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Evaluación, distribución e impacto de contaminantes orgánicos prioritarios y emergentes en aguas costeras

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Universitat de Barcelona. Departament de Química Analítica

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[spa] Las zonas costeras son las regiones más vulnerables de todo el medio marino, especialmente por su colindancia con las zonas de desarrollo humano tierra adentro. La escasez de estudios relacionados con la presencia, distribución e impacto de los contaminantes orgánicos en estas zonas marinas ha sido el detonante para la elección del tema de este trabajo.

Para realizar una adecuada vigilancia ambiental del medio marino de compuestos orgánicos emergentes y prioritarios, se desarrollaron 3 metodologías multiresiduales utilizando como técnica de análisis, identificación y cuantificación a la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas y diferentes técnicas de preconcentración/aislamiento como la extracción en fase sólida (SPE), extracción por adosorción en barras agitadoras (SBSE) y extracción asistida por ultrasonidos (UAE). Las metodologías multiresiduales mostraron un excelente rendimiento (entre 69 y 120%) y una buena sensibilidad (límites de detección entre 0.01 a 38 ng L-1 para aguas de mar) lo cual las hace óptimas para ser utilizadas como herramientas en la vigilancia ambiental de contaminantes orgánicos prioritarios y emergentes. Estas permitieron el análisis de 51 contaminantes orgánicos semivolátiles de las familias de los hidrocarburos policíclicos aromáticos, alquilfenoles, policlorobifenilos, polibromodifenil éteres, pesticidas organoclorados, ftalatos y bisfenol A en aguas de mar, aguas residuales, aguas de río, sedimentos y mejillones.

Las técnicas fueron aplicadas para el análisis de muestras recolectadas en la zona del litoral Catalán y costas y estuarios de las provincias de Asturias-Cantabria-País Vasco en España. Adicionalmente, se evaluó la presencia de compuestos perfluorados en la región del litoral Catalán.

Los estudios de vigilancia ambiental permitieron identificar 47 contaminantes orgánicos en aguas costeras de las dos regiones de España, siendo las concentraciones detectadas mayores en estuarios y puertos que en costas y bocas de ríos. Las concentraciones detectadas se encontraron por debajo de los Niveles de Calidad Ambiental establecidos por la Directiva 105/2008/CE, excepto en algunos sitios con un mayor impacto industrial, urbano y portuario. Las descargas de efluentes y el transporte de los ríos fueron identificados como las principales fuentes de contaminación de las aguas costeras. Es evidente que existen otras fuentes más, como las actividades marítimas y escorrentías agrícolas, urbanas e industriales. La contaminación descargada a través de los emisarios submarinos de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) se diluye tanto de manera horizontal como vertical y esparcen los contaminantes por las aguas costeras. Además de distribuirse en la columna de agua, los contaminantes orgánicos prioritarios y emergentes estudiados se acumularon en sedimentos, pudiendo ser por tanto disponibles para organismos bentónicos como los mejillones. Se demostró la bioacumulación de contaminantes carcinogénicos y disruptores endocrinos en zonas con elevado impacto antropogénico a través de mejillones trasplantados y expuestos durante 21 días. Esta bioacumulación podría representar un riesgo para otras especies de organismos expuestos a los elevados niveles de contaminantes.

Se realizó un análisis de riesgo por medio de cocientes de riesgo o RQs y del denominado procedimiento COMMPS o sistema combinado de fijación de prioridades basado en mediciones y modelos. Se demostró que las zonas potencialmente más afectadas por los contaminantes orgánicos son los puertos y sitios cercanos a las descargas de EDAR y ríos. Gráficamente se apreció la distribución geográfica del riesgo, lo cual permitirá tomar medidas pertinentes para alcanzar una calidad adecuada de las aguas costeras. De esta manera, se identifican las zonas de riesgo y en futuros trabajos será posible ampliar el número de muestras en estas regiones, con la finalidad de determinar si el riesgo se mantiene a través del tiempo. Este trabajo contribuyó a ampliar el conocimiento del comportamiento y efecto de contaminantes orgánicos prioritarios y emergentes en las frágiles zonas costeras.

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[eng] "Assessment, distribution and impact of priority and emerging organic pollutants in coastal waters"

Presented by Juan Ignacio Sánchez Avila

Coastal areas are vulnerable marine zones, due to its border with inland human development areas. The scarcity of studies related to the presence, distribution and impact of organic contaminants in these marine areas has been the trigger for choosing the topic of this paper.

Three multiresidual methodologies were developed for monitoring 51 emerging and priority pollutants (polycyclic aromatic hydrocarbons, alkylphenols, polychlorinated biphenyls, polybrominated diphenyl ethers, organochlorine pesticides, phthalates and bisphenol A) in sea water, wastewater, river water, sediments and mussels. Gas chromatography coupled to mass spectrometry was used for the analysis of the pollutants and solid phase extraction (SPE) extraction or stir bar sorptive extraction (SBSE) or ultrasonic assisted extraction (UAE) for their preconcentration/ isolation. Methodologies showed excellent performance (between 69 and 120%) and good sensitivity (detection limits 0.01 to 38 ng L-1 for sea water).

The techniques were applied to the analysis of samples collected in the Catalan coast and from estuaries and coasts from the Cantabric in Spain. Additionally, the presence of perfluorinated compounds in the Catalan coastal region was assessed.

47 organic pollutants were detected in coastal waters, with major concentrations in estuaries and ports. The concentrations detected were below Environmental Quality Standards established by the Directive 105/2008/CE, except in sampling points with higher industrial, port and urban impact. Effluent discharges and river transport were identified as major sources of pollution of coastal waters. Wastewater treatment plant (WWTP) discharges were diluted both horizontally and vertically and pollutants were spread in coastal waters. Organic pollutants were accumulated in sediments. In transplanted mussels was demonstrated the bioaccumulation of carcinogenic pollutants and endocrine disruptors.

Risk analysis was evaluated via “Risk Quotients” and by the COMMPS procedure. The distribution of the risk was also graphically indicated. This work helped to increment the knowledge about the behaviour and effects of priority and emerging organic pollutants in the fragile coastal areas.

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Tesis Doctorals - Departament - Química Analítica

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Evaluación, distribución e impacto de contaminantes orgánicos prioritarios y emergentes en aguas costeras