Arsenic and antimony speciation in atmospheric particulate matter of Andalusia

Resumen

Se ha desarrollado un nuevo método de extracción para la especiación de Sb en muestras de PM, basado en el uso de radiación de mircoondas (operado a 90 W durante 3 minutos) con una disolución NH₂OH∙0.05mol l-¹. El análisis de los extractos se realizó mediante acoplamiento de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), generación de hidruros (HG) y espectroscopia de fluorescencia atómica (AFS). Se comparó la extracción con microondas con la extracción por sonda de ultrasonidos. El método propuesto de extracción que emplea microondas representa una alternativa adecuada a la extracción por sonda de ultrasonidos. De manera general, el tiempo de extracción mediante radiación de microondas está en el mismo rango que la sonda, aunque es algo superior (6 minutos frente a 3 minutos). El método propuesto de extracción se ha aplicado a muestras de PM10 de Córdoba y Granada, obtenidas de 4 estaciones de muestreo de varias categorías: una corresponde a fondo urbano (estación de Lepanto en Córdoba), dos a estaciones con influencia de tráfico (estación de Alnasir en Córdoba y de Granada Norte en Granada) y una estación con influencia industrial (Parque Joyero en Córdoba). Los resultados obtenidos mostraron que la especiación de Sb puede ser un trazador geoquímico útil para identificar fuentes antropogénicas. Se ha realizado una revisión bibliográfica detallada sobre As en PM atmosférico, considerando diferentes etapas del proceso analítico, como son el muestreo y el análisis tanto del As total como el análisis de especiación de As referido a distintos tamaños de partícula. Se ha descrito los procedimientos de toma y digestión de la muestra para la determinación del As total. En el caso del análisis de especiación se emplean extractantes acuosos, generalmente en una única etapa de extracción, aunque también se han descrito esquemas de extracción secuencial. El procedimiento de análisis más común combina una técnica de separación (principalmente HPLC y en menor grado GC) con detectores de espectroscopia atómica (AAS, AFS y ICP-OES) o espectrometría de masas (ICP-MS). Se suelen emplear también etapas intermedias en el análisis, como la generación de hidruros o la trampa fría. Se ha realizado un estudio de la calidad del aire en Huelva, que está situada a uno de los mayores fundiciones de Cu de Europa. El periodo estudiado fue 2001-2015, considerando la tendencia en los niveles SO₂ y la composición geoquímica de PM2.5 y PM10. Se seleccionaron tres periodos de estudio: antes (2001-2008), durante (2009-2013) y después (2014-2015) de la aplicación de medidas correctoras de emisiones (electrofiltros húmedos, filtros de manga e inyección de cal) por parte de esta instalación industrial. La principal anomalía geoquímica del PM de Huelva es una alta concentración de As. En el periodo 2001-2008 registraban altas concentraciones de elementos asociados a los sulfuros que se emplean como materia prima en la fundición de cobre (As, Se, Cd, Sn, Pb y Bi), con el resultado de concentraciones de As superiores al valor anual establecido por la Unión Europea, de 6 ng m³. En el último periodo 2014-2015, se observó una reducción del 50% o mayor para dichos elementos, que en el caso del As supuso un valor medio de 2.8 ng m ̄³ en PM10. Un comportamiento similar se obtuvo para las muestras de PM2.5. A pesar de las mejoras, todavía se registran en Huelva episodios menos intenso tanto de As en PM como de SO₂. Los estudios de especiación de As en PM10 y PM2.5 mediante HPLC-HG-AFS mostraron que el As se encuentra mayoritariamente como As (V) (>90%) en relación con el As (III) (<10%). La tendencia del periodo estudiado indica una reducción en el porcentaje del As(V) en PM10 del 97% in 2010 a 90% en 2014. Esta reducción se debe a una disminución de la concentración de As(V), no a un aumento en la del As(III), aunque todavía se registra episodios con alta proporción de Asi(III).