Coupled Extraction/Re-Extraction Method for the Chemical Speciation of Nickel in NaturalWaters

Chemical fractionation and speciation of metals species in natural waters and its relation with bioavailability have received increased attention in recent years. A simple liquid membranes method, based on coupled liquid extraction and re-extraction processes, is proposed to separate and quantify the species of nickel present in water samples. A simplex optimization of chemical variables, such as carrier concentration in the organic solution and nitric acid concentration in the receiving solution, was performed and, under optimized conditions, the extraction system was applied to determine nickel species in water samples at natural level concentrations. A linear relationship was established between extraction e cacy and the concentration of dissolved organic carbon in the samples, allowing the separation and determination of labile and non-labile nickel fractions, since the latter was not transported through the organic solution acting as liquid membrane. When the total and labile concentrations of metals were analyzed in real samples with di erent salinities, no significant di erences were found between the results obtained and those from well-established methods. An average relative error of 1.50 and 2.37 was obtained for total Ni concentration and labile fraction, respectively. Finally, a comparison with the theoretical speciation data calculated with the softwareWinHumic V was successfully performed. Thus, the proposed method allows the simultaneous determination of labile and non-labile nickel fractions, presented as a simple alternative to nickel fractionation in natural waters

Utilización de ultratrazas de metales pesados como trazadores de los efectos antropogénicos producidos en ecosistemas acuáticos

El hombre ha utilizado el agua como fuente de abastecimiento para la población así como para usos industriales y agrícolas, generando una creciente cantidad de residuos que en la mayoría de los casos vuelven a los ríos, pudiendo llegar a saturar su caacidad de autodepuración. Para controlar el origen y extensión de esta contaminación es necesario conocer de qué forma las actividades humanas afectan a los cursos de agua cambiando sus carasterísitcias naturales. En este trabajo se ha estudiado la relación de las concentraciones de elementos traza y nutrientes presentes en las aguas del río Guadalquivir con las actividades humanas desarrolladas en sus proximidades, de modo que estas concetraciones sirvieran como trazadores de las actividades existentes en la cuenca. Así, se ha determinado que en este río las concentraciones de amonio, nitritos, manganeso y cobalto permiten trazar las actividades urbanas, mientras que las de fosfatos y sólidos en suspensión permiten establecer la extensión de la contaminación agrícola. Otras variables determinadas han presentado un origen mixto, como nitratos o níquel, o no han podido asociarse de forma clara con una determinada actividad, como el plomo. Asimismo, se han encontrado elementos cuyo comportamiento dependía en gran medida del aumento de conductividad a lo largo del estuario, como fue el caso del cadmio. Debido a las bajas concentraciones de muchos de los elementos determinados en las aguas del río Guadalquivir se ha prestado especial atención a minimizar la contaminación de las muestras durante el análisis. Para ello ha sido necesario e imprescindible, la implantación de técnicas de ultralimpieza durante todo el proceso experimental, desde la preparación del material y la toma de muestras hasta la determinación de las mismas. Además se han buscado alternativas para la determinación de metales en aguas de mar, teniendo en cuenta que este tipo de muestras necesita habitualmente de un paso previo de preconcentración y/o separación anterior a la determinación analítica debido a la complejidad de la matríz. Para ello se ha realizado la optimización de un proceso de preconcentración para el cobre en agua de mar basado en el uso de membranas líquidas, consiguiendo determinar concentraciones tan bajas como 2,5 ppb de cobre en muestras reales de agua de mar mediante su determinación por espectroscopía de absorción atómica con llama. Así mismo se ha realizado la aplicación de este sistema para determinar otros metales en muestras reales de agua de mar, obteniendo para zinc, alumnio, cadmio, plomo, manganeso y níquel, resultados que permiten realizar, al menos, una determinación semicuantitativa de todos ellos

VII Simposio Científico de Alumnos de la Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales SACMA 2022

Se presenta el libro de resúmenes del VII Simposio Científico de Alumnos de la Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales celebrado los días 6 y 13 de mayo de 2022.Campus de Excelencia Internacional del Mar (Cei·Mar) Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales de la Universidad de Cádiz Instituto Universitario de Investigación Marina (INMAR) de la Universidad de Cádiz Unidad de Innovación Docente de la Universidad de Cádiz Universidad Europea de los Mares (SEA-EU

Liquid Membranes as a Tool for Chemical Speciation of Metals in Natural Waters: Organic and Inorganic Complexes of Nickel

The different species of nickel present in natural waters exhibit different transport behaviour through bulk liquid membranes (BLMs). This fact has been used to design and optimise a separation/pre-concentration system applicable to separate labile and non-labile nickel fractions. A hydrazone derivative—1,2-cyclohexanedione bis-benzoyl-hydrazone (1,2-CHBBH) dissolved in toluene/dimethyl formamide (2% DMF)—was used as a chemical carrier of nickel species, from an aqueous source solution (sample) to a receiving acidic solution. Both chemical and hydrodynamic conditions controlling the transport system were studied and optimised. Under optimum conditions, variations in the transport of nickel ions as a function of organic (humic acids) and inorganic (chloride ions) ligands were studied. Relationships between the permeability coefficient (P) or recovery efficiency (%R) and the concentrations of ligands and nickel species were analysed using Winhumic V software. A negative correlation between P and the concentration of organic nickel complexes was found, suggesting that only labile nickel species are transported through the liquid membrane, with non-labile complexes remaining in the water sample; allowing for their separation and subsequent quantification in natural waters

Analytical Performance of Electromembranes as a Tool for Nanoconcentrations of Silver in Waters

Electromembranes increase the efficiency of metal transport in liquid-phase microextraction systems by applying an electric potential, which accelerates the transport. Nevertheless, to get high extraction percentages in short extraction times it is necessary to take into account a great variety of factors, and multivariate optimization techniques are the best alternative to determine the most influential variables and to optimize the extraction process. In this work, a fractional factorial design was applied to determine the most influential variables in the extraction of silver by electromembranes. Thus, the effect of tri-isobutylphosphine sulphide (Cyanex 471x) concentration in the organic solution, sodium thiosulphate concentration in the acceptor solution, nitrate concentration in the sample solution, extraction time, stirring rate and electric potential on the enrichment factor were studied. Once the most important variables were selected, a small composite design (Draper–Lin) was used to obtain their optimal values to maximize the enrichment factor. Under these conditions, an experimental enrichment factor of 49.91 ± 3.95 was achieved after 22 min. Finally, the effect of saline matrix on the enrichment factor was tested and the optimized system was successfully applied to analyse silver concentrations at ultratrace levels, within the range of 7–29 ng·L−1 in different real seawater samples

Determinación de materia orgánica en suelos y sedimentos por dicromatometría. Práctica simulada interactiva.

En este ejercicio interactivo se lleva a cabo la determinación de la materia orgánica en sedimentos utilizando el método dicromatométrico. La materia orgánica se oxida por tratamiento con exceso de dicromato durante 30 minutos. Una vez llevada a cabo la oxidación, el exceso de dicromato se valora con una disolución de sal ferrosa empleando ferroina como indicador. La estandarización de la sal de Fe(II) se realiza frente a igual volumen de disolución de oxidante que el añadido para el proceso de oxidación de la muestra. Se describen todas las etapas del procedimiento y se calcula finalmente los mg de C por gramo de muestra analizada, el tanto por ciento de C y el porcentaje de materia orgánica en la muestra. Los datos se generan de forma aleatoria. Se explica asimismo la expresión de conversión de mililitros de dicromato en miligramos de carbono, así como los fundamentos químicos del método

Atomizador de llama

La espectroscopía de absorción atómica de llama es una técnica instrumental de las más frecuentemente empleadas para el análisis rutinario de metales en muestras ambientales. Una de las etapas fundamentales en esta técnica es la obtención de un gas atómico a partir de los iones presentes en la muestra. En este vídeo se muestran los diferentes componentes de un atomizador de llama en un equipo de espectroscopía de absorción atómica describiendo la función de cada uno de ellos.Unidad de Innovación Docente de la Universidad de Cádiz. Proyecto PI2_12_040Vídeo docente de 3:53 minutos

Medidas directas en aguas con técnicas electroanalíticas. Calibración del pH-metro y del conductímetro

El pH y la conductividad son dos de los parámetros habitualmente empleados para el control de calidad de aguas. La medida de éstos se lleva a cabo mediante el empleo de técnicas electroanalíticas. En este sentido, este vídeo muestra el proceso de calibración de los instrumentos que se emplean para realizarlas: pH-metro y conductímetro.Unidad de Innovación Docente de la Universidad de Cádiz. Proyecto PI2_12_040Vídeo docente de 10:11 minutos de duració

Fluorescencia molecular. Fundamentos teóricos. Obtención de espectros y análisis de una sustancia fluorescente

En este video se explican detalladamente los fundamentos teóricos de la fluorescencia molecular, la disposición de cada uno de los componentes dentro un espectrofluorímetro mostrando las diferencias con respecto a un espectrofotómetro. Por otro lado, se muestran los distintos pasos para obtener los espectros de excitación y emisión, así como las etapas a llevar a cabo en el análisis de una sustancia fluorescente como la quinina.Video docente de 6:39 minutos de duración