Matrix effects in plasma-based spectroscopic techniques (ICP-AES/MIP-AES): application to the analysis of environmental samples

Abstract

La determinación de metales y metaloides en muestras medioambientales se suele realizar mediante técnicas de Espectrometría Atómica debido a su: (i) exactitud y precisión; (ii) sensibilidad; (iii) límites de detección del orden de los µg kg-1 - ng kg-1; (iv) velocidad de análisis; y (iv) capacidad multielemental para determinar varios analitos de forma simultánea. No obstante, el análisis de muestras medioambientales mediante estas técnicas no está exento de dificultades ya que la matriz de este tipo de muestras (p. ej. sales, materia orgánica, etc.), así como los reactivos empleados durante el pretratamiento de muestra (p. ej. ácidos, disolventes orgánicos, etc.), pueden dar lugar a interferencias (espectrales y no espectrales) que afecten negativamente a la exactitud y precisión de los análisis. A pesar de los numerosos estudios realizados hasta la fecha, existe todavía un gran desconocimiento sobre el origen de los efectos de matriz en las técnicas de Espectrometría Atómica y, en particular, para la Espectrometría de Emisión Atómica de Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-AES) y la Espectrometría de Emisión Atómica de Plasma Inducido por Microondas (MIP-AES). En la presente Tesis Doctoral se han estudiado los efectos de matriz derivados de los concomitantes más habituales en el análisis de muestras medioambientales (sales, ácidos y carbono) sobre la señal de emisión en ICP-AES y MIP-AES y, a partir de la información obtenida, se han desarrollado diferentes métodos analíticos para la determinación de metales y metaloides en muestras medioambientales libres de interferencias. En primer lugar, se ha investigado la influencia del C sobre la señal de emisión (atómica e iónica) en ICP-AES para 62 elementos y sus posibles implicaciones prácticas al analizar muestras medioambientales. A partir de los conocimientos obtenidos, se ha desarrollado un método analítico para evaluar el papel de la Cymodocea nodosa en la movilización de elementos traza en el ecosistema marino de una de las regiones más afectadas por la industria minera en el entorno de la laguna costera del Mar Menor (Murcia). Por otro lado, se ha investigado de forma sistemática interferencias (espectrales y no espectrales) producidas por matrices de tipo salino (CaNO3), ácido (H2SO4) y orgánico (glicerol, cloroformo y un disolvente supramolecular basado en THF y 1-decanol) sobre la señal analítica en MIP-AES. Finalmente, a partir de los resultados obtenidos, se ha desarrollado una metodología analítica para la determinación de Cd en aguas utilizando de forma conjunta la microextracción dispersiva líquido-líquido (DLLME) y MIP-AES.