Metodologías analíticas para la determinación directa de metales en productos del petróleo empleando técnicas de espectometría atómica

Abstract

El objetivo principal de esta Memoria fue el desarrollo de metodologías sencillas, rápidas y directas para la determinación de metales pesados en muestras derivadas del petróleo, como son el fuel oil y los aceites lubricantes, mediante técnicas de espectrometría atómica. Se abordaron fundamentalmente las metodologías basadas en la preparación de emulsiones y en la extracción con líquidos a presión (PLE). En todos los casos se intentó minimizar el consumo de disolventes así como la generación de residuos peligrosos. En primer lugar se desarrolló un método de preparación de pequeños volúmenes de emulsiones de fuel oil para la determinación directa de V, Ni y Co empleando la técnica de espectrometría absorción atómica con atomización electrotérmica (ETAAS), con el que se alcanzaron resultados satisfactorios para todos ellos. El análisis de diversas muestras de fuel procedentes del vertido del Prestige en la costa gallega reveló una relación de los contenidos de V y Ni similar para casi todas las muestras (V/Ni » 3), pudiendo establecerse un origen común de las mismas. Se extendió el método establecido al análisis de aceites lubricantes. Se validó para la determinación de V, Cu, Cr, Pb y Mo; pero se alcanzaron bajas recuperaciones para Ni y Ti y una mala reproducibilidad en las señales atómicas de Ag. Para mejorar estos resultados se abordó otra variante dentro de esta metodología, la preparación de emulsiones sin detergentes (disoluciones de tres componentes). Se validó un método para la determinación de V, Ni, Cu, Cr y Ag, y se consideró aceptable para Mo y Pb, siendo inviable la determinación de Ti. Por otra parte, se investigó la viabilidad de una técnica novedosa como es la extracción con líquidos a presión (PLE) para el tratamiento de muestras de aceites lubricantes. Con esta técnica se obtiene un extracto acuoso, en el cual se lleva a cabo la determinación multielemental mediante la técnica de espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS). De los doce metales objeto de estudio, se obtuvieron resultados satisfactorios para seis de ellos (Mg, Al, Ti, Cu, Sn y Pb). Para el resto de los metales se encontraron problemas de contaminación, probablemente debidos al agente dispersante y limpiador empleado. Para llevar a cabo la cuantificación de metales determinados por ETAAS en emulsiones de aceites lubricantes en presencia de concomitantes que pueden interferir en la señal atómica del analito, se planteó una alternativa de reciente aplicación en este campo como es el empleo de modelos de regresión lineal multivariante mediante regresión parcial por mínimos cuadrados (PLS). El modelo establecido (5 VL) condujo a una satisfactoria predicción de los patrones de calibración, y todos los valores predichos mediante PLS resultaron ser estadísticamente iguales a los dados como referencia, tanto para los materiales certificados como para las muestras de aceites lubricantes usados.