recursos naturales, que demuestran la débil tutela de los bienes fundamentales por las instituciones del estado. Postula que ello se debe a que no se aplica la perspectiva ius económica. Con el propósito de avanzar, encontrar y proponer soluciones a la debilidad del modelo actual, se ha incorporado instrumentos extra jurídicos de la microeconomía para ayudarnos a entender mejor al objeto a regular, que incluye por un lado las conductas de personas naturales y jurídicas que están fuertemente influenciadas por factores económicos y por otro, las consecuencias de los daños ambientales causados que limitan nuestro desarrollo, crecimiento y bienestar. La actual arquitectura del derecho, basada en el positivismo jurídico, tiene limitaciones para articular una tutela efectiva del medioambiente y los recursos naturales. Si bien la economía neoclásica aporta la predicción, pero su dependencia del mercado y el flujo artificial de ahorros y consumos la hace insuficiente. Esta no calza lo suficientemente bien para satisfacer y suministrar lo necesario para que el derecho pueda proveer la tutela eficaz y efectiva, del medioambiente y los recursos naturales. A fin de superar los aspectos más débiles, se ha propuesto el uso de herramientas y conceptos de la economía ecológica que incorporan factores naturales además de su entendimiento de los flujos de materia y energía, que sustentan la propia realidad económica.Tesi