Eliminació de contaminants orgànics persistents d’oli de peix

Abstract

En la present tesi doctoral s’han estudiat diversos mètodes per a l’eliminació de contaminants orgànics persistents en olis de peix amb finalitat alimentària. S’han posat al punt les metodologies d’anàlisi necessàries per a la correcta determinació d’aquests compostos en la matriu d’estudi. S’han avaluat amb detall les etapes de purificació de la mostra, fraccionament dels analits i anàlisi instrumental. El mètode ha estat validat amb resultats satisfactoris, i s’ha comprovat el seu bon funcionament a través de la participació en diversos exercicis d’intercalibtage, així com la realització de diversos estudis amb mostres reals d’oli de peix. S’ha estudiat l’eliminació dels contaminants orgànics persistents a través d’adsorbents sòlids amb base silícica i carbonàcia. Les condicions experimentals han estat estudiades més a fons mitjançant dissenys d’experiències, per acabar optimitzant el mètode d’adsorció amb un disseny d’evolució. Els millors resultats s’han obtingut amb el carbó actiu, que mostra una elevada eficàcia en l’eliminació de PCDD/Fs, d-l PCBs i HCB. S’ha estudiat l’eliminació dels contaminants orgànics persistents mitjançant tècniques de degradació fotoquímiques. Inicialment s’ha fotodegradat cada família de contaminants per separat, per poder estudiar més a fons les condicions necessàries per la seva eliminació, així com els seus mecanismes i productes de degradació. Posteriorment s’ha estudiat la fotodegradació simultània dels analits d’interès en oli de peix. Aquesta tècnica s’ha mostrat efectiva en l’eliminació de DDT, PBDEs, HCB i PCBs similars a dioxines. Paral•lelament als estudis d’eliminació mitjançant adsorbents sòlids i tècniques fotoquímiques, s’ha comprovat la qualitat dels olis de peix abans i després del tractament. El procés d’adsorció en sòlids no afecta significativament a la qualitat de l’oli, mentre que les tècniques fotoquímiques degraden una part dels àcids grassos insaturats. S’ha estudiat l’eliminació de contaminants orgànics persistents en oli de peix mitjançant la combinació de les dues tècniques estudiades anteriorment, amb una primera etapa de degradació fotoquímica i una segona etapa d’adsorció. S’han comparat els resultats finals d’eliminació que s’obtenen amb cada un dels mètodes desenvolupats (adsorció, fotodegradació i combinat). L’adsorció en carbó actiu és el procés més adequat per l’eliminació de COPs en oli de peix. S’ha realitzat un estudi dels nivells diastereomèrics i enantiomèrics d’un contaminant emergent -l’hexabromociclododecà (HBCD)- en oli de peix. S’ha avaluat la seva eliminació de la matriu d’estudi mitjançant adsorbents amb base carbonàcia i degradació fotoquímica, sent principalment eliminat per aquesta segona via.

En la presente tesis doctoral se han estudiado diversos métodos para la eliminación de contaminantes orgánicos persistentes en aceites de pescado con finalidad alimentaria. Se han desarrollado los métodos de análisis necesarios para la correcta determinación de estos compuestos en la matriz de estudio. Se han evaluado con detalle las etapas de purificación de la muestra, fraccionamiento de los analitos y análisis instrumental. El método ha sido validado con resultados satisfactorios, y se ha comprobado su buen funcionamiento mediante ejercicios de intercalibraje, así como la realización de diversos estudios con muestras reales de aceite de pescado. Se ha estudiado la eliminación de los contaminantes persistentes mediante adsorbentes sólidos con base silícica y carbonacea. Las condiciones experimentales han estado estudiadas en profundidad mediante diseños de experiencias y de evolución. Los mejores resultados se han obtenido con carbón activo, que demuestra una elevada eficacia en la eliminación de PCDD/Fs, dl-PCBs y HCB. Se ha estudiado la eliminación de los contaminantes orgánicos persistentes mediante técnicas de degradación fotoquímica. Inicialmente se ha fotodegradado cada familia de contaminantes por separado, para poder estudiar más a fondo las condiciones necesarias para su eliminación. Posteriormente se ha estudiado la degradación simultánea de los analitos de interés en aceite de pescado. Esta técnica se ha mostrado efectiva en la eliminación de DDT, PBDEs, HCB y PCBs similares a dioxinas. Paralelamente a los estudios de eliminación mediante adsorbentes sólidos y técnicas fotoquímicas, se ha comprobado la calidad de los aceites de pescado antes y después del tratamiento. El proceso de adsorción en sólidos no afecta significativamente a la calidad del aceite, mientras que las técnicas fotoquímicas degradan una parte de los ácidos grasos insaturados. Se ha estudiado la eliminación de contaminantes orgánicos persistentes en aceites de pescado mediante la combinación de las dos técnicas estudiadas anteriormente, con una primera etapa de degradación fotoquímica y una segunda etapa de adsorción. Se han comparado los resultados finales de eliminación que se obtienen con cada uno de los métodos desarrollados. La adsorción en carbón activo es el proceso más adecuado para la eliminación de COPs en aceite de pescado. Se ha realizado un estudio de los niveles diastereoisoméricos y enantioméricos de un contaminante emergente –HBCD- en aceite de pescado. Se ha evaluado su capacidad de eliminación de la matriz de estudio mediante adsorbentes con base carbonacia y degradación fotoquímica, siendo principalmente eliminado por la segunda vía.

During the present doctoral thesis several methods for the elimination of persistent organic pollutants from fish oil have been studied. Analytical methodologies for the determination of these compounds in fish oil have been developed. Sample purification, fractionation of the analytes and instrumental determination steps have been deeply studied. The method has been validated with satisfactory results, and its performance has been verified through its participation in several intercalibration exercises and studies with real fish oil samples. Elimination of persistent organic pollutants with silicon and carbon-based adsorbents has been studied. The experimental conditions have been studied in depth with an experimental design, to finally optimize the adsorption method using an evolutionary design. Best results have been obtained with the active carbon, showing high efficiency of the removal of PCDD/Fs, dioxin-like PCBs and HCB. Elimination of persistent organic pollutants with photochemical degradation techniques has been studied. Initially, each family of pollutants has been photodegraded separately, to determine its degradation conditions, as well as degradation mechanisms and by-products. Later, simultaneous photodegradation of the analytes has been studied in fish oil. This technique has shown high efficiency on the degradation of DDT, PBDEs, HCB and dioxin-like PCBs. The quality of the oils before and after the treatments with solid adsorbents and photochemical degradation has also been studied. The adsorption process does not significantly affect the quality of the oils, while photochemical techniques can degrade the unsaturated fatty acids. Elimination of persistent organic pollutants in fish oil combining adsorption in solids and photochemical degradation has been studied. Results obtained with each of the developed methodologies (adsorption, photodegradation and combined method) were compared. Adsorption in active carbon is the most suitable process for COPs elimination in fish oil. Finally, diastereoisomeric and enantiomeric levels of an emerging pollutant –hexabromocyclododecane (HBCD)- in fish oil have been studied. Its elimination has been evaluated with carbon-based adsorbents and photochemical degradation, being mainly eliminated with the photodegradation techniques.