Caracterización de transformaciones de contaminantes en colillas de cigarrillo tratadas por biorremediación

NUÑEZ, MARÍA DEL PILAR; BUTLER, MATIAS

San Luis

Congreso; IV Congreso Argentino de Espectrometría de Masa; 2022

Sociedad Argentina de Espectrometría de Masa

Las colillas de cigarrillo (CC) constituyen el desecho más prevalente tanto en zonas urbanas como costeras, descartándose anualmente cerca de 4 billones a nivel mundial, las cuales terminan por lo general en cuerpos de agua, donde se lixivian los compuestos tóxicos derivados de la combustión del tabaco. El problema ambiental que presentan es resultado de la combinación de la reclacitrancia del material del filtro -compuesto por microfibras de acetato de celulosa- junto a la alta toxicidad de los contaminantes presentes. En este trabajo se aborda la caracterización por espectrometría de masa de los productos de transformación (PT) de contaminantes presentes en CC tratadas con hongos de pudrición blanca como método de biorremediación.La determinación de PT se realizó en tres etapas. Primero, se analizaron las muestras de los tratamientos usando métodos cromatográficos acoplados a espectrometría de masa (HPLC-MSn o GC-MS/MS) previamente optimizados para un compuesto precursor. La segunda etapa consistió en la búsqueda no dirigida de potenciales PT y la tercera etapa se basó en el análisis adicional por espectrometría de masa tándem para la caracterización estructural de los PT detectados.Los tratamientos se realizaron utilizando 4 cepas seleccionadas de hongos capaces de crecer en un medio sólido de CC húmedas, recolectadas de ceniceros y autoclavadas, previo a la inoculación con el cultivo fúngico. En simultáneo, se realizó un control de CC estéril (sin inóculo fúngico) para considerar las transformaciones abióticas de los contaminantes. Se realizaron extracciones acuosas para simular el lixiviado de los contaminantes de las CC a distintos tiempos de tratamiento (0, 2, 4 y 6 semanas). Estos extractos filtrados fueron evaluados mediante bioensayos de toxicidad, donde se observó la mitigación del efecto tóxico de las CC con los tratamientos fúngicos y fueron acondicionados previo al análisis cromatográfico. El análisis de nicotina junto a otros contaminantes se realizó por HPLC-MSn con ionización por electrospray en modo positivo y una trampa lineal de iones (Thermo LTQ XL), empleando columnas de distintas fases (C18, PFP y HILIC) para optimizar la separación, detección y caracterización de los contaminantes y sus PT. La nicotina y la triacetina fueron los contaminantes detectados que presentaron iones de mayor abundancia en las muestras del control de CC, aunque sin variaciones significativas durante el tiempo del tratamiento. Sin embargo, en los tratamientos con hongos se evidenció la degradación de la nicotina y la triacetina con distinta velocidad, así como también diferencias entre los productos de degradación de la nicotina, según la cepa empleada. Entre los PT generados a partir de la nicotina detectados en las últimas semanas, se observó un incremento de N-metilnicotinamida en dos de las cepas y en cambio, un aumento de 1-(piridin-3-il)butano-1,4-diol y cotinina en cada una de las otras dos cepas restantes.Por último, se realizó el análisis de compuestos orgánicos volátiles empleando GC-MS con inyección por headspace. Los compuestos volátiles que se observaron para el control de CC no fueron detectados en los espectros de los extractos acuosos al tiempo final de los tratamientos. Se explora repetir el análisis usando tubos rellenos de Tenax para preconcentrar las muestras por exposición al headspace de los extractos acuosos, previo a su desorción térmica en el GC-MS. La estrategia de análisis empleada resultó ser efectiva para caracterizar diferentes transformaciones de los contaminantes generadas por los distintos tratamientos empleados.