Incremento de la Emisión Fluorescente del Herbicida Paraquat en Solución Acuosa por Adsorción sobre Montmorillonita y films de alginato-arcilla

SEPÚLVEDA, YÉSICA; ETCHEVERRY, MARIANA; WAIMAN, CAROLINA; MAYER, YANET; SILVA DO NASCIMENTO, DANIELLE; ZANINI, GRACIELA

Congreso; XXI Encuentro de materiales y superficies nanoestructurados - NANO 2022; 2022

La fluorescencia es una técnica espectroscópica útil en la cuantificación de sustancias, más aún si puede ser utilizada en la cuantificación in-situ de un contaminante de interés sin la necesidad de utilizar solventes o reactivos adicionales. El paraquat (PQ) es un plaguicida altamente tóxico, que posee baja degradación fotoquímica y es muy perdurable en el ambiente, pero no posee una fluorescencia apreciable por falta de rigidez molecular. El grupo de trabajo determinó en los últimos años que su adsorción sobre la arcilla montmorillonita (MMT) aumenta el espaciado interbasal de la arcilla de 1,23 a 1,25nm [1] como se muestra esquemáticamente en la figura. Esta conformación le brinda la rigidez necesaria y de esa manera es capaz de emitir fluorescencia con la intensidad suficiente para que pueda ser cuantificado por esta técnica. Por ello, es de interés desarrollar materiales que permitan que la arcilla adsorba al herbicida entre sus láminas y que además sean de fácil manipulación con el fin de generar potenciales sensores fluorescentes.El presente trabajo tiene como objetivos 1) Estudiar si la intensidad de fluorescencia es afectada por la fuerza iónica, el pH u otras sustancias catiónicas que puedan competir por los sitios de adsorción de la arcilla y 2) sintetizar films de hidrogeles de alginato-arcilla y determinar si son capaces de adsorber al PQ y así emitir fluorescencia.Se realizaron estudios de adsorción de PQ sobre suspensiones de arcilla en soluciones 0,01M de NaCl, CaCl2, MgCl2, NaHCO3, Na2CO3, NaNO3 y Na3PO4 y se trabajó al pH natural de cada solución. Para ello se puso en contacto la suspensión de arcilla con diferentes concentraciones de herbicida entre 1µM y 90µM. A esas concentraciones el equilibrio de adsorción se encuentra totalmente desplazado hacia el PQ adsorbido. Se agitó el tiempo necesario hasta que el sistema alcance el equilibrio y se determinó la intensidad de fluorescencia.Se realizó además el mismo estudio en presencia del surfactante cloruro de bencildodecildimetilamonio (BAC), del cual se conoce que compite por los sitios de adsorción de MMT con el fin de analizar si es interferente para la cuantificación del PQ por este método.Para la síntesis del film se mezcló alginato, arcilla y glicerol, se extendió la mezcla sobre una superficie plana, se dejó secar y se formó el hidrogel con el agregado de cloruro de calcio 0,1M. Una vez obtenido el film se dejó secar en estufa a 30C, se sumergió en soluciones del herbicida de diferente concentración y se determinó la fluorescencia con un accesorio para muestras sólidas.Se observó en suspensión acuosa un aumento lineal de la fluorescencia a medida que se aumenta la cantidad de PQ adsorbido. Esta linealidad y la pendiente se conserva independientemente de la fuerza iónica, el pH y la presencia del surfactante catiónico. A las concentraciones de estudio aun el sistema se encuentra lejos de la capacidad de intercambio catiónico de la arcilla (CEC), de esta manera el BAC se adsorbe en los sitios disponibles sin competir con el PQ. Finalmente, luego de sintetizar el film y sumergirlo en soluciones de PQ, se observó que la arcilla incluida en el material es capaz de adsorber al PQ y así el herbicida emitir fluorescencia. Aún queda mucho para desarrollar de estos materiales, pero estos resultados sugieren que los films tienen mucho potencial para que puedan llegar a ser futuros sensores fluorescentes.REFERENCIAS1. M. A. Dominguez, M. Insausti, R. Ilari and G. P. Zanini. Analyst, 2019, 144, 3357