Oxygenated and nitrated PAHs in the atmosphere of Buenos Aires. Determination by UHPLC(+)APCI-MS/MS

P. SMICHOWSKI, F. FUWIWARA, M. GUIÑEZ, S. CERUTTI. D. GOMEZ

Pisa

Conferencia; CSI XL - IX EMSLIBS; 2017

Colloquium Spectroscopium Internationale

Hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) son compuestos orgánicos semi-volátiles, se caracterizan por distribuirse en los aerosoles atmosféricos entre la fase vapor y la fase de partículas. Estos compuestos pueden formarse en procesos de combustión incompleta a temperaturas menores a 500 °C y en condiciones de insuficiencia de oxígeno. Además, se originan a partir de fuentes naturales (incendios forestales, actividad volcánica, entre otros) [1] y/o fuentes antropogénicas (combustión de combustibles fósiles, las actividades industriales y agrícolas e incineraciones municipales, entre otros) [2-4]. La fuerte tendencia a adsorberse a las partículas sólidas y la amplia distribución en la naturaleza que presentan los PAHs y sus derivados, está conectado con el hecho de que las partículas atmosféricas pueden recorrer grandes distancias, depositarse y contaminar los diferentes compartimentos ambientales (por ejemplo, suelos, aguas superficiales, vegetación, etc.) [1].En las zonas urbanas la contribución más importante de los PAHs, incluyendo a sus derivados nitrados y oxigenados, es el tráfico de vehículos a través de la combustión incompleta de combustibles fósiles como el diésel y la gasolina [5-7]. Los nitro-PAHs puede ser directamente emitido por la combustión (motores diésel principalmente) o formado en la atmósfera a través de reacciones de nitración electrofílica de PAHs (en fase de gas) en presencia de NO2, OH o NO3 radicales [8]. Además, nitro-PAHs se han detectado en partículas en el aire, cenizas en suspensión de carbón, en emisiones de escapes de motores a diésel, querosén y en humo de cigarrillo. Los oxy-PAHs también puede ser emitidos directamente por la combustión incompleta o se pueden formar a partir de reacciones atmosféricas de oxidación de los PAHs con ozono y/o radicales hidroxilos. Estos derivados son generalmente menos volátiles que sus precursores y tienen una mayor tendencia a estar asociada a las partículas [9-11]. Recientemente, un creciente interés se ha prestado al estudio de oxy-PAHs quinonas, en particular, debido a que estos compuestos han demostrado ser más tóxicos que sus PAHs no sustituidos [10, 12, 13].Además, PAHs nitrados y oxigenados son contaminantes ambientales de especial preocupación por efectos mutagénicos, carcinogénicos e inmunotóxicos, como se describió al inicio del presente trabajo de tesis. Efectos perjudiciales sobre la salud humana se han informado [14-16]. Por esta razón, la regulación de las emisiones de PAHs y sus derivados, así como un control fiable de estos compuestos en la atmósfera de zonas urbanas es de primordial importancia para la salud humana.Una alternativa novedosa para el monitoreo de contaminantes en partículas atmosféricas es el uso de bioindicadores, que se caracterizan por ser simples y económicos en comparación con los altos costos asociados con la monitorización convencional basada en el uso de muestreadores de bajo/alto/medio volumen y los conocimientos necesarios para el adecuado muestreo. Varios autores han utilizado la corteza de árboles, hojas de pino, líquenes y musgos como bioacumuladores o bioindicadores para evaluar la presencia y concentraciones de PAHs y sus derivados en el medio ambiente [17-22].Por más de diez años, un grupo de investigadores de CNEA han llevado a cabo numerosos estudios e investigaciones destinadas al muestreo, fraccionamiento, identificación y determinación de las fuentes de origen de metales, metaloides, e iones en la materia particulada del aire y matrices ambientales relacionadas (cortezas de árbol, polvo de caminos, y cenizas) [23-31]. En el marco de un nuevo proyecto interinstitucional para la determinación de analitos orgánicos entre INQUISAL y CNEA dio lugar al desarrollo del presente trabajo.El mismo tiene como objetivo la determinación cuantitativa en la atmósfera y la identificación de sus posibles fuentes de emisión de los siguientes nitro-PAHs y oxy-PAHs: 1-NPYR; 2-NFLU; 3-NFLUANTH; 9-NANTHR, 9,10-ANTHRONA; 5,12-NAPHTONA y 2-FLUCHO, en muestras provenientes de áreas de elevado tráfico vehicular de la ciudad de Buenos Aires. Es importante mencionar que se seleccionó el grupo de derivados de PAHs anteriormente mencionados ya que, además de su elevada importancia ambiental, estos han sido determinados es material particulado atmosférico en numerosas ciudades en diferentes partes del mundo [11, 15, 32-36]. Sin embargo, a nuestro conocimiento, esta es la primera vez que se reporta un estudio de este tipo en los aerosoles atmosféricos y cortezas de árboles de Buenos Aires, Argentina. Además, desde un punto de vista analítico, este trabajo es completamente novedoso en cuanto a la comparación de diferentes estrategias de toma y extracción de las muestras; ofreciendo así una herramienta sensible, rápida, económica y fiable para el monitoreo ambiental de PAHs nitrados y oxigenados.