NIVERSIDAD JUREZ AUTNOMA DE TABASCODIVISIN ACADMICA DE CIENCIAS BIOLGICAS

Determinacin de hidrocarburos Policiclcos aromticos (HPAs) en la universidad Jurez autnoma de tabasco, Divisin Acadmica de Ciencias Biolgicas.

Qumica del Aire.

Alumnos:Yesenia Gonzlez GrimaldoAlfonso Gil AvelarEricka Nabila Prez de la CruzAbraham A. Cruz Garca.

Saln : EP04.

Dra. Mara Teresa Gamboa Rodrguez

Villahermosa, Tabasco 04/06/14

ACTIVIDADESFEBREROMARZOABRILMAYOJUNIO.

Recopilacin de Informacin para la Propuesta de Investigacin.

Construccin del planteamiento del problema, objetivos y justificacin.

Revisin de Bibliografa, construccin de Marco Terico y conceptual.

Desarrollo de la Metodologa.

Toma de muestras.

Anlisis e interpretacin de resultados.

Finalizacin del proyecto.

INTRODUCCIN.Los Hidrocarburos Policclicos Aromticos (HPAs) son grupos de anillos aromticos que contienen carbono e hidrgeno exclusivamente. Son considerados como dos o ms anillos de benceno fusionados entre s con al menos dos carbonos en comn (La Grega M.D., 1996). Los HPAs son producto de la combustin incompleta de materia orgnica, ya sea de combustible fsil o vegetacin, son qumicamente inertes e hidrofbicos, sin embargo estos compuestos experimentan una activacin metablica sobre clulas, causando un error en la replicacin del DNA y esta mutacin inicia un proceso carcinognico. Muchos investigadores consideran que la ruta de exposicin ms importante es la va de exposicin atmosfrica para las plantas, ya que las hojas de los vegetales pueden ser una fuente importante de HPAs en la dieta humana, siendo la mayor fuente de contaminacin la deposicin de pequeas partculas suspendidas conteniendo estos compuestos. En el Reino Unido han encontrado que las frutas, vegetales y azucares contienen niveles ms altos de HPAs que la carne, pescado, leche y bebidas; en los olivos italianos han sido encontrados niveles por arriba de 15 ppb, la deposicin de estos compuestos se correlacionan con la altitud (decrece cuando se incrementa la altura), sospechando que el pesado trfico vehicular es la fuente, los estudios holandeses han concluido que los productos de cereales, aceites vegetales y sus productos son una mayor fuente de HPAs en la dieta humana, sin embargo estudios epidemiolgicos han indicado que los precursores de cnceres humanos en gran proporcin es atribuible en menor parte a factores dietticos (Phillips D.H., 1999) Los HPAs son una clase de compuestos que se encuentran por todas partes en el ambiente, aire, suelo y agua. Ellos son encontrados naturalmente en el petrleo crudo, creosota, carbn, y alquitrn. Se originan durante una combustin incompleta de hidrocarburos como carbn, aceite, gas, tabaco, y durante quemas forestales. Tambin son importantes en la preparacin de sustancias farmacuticas, tintes, plsticos y pesticidas. En el ambiente, los HPAs son encontrados adsorbidos en la materia particulada en la atmosfera. Los dos mecanismos por el cual son transformados son: oxidacin por ozono- inducido e hidroxilacin (Awata H, 1998). La determinacin de las concentraciones de HPAs en el aire es de considerable importancia para la caracterizacin de la calidad del aire. La tarea de monitorear los HPAs es complicado ya que muchos de los factores de los HPAs tienen propiedades fisicoqumicas en relacin a la fase vapor, estas se consideran ms altas que sus concentraciones normales en el ambiente e implica una dependencia de concentracin y temperatura en la distribucin de los HPAs entre fases de vapor y particulada, y adems sugieren la posibilidad de que ocurren durante la volatilizacin en el proceso de muestreo (Coutant et al, 1988).

JUSTIFICACIN.

Los hidrocarburos Policiclicos aromticos (HPAS) son compuestos muy voltiles y se pueden unir a partculas, las cuales podemos llegar a respirar, adems estas son lipofilicas, Este carcter lipoflico de los HAP se incrementa con la complejidad de los compuestos y la masa molecular, es decir, cuanto ms tomos y ms anillos forman la molcula del HAP mayor es su afinidad por las grasas. , por lo que nuestro cuerpo puede estarlas almacenando hasta un punto donde nos perjudiquen, Los HAP se encuentran generalmente como mezclas complejas, no como compuestos simples. Ya que La mayor preocupacin de estas es que son carcinognicas y gracias a la alta produccin en la combustin incompleta del carbn, aceites, gases, madera, residuos domsticos, y en general substancias de origen orgnico est ms que presentes en nuestro ambiente.Uno de los mayores intereses de este estudio es que no se encuentran muchos acerca de los HPAS y de ese modo no se puede tomar medidas preventivas para el caso de alguna contingencia con estos compuestos.

ANTECEDENTESYamasaki H. et al, (1982), llevo a cabo un estudio en las afueras del Centro de Control Ambiental en Osaka, Japn, sobre el efecto de la temperatura ambiente en Hidrocarburos Policclicos Aromticos (HPA`s) en partculas suspendidas. Utilizando dos filtros de poliuretano (PUF) de 15 x 10 cm, con una densidad de 0.021 g/cm3 para atrapar la fase gas y filtro de fibra de virio (GFF) para recolectar partculas de 0.3 m. Se monitoreo por 24 horas en un equipo High-Vol a un flujo de 0.75-0.80 m3/min. Las muestras fueron analizadas en un Cromatografo de Gases con Detector de Ionizacin de Flama (FID) acoplado a un Espectrmetro de Masas (C/MS). Los resultados muestran una menos perdida en HPA`s de 3 anillos como el Antraceno, observando que la perdida e altamente insignificante en filtros PUF que sobre filtro de GFF. El 77 % de los HPA`s de 3 anillos fueron atrapados en el primer filtro PUF y en el segundo fue atrapado tan solo el 22,1 % y el 0.96 % fue colectado en filtro GFF, los de 4 anillos como el Pireno fue colectado el 88.5 % en el primer filtro PUF y en el segundo fue colectado el 0.6 % y en l filtro de GFF fue colectado el 10.9 % lo de 5 anillos como el Benzo(a) Pireno seria colectado tan solo en el primer filtro PUF en un 2 % siendo mayormente colectado en el filtro en un 97 % y los de 6 anillos fue tan solo colectado en filtros de GFF, estos porcentajes fueron atrapados en 2 filtros PUF y en uno GFF, donde se tomaron 28 muestras de una zona urbana a un rango de temperatura d 4.9-28.9 C en promedio. A temperaturas ms altas e 25 C la cantidad de Fenantreno + Antraceno se encontraron sobre el segundo PUF frecuentemente excediendo a la mitad de los de primer PUF frecuentemente excediendo a la mita e los del primer PUF. Las cantidades de HPA`s de 3 a 5 anillos estn siendo sustancialmente encontrados en la fase vapor dependiendo de la temperatura de muestreo y los de 6 anillos fueron encontrados en la fase vapor dependiendo de la temperatura de muestreo y los de 6 anillos fueron encontrados en fase particulada a temperatura ambiente, entonces establecen un equilibrio entre HPA`s en fase vapor y fase particulada mediante el concepto de absorcin de Langmuir donde se puede explicar el estado de los HPA`s en el aire a temperatura ambiente, concluyeron que el estado de los HPA`s d 3 a 5 anillos en el aire serian diferentes en los tipos de ciudad, climas y/o aparatos de muestreo. You F. et al, (1984), estudio la influencia de la volatilidad de HPA`s durante el proceso de la coleccin de muestras utilizando como adsorbentes filtros de poliuretano (PUF) de 15.1 cm de grosor x 7.8 cm de dimetro con una densidad de 0.022 g /cm3, en un muestreador High-Vol a flujo de 0.5 m3/min, el experimento fue llevado a cabo entre 20+ 1C, para el muestreo de campo se utilizaron 2 filtros PUF de 7.8 cm de dimetro por 7.5 cm de grosor llevados a cabo en Carolina del sur, los extractos fueron utilizados en un Cromatografa de Gases (GC) con un Detector de Ionizacin de Flama (FID) , previos estudios han demostrado que la penetracin del vapor a travs de la columna del PUF depende de la volatilidad como sobre el total del volumen de aire muestreado. Con los resultados concluyeron que el Fenantreno, Antraceno y Pireno son colectados cuantitativamente por 2 filtros PUF con un periodo de muestreo de 24 horas (700m3) para una temperatura ambiente no mayor a 20C, colectndose el 90% de los HPA`s en el primer filtro PUF y el 95 % en el segundo filtro, para muestreos de vaporees de HPA`s mayor a 20C el Fenantreno no sera cuantitativamente colectado para un volumen monitoreado de 700 m3 porque es ms altamente voltil.

OBJETIVO GENERAL:Determinar la concentracin de HPAs en la Universidad Jurez autnoma de Tabasco, utilizando la tcnica T013A de la EPA mediante el Mtodo Soxhlet y Cromatografa de gases.

OBJETIVOS ESPECFICOS: Realizar un muestreo en la estacin meteorolgica, cada hora durante 24 horas Con el equipo Hi-vol. Obtener los resultados de concentracin de cada una de las muestras, mediante el Cromatografo de gases.

HIPTESIS:Como se conoce, los HPA son altamente voltiles, por lo tal seria comnmente decir que estos no rebasaran el mximo permisible, pero gracias a la altas emisiones de bixido de carbono y otros contaminantes por parte de los vehculos e industrias se estima que superara la norma oficial mexicana NOM-076-SEMARNAT-2012

METODOLOGIA

El rea de estudio se localiz al poniente de la ciudad de Villahermosa, Tabasco, en la Divisin Acadmica de Ciencias Biolgicas. Se muestreo durante los meses de Abril y Mayo. Utilizndose el equipo de altos volmenes (High-Vol PM10), para la toma de muestras, aplicando la tcnica T013A de la EPA y la NMX 025 SSA; despus de haber sido calibrado el equipo y pesado los filtros de fibra de vidrio, se dej funcionando durante 24 horas, se tomaron los parmetros meteorolgicos de Humedad, Temperatura, Direccin y Velocidad el viento del sitio, cada hora se tiene que muestrear la atmsfera con una estacin meteorolgica portable para poder interpretar el comportamiento de los HPAs con respecto a las condiciones prevalecientes durante los das del muestreo. Despus de 24 horas los filtros se retiraron y se llevaron a peso constante para calcular por anlisis gravimtrico la concentracin de partculas. Despus de obtener el peso de cada filtro y de su respectivo blanco; las muestras se fijaron en una solucin de Hexano-Acetona en frascos mbar, para evitar prdida o volatilizacin de hidrocarburos, se transportaron al laboratorio en hieleras a temperaturas de 4C para su posterior anlisis. Utilizando el mtodo TO13 de la EPA. En la extraccin de la muestra se utiliza el Mtodo Soxhlet, con un volumen de 300 ml de acetona: Acetona-Hexano 1:1 para cada muestra incluyendo el blanco, en ciclos de 4 horas durante 16 horas. Para la separacin de las muestras orgnicas se utiliza un Rotavapor, utilizando como solvente Acetona-Hexano, se mont una columna de silica-gel para reducir la solucin a 1 ml de muestra, la muestra se coloc en viales, para ser inyectadas en el cromatografo de gases, antes de inyectar las muestras, se realiza la curva de calibracin para verificar que los estndares sean correctos, despus si inyecta cada una de las muestras de los viales, y se deja trabajando 24 horas para obtener la concentracin de los Hidrocarburos Policiclcos Aromticos.

RESULTADOS Y DISCUSIONES.En la tabla 1. Se muestran las concentraciones de HAPs obtenidas por el anlisis de Cromatografa de gases en cada una de las muestras realizadas al Poniente de la Ciudad de Villahermosa, Tabasco. En los resultados se encontraron concentraciones altas de Fenantreno>Benzo (k) Fluoranteno>Benzo(a) Antraceno; esto fue debido a que existen reas influenciadas por tiraderos a cielo abierto, asfalteras, parque vehicular, y actividades petroleras cercanas a la zona, las cuales se ubican al noreste del lugar de muestreo. El resto de los resultados de las muestras se mantienen en niveles menores y constantes de HAPs. Durante el mes de Abril los niveles de HAPs se duplicaron, lo cual se relaciona con el aporte de estos compuestos debido al arrastre de las lluvias desde sus sitios de origen. La Caracterizacin por cromatografa de gases de los HAPs individuales nos indica que en las pocas de nortes dominaron los compuestos conformados por 3, 4 y 5 anillos bencnicos. En esta poca se considera de singular importancia la presencia del Benzo (k) Fluoranteno, Benzo (a) Antraceno y Fenantreno, ya que estos estn dentro de los 16 compuestos reportados como carcinognicos y con una elevada genotoxicidad. (Grimmer, 1993). En los resultados obtenidos de los HAPs se observan algunos con baja concentracin en el periodo de nortes. Esto puede atribuirse a que se pierden fcilmente por procesos de dilucin y evaporacin, sobre todo en regiones tropicales con elevadas temperaturas y fotoperiodos largos tal es el caso de las costas de Tabasco. (Neff, 1979; NRC, 1985). La presencia de Benzo (a) antraceno y otros HAPs de 4 y 5 anillos estn relacionados con la combustin incompleta de hidrocarburos fsiles mediante un proceso denominado pirlisis, y tiene su origen en las mltiples actividades petroleras y humanas que se efectan en la regin (Bayona et al., 1993) Causando contaminacin en el suelo, agua y aire. Y llegando hacer prejudiciales para la salud humana, y el medio ambiente.

Tabla 1. Resultados del anlisis de las muestras de HAPs, presentes en la atmsfera. FILTRO 1FILTRO 2FILTRO 3

1. NaftalenoMLD4.65MLD

2 .Acenaftileno0.32MLDMLD

3. AcenaftenoMLDMLDMLD

4. Fluoreno6.753.64MLD

5. Fenantreno14.9120.76MLD

6. Antraceno2.772.31MLD

7. Fluoranteno0.34MLDMLD

8. PirenoMLDMLDMLD

9. Benzo(a)AntracenoMLD12.25MLD

10. CrisenoMLDMLDMLD

11.Benzo(b)fluorantenoMLDMLDMLD

12. Benzo(k)fluoranteno5.1312.78MLD

13. Benzo(a)Pireno9.3010.02MLD

14. Indeno(1,2,3cd)PirenoMLDMLDMLD

15. Dibenzo(a,h)Antraceno7.71MLD1.28

16. Benzo(ghi)PerilenoMLDMLDMLD

TOTAL49.1868.223.42

CONCLUSIN.Llegamos a la conclusin que muchos de los factores determinantes en las concentraciones de los Hidrocarburos Policiclicos Aromticos, algunas se debieron a las actividades petroqumicas, flujo vehicular, las asfalteras y los rellenos a cielo abierto. Debido a que no cuentan con un programa de regulacin el cual permita restringir las actividades generadoras de HPAs. Influyendo tambin el tipo de clima de la regin, debido a que algunos de los compuestos pueden llegar a volatilizarse y otros a sedimentarse, dando origen a enfermedades cancergenas en la poblacin. Es preciso mencionar que para minimizar este problema, se deben de implementar ms Investigaciones sobre los HPAs, presentes en el Estado de Tabasco, y colocar ms redes de monitoreos, para llevar un control de las emisiones a la atmsfera de estas actividades, mejorando as la calidad del Aire de nuestro Estado.

ANEXO FOTOGRFICO

Bibliografa.

Daz, Gonzlez, Gilberto; Vzquez, Botello, Alfonso; Ponce, Vlez, Guadalupe. (1994). Contaminacin por Hidrocarburos Aromticos y Policclicos (HAPS) disueltos en la laguna Mechoacn, Tabasco, Mxico. Hidrobiolgica, marzo, 21-28.Grimmmer, G., 1993. Relevance of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHS) as Environmental Carcinogens. Polycyclic Aromatic Compounds, Vol. 3, Suppl. 31-41-Neff, M.J., 1979. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Aquatic Environment. Sources, Fates and Biological Effects. Applied Sciences Publishers LTD, London. 262ppN.R.C., 1985. Oil in the Sea. Inputs, Fates and Effects. National Academy Press, Washington, D.C., U.S.A. 601pp