Técnicas de preconcentración en el análisis de metales traza. Fraccionamiento químico en el control de la contaminación metálica de la Bahía de Tánger

Resumen

Durante los últimos años, el desarrollo industrial ha ocasionado que un gran número de sustancias se incorporen al medio ambiente, siendo indudable que esta transformación afecta significativamente a la salud pública. Entre las sustancias potencialmente contaminantes destacan los metales pesados o metales traza, conocidos por su toxicidad y su alta persistencia. Los elementos traza juegan un papel de gran importancia en la vida de nuestro planeta, algunos pueden ser altamente tóxicos y otros, considerados esenciales, pueden incluso llegar a ser tóxicos a determinadas concentraciones. Estas circunstancias dependen en gran medida de las formas químicas en las que se encuentren los metales. La mayor parte de la contaminación ambiental por estos metales es ocasionada por la actividad humana. Las descargas de aguas residuales constituyen unas de las fuentes más importantes de ingreso de estas sustancias al medio ambiente, especialmente en medios acuáticos, lo que supone una amenaza directa contra la vida humana y acuática. Dado que esta toxicidad puede presentarse incluso a concentraciones muy pequeñas a nivel de trazas e ultratrazas, se hace necesario disponer de técnicas analíticas rápidas y simples de elevada sensibilidad capaces de cuantificar dichas concentraciones. En la presente Tesis Doctoral se han desarrollado nuevas metodologías analíticas de elevada sensibilidad y bajo coste, así como rápidas y sencillas, para la preconcentración y análisis de metales pesados en aguas naturales mediante el empleo de ligandos complejantes. Se han utilizado ligandos orgánicos del tipo hidrazonas, de interesantes propiedades quelatantes para numerosos iones metálicos, aplicándolos en el desarrollo de nuevas metodologías analíticas basadas en el uso de membranas líquidas y en la aplicación de la voltamperometría de redisolución adsortiva. En primer lugar, se ha aplicado un sistema de preconcentración por membrana líquida de volumen, formada por el ligando 2¿hidroxibenzaldehído benzoilhidrazona (2-HBBH) disuelto en tolueno, de forma muy satisfactoria al análisis de hierro en aguas. Entre las ventajas de la nueva metodología presentada, cabría destacar la posibilidad de aplicación en muestras de agua de naturaleza compleja como es el caso de agua de mar y la preconcentración selectiva de Fe3+, lo que ha permitido proponer un esquema de especiación de hierro, de gran importancia en Química Analítica Ambiental. Por otra parte, la aplicación de la voltamperometría de redisolución ha supuesto un notable avance en diversos campos del análisis medioambiental, y en especial, por sus excelentes prestaciones en el análisis de metales en muestras acuosas salinas, como es el caso del agua de mar, a diferencia de otras técnicas instrumentales como la espectroscopía atómica, para las que la matriz salina constituye un inconveniente importante en las mediciones de metales traza. Así, se desarrollaron dos métodos voltamperométricos de redisolución adsortiva sensibles para la determinación de Fe3+ y Ag+ en aguas naturales empleando el electrodo de gota de mercurio (HMDE) y el electrodo de pasta de carbono modificado, respectivamente, y utilizando en ambos casos el reactivo 2-HBBH como ligando complejante de los metales estudiados. Se obtuvieron para las dos metodologías resultados muy satisfactorios con una precisión adecuada y límites de detección bajos. Por otro lado, en el segundo bloque de la Tesis se ha llevado a cabo la evaluación de la calidad medioambiental del litoral marroquí afectado por los vertidos urbanos e industriales de la ciudad de Tánger en el río Mghogha. En la zona de estudio existe una gran variedad de empresas e industrias que vierten de forma directa y/o indirecta contaminantes nocivos al medio ambiente. Los vertidos producidos por estas industrias son diversos y la gran mayoría no están sujetos a ningún tipo de control medioambiental. Por este motivo, se estudió el impacto de esta actividad antropogénica mediante la evaluación de los niveles metálicos totales de Zn, Cd, Pb, Cu, Fe, Ni, Co, Hg,¿y su especiación química tanto en aguas como en sedimentos, superando en algunas muestras los niveles guía de calidad. De estos estudios se puede concluir que el río Mghogha recibe importantes aportes de contaminación antropogénica e industrial, tanto metálica como de naturaleza orgánica. Esta contaminación es transportada hacia la costa donde se diluye/precipita y disminuye en toxicidad, pasando de forma significativa al sedimento donde se va acumulando. Ello hace que los sedimentos de la bahía de Tánger sean un sumidero de esta contaminación cuyo potencial tóxico puede incrementarse si continúan estos procesos. Por tanto, parece necesario que se articulen, tal y como ya se está haciendo ya desde el estado marroquí, las medidas necesarias para disminuir estas descargas en la costa.