El principal objetivo del trabajo es la búsqueda de condiciones experimentales para un método cromatográfico, utilizando como motor de aprendizaje un algoritmo genético para invertir un modelo, con el fin de obtener cromatogramas con una calidad preestablecida. La aplicación que se presenta muestra la utilidad del método en controles medioambientales.
La determinación de distintas triazinas se ha llevado a cabo mediante cromatografía de líquidos de alta eficacia con una red de fotodiodos en serie como detector (HPLC-DAD). En el marco de la tecnología analítica de procesos (PAT), si se considera el método analítico como un proceso que debe proporcionar un producto con una calidad aceptable, el concepto de calidad diseñada (QbD) de los procesos de producción se puede aplicar a los métodos analíticos; en este caso se habla de calidad diseñada analítica (AQbD).
Dentro de la AQbD, se ha desarrollado un enfoque basado en modelos de inteligencia artificial, que partiendo de datos experimentales previos son capaces de identificar las condiciones experimentales operativas (parámetros de control del método) relacionadas con características de calidad prefijadas. La aproximación comienza definiendo las características deseadas para las señales cromatográficas (picos cromatográficos adecuadamente resueltos y tiempos de análisis cortos). Después se busca los parámetros experimentales de control del método (composición y velocidad de flujo de la fase móvil cromatográfica) utilizando una herramienta matemática para la inversión de un modelo de predicción de mínimos cuadrados parciales (PLS).
Las triazinas son herbicidas ampliamente utilizados en todo el mundo para inhibir o reducir el crecimiento de plantas no deseadas. Empleados en la agricultura, estos compuestos presentan cierta tendencia a desplazarse a través del suelo (potencial de lixiviación) y, a la larga, alcanzar las aguas superficiales. En la evaluación de su destino ambiental, atrazina y simazina están clasificadas como sustancias moderadamente móviles (Reglamento (UE) 2016/266) mientras que la terbutilazina, prometrina y propazina son considerados ligeramente móviles. La presencia de estos compuestos en aguas superficiales, aunque sea a niveles bajos, supone un problema potencial ya que se sospecha que muchos de ellos son disruptores endocrinos, es decir, que pueden alterar el sistema hormonal del cuerpo humano. De hecho, el uso de atrazina está prohibido en la UE desde 2004 por su persistencia en el medioambiente, su toxicidad para la fauna y sus posibles efectos sobre la salud humana.
La Directiva 2013/39/UE del Parlamento Europeo, establece normas de calidad ambiental para 45 sustancias prioritarias en el ámbito de la política de aguas; atrazina, simazina y terbutrina se encuentran entre ellas, en su anexo establece concentraciones máximas admisibles para las aguas superficiales continentales de 2, 4 y 0.34 μg L-1 para atrazina, simazina y terbutilazina, respectivamente. Asimismo, la legislación española, (Real Decreto 817/2015) establece una media anual máxima admisible de 1 μg L-1 para la terbutilazina, clasificada dentro de las sustancias preferentes, que son sustancias que presentan “un riesgo significativo para las aguas superficiales españolas debido a su especial toxicidad, persistencia y bioacumulación o por la importancia de su presencia en el medio acuático”.
En este trabajo se han determinado ocho triazinas (simazina, simetrina, atrazina, ametrina, propazina, terbutilazina, prometrina y terbutrina) en aguas recogidas en algunos puntos de la cuenca del río Arlanzón. La mayoría de las muestras de agua se tomaron en ríos y arroyos, salvo las muestras G, N y O, que fueron recogidas en puntos donde el agua sale a la superficie a través de fuentes o manantiales (en el punto N se especificaba “agua sin garantía sanitaria”). El principal criterio para la selección de los lugares de muestreo fue la proximidad de las localizaciones a cultivos y huertos, que podrían haber sido tratados con pesticidas que contuvieran triazinas. Otro factor fue la confluencia o desembocadura de algunos de ellos en otros, con el objetivo de interpretar los resultados tras los análisis.
En ninguna de las muestras de aguas superficiales analizadas se han encontrado concentraciones de triazinas por encima de las concentraciones máximas admisibles
Referencia bibliográfica
- M.C. Ortiz, L.A. Sarabia, A. Herrero, C. Reguera, S. Sanllorente, M.M. Arce, O. Valencia, S. Ruiz y M.S. Sánchez, Partial Least Squares model inversion in the chromatographic determination of triazines in water, Microchemical Journal, 164 (2021) 105971. https://doi.org/10.1016/j.microc.2021.105971
Autora
Mª Cruz Ortiz (mcortiz@ubu.es). Univ. Burgos, Fac. Ciencias, Dept. Química analítica, Pza. Misael Bañuelos S/N, Burgos, 09001. Grupo de Investigación Quimiometría y Cualimetría (Q&C).
Esta investigación ha sido financiada por los proyectos del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (CTQ2017-88894-R) y de la Junta de Castilla y León (BU052P20) los cuales estaban cofinanciados por fondos europeos FEDER. M.M. Arce agradece a la JCyL por su contrato postdoctoral a través del proyecto BU052P20.
Otras publicaciones
- Arce, M.M., Ruiz, S., Sanllorente, S., Ortiz, M.C., Sarabia, L.A., & Sánchez, M.S. (2021). A new approach based on inversion of a partial least squares model searching for a preset analytical target profile. Application to the determination of five bisphenols by liquid chromatography with diode array detector. Analytica Chimica Acta, 1149, 338217. https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338217
