Determinación de hidrocarburos aromáticos policíclicos presente en PM2,5 proveniente de la combustión de maderas duras y blandas usando extracción acelerada por solvente y cromatografía gaseosa-espectrometría de masas

Fabián Guerrero; Fabián Placencia; Victor Vidal; Karen Yañez; Francisco Cereceda- Balic

Abstract

Se ha desarrollado un método para la determinación de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAPs) generados por la quema de maderas más usadas para calefacción residencial correspondiente a Nothofagus obliqua (madera dura), Eucalyptus globulus (madera dura) y Pinus radiata (madera blanda). Las muestras de las emisiones se obtuvieron utilizando una nueva Cámara de Combustión Controlada de Emisiones (3CE) (Solicitud de Patente No. 843-2008 de 2010 en Chile y Solicitud de Patente Internacional Nº PCT/CL 00058 de 2010, pendiente) operada bajo condiciones optimizadas de combustión y con biomasa a 0% de humedad. Las muestras de PM2,5 se recolectaron en cartridges equipados con filtros de cuarzo, usando el equipo speciation sampler partisol 2300 (Thermo, USA). Los filtros obtenidos se sometieron a una primera etapa de extracción usando Extracción Acelerada por Solvente (ASE 350, Dionex, EE.UU ), seguida por concentración en evaporador rotatorio (30 rpm, Heidolph, Alemania), luego en evaporación en corriente suave de N2. Finalmente, se realizó una limpieza del extracto concentrado, utilizando columnas de extracción en fase sólida (Silicagel 60 silanizado (0,063-0,200 mm), Merck, Alemania) y se cuantificaron los analitos, por Cromatografía Gaseosa (CG) acoplada a Espectrometría de Masas (MS) (Clarus SQ8, Perkin Elmer, USA). Se optimizaron las condiciones cromatógraficas y etapas analíticas para la cuantificación por GC-MS de 16 Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAPs) prioritarios por la EPA (16-EPA HAPs) en términos de 1) selectividad; 2) precisión; 3) linealidad; 4) LOD y LOQ; 5) factores de respuestas (Fr); 6) exactitud analítica utilizando Material de Referencia Certificado (1649 A – Urban Dust, NIST, EE.UU) validando las etapas analíticas con porcentajes de recuperación entre 70% (naftaleno) y 94% (benzo (a) pireno) (n=3). Considerando que el criterio establecido por la EPA para la recuperación de compuestos orgánicos tóxicos debe estar entre 60 y 120%, la metodología analítica desarrollada en este estudio fue considerada como válida. De los resultados, se puede concluir que Pinus radiata es la especie que generó una mayor emisión total de HAPs, su factor de emisión de 16 EPA-HAPs fué 63% mayor que Eucalyptus globulus y 49% mayor que Nothofagus obliqua. Por esta razón, no se recomienda utilizar Pinus radiata para la calefacción de viviendas, debido al riesgo para la salud de la población expuesta a dichas emisiones. Esto adquiere mayor relevancia debido a las propiedades carcinogénicas y mutagénicas de los HAPs encontrados.