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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/4765| Título : | Aplicación de Técnicas Analíticas Verdes en la determinación de contaminantes en agua para promover su uso académico |
| Autor : | Becerril Bravo, Jose Elias |
| Fecha de publicación : | 2016 |
| Resumen : | Este proyecto está enfocado al desarrollo de métodos analíticos para la determinación rápida, sensible y selectiva de subproductos de la desinfección con cloro y plaguicidas en fuentes de suministro de agua potable (pozos, manantiales y presas) así como en agua potable, aplicando la Química Analítica Verde con la finalidad de entrenar y fomentar en los alumnos su aplicación. La química analítica de compuestos orgánicos, en general, se basa en la determinación de dichos compuestos con el uso de disolventes orgánicos que representan un riesgo potencial para el ambiente. La química analítica verde pretende minimizar o evitar el uso de disolventes orgánicos para determinar contaminantes en diversas matrices ambientales, además de su uso en otras áreas. Concretamente, este proyecto busca la aplicación de la microextracción en fase sólida (SPME, por sus siglas en ingles) y la microextracción-emulsificación asistida por ultrasonidos USAEME (también por sus siglas en inglés) para la determinación de subproductos de la desinfección con cloro (trihalometanos) y plaguicidas en agua potable, como alternativa a la técnica normada, que requiere de muchos reactivos, tiempo y costos. En la norma oficial mexicana NOM-127-SSA1-1994, "salud ambiental, agua para uso y consumo humano-límites permisibles de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua para su potabilización", se establece los límites de trihalometanos totales y plaguicidas que debe cumplir un agua potable. Por esta razón es importante que se tenga una alternativa analítica para su determinación rápida y oportuna, con lo cual se podrá ahorrar recursos y tiempo. La optimización de estas metodologías que minimicen al máximo el uso de disolventes y reactivos son necesarias para que durante el proceso de enseñanza-aprendizaje en los laboratorios analíticos se genere menos residuos, y se promueva la Química Analítica Verde. Los alumnos que intervengan en este proyecto desarrollaran las capacidades suficientes para aplicar metodologías analíticas de bajo impacto en el medio ambiente. Los subproductos de la desinfección (DBP) se forman cuando los desinfectantes (cloro, ozono, dióxido de cloro o cloraminas) reaccionan con la materia orgánica de origen natural, contaminantes antropogénicos, bromuro, yoduro y durante la producción de agua potable. Entre estos se incluye a los trihalometanos (bromoformo, bromodiclorometano, dibromoclorometano y cloroformo), estos compuestos en concentraciones superiores a la norma son potencialmente carcinógenos. Por otra parte, la importancia de los plaguicidas de síntesis química como los insecticidas, herbicidas, fungicidas y otras sustancias para el control de plagas, que han sido diseñados artificialmente en laboratorios como sustancias agro-tóxicas. Pueden ser cancerígenos, mutagénicos, repro-tóxicos y perturbadores endocrinos. Además presentan alta persistencia en el agua, suelo y sedimentos, son tóxicos para organismos acuáticos y son bioacumulables. En la segunda fase se proyecta la aplicación de la microextracción-emulsificación asistida por ultrasonido para la determinación de los plaguicidas de mayor consumo en la agricultura nacional, presentes en fuentes de suministro para determinar su impacto en el recurso hídrico. En este caso además de aplicar una metodología analítica verde también se incluye el estudio de una serie de compuestos que potencialmente tendrían un impacto en la salud pública. El proyecto contempla la elaboración de un manual electrónico que transmita la importancia de la aplicación de metodologías analíticas verdes(SPME y USAEME) en muestras de agua para la determinación de subproductos de la desinfección con cloro y plaguicidas. Con este proyecto los alumnos participantes podrán aplicar las metodologías (SPME y USAEME) como ejemplos de la Química Analítica Verde para fomentar su difusión entre la comunidad estudiantil. Además se promoverá el uso de estas metodologías mediante un manual electrónico |
| URI : | http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/4765 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | Becerril Bravo, Jose Elias |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2016 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2016-2018 |
| metadata.dcterms.educationLevel: | nivel superior |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura |
| metadata.dc.description.objective: | 1.- Aplicar técnicas analíticas verdes e innovadoras para el mejoramiento de la enseñanza y la concientización medioambiental entre la comunidad estudiantil del área de química. 2.- Aplicar la microextracción en fase sólida (SPME) para determinar subproductos de la desinfección con cloro (bromoformo, bromodiclorometano, dibromoclorometano y cloroformo) en muestras de agua de fuentes de abastecimiento de agua y agua potable. 3.- Aplicar y la microextracción-emulsificación asistida por ultrasonidos (USAEME) para determinar plaguicidas (aldrín y dieldrín, clordano, DDT, gamma-HCH (lindano), hexaclorobenceno, heptacloro y epóxido de heptacloro, metoxicloro) en muestras de agua de fuentes de abastecimiento de agua potable. 4.- Realizar un manual electrónico para difundir estas metodologías analíticas verdes (SPME y USAEME) entre la comunidad estudiantil interesada en el tema. |
| metadata.dc.description.hypothesis: | Sí los alumnos de química, ingeniería química y químicos farmacobilogos conocen las microtecnicas analíticas (SPME y USAEME) tendrán la oportunidad de aplicarlas en muestras acuosas. Es posible la aplicación, por medio de los alumnos, de la microextracción en fase sólida (SPME) para la determinación de subproductos de la desinfección con cloro (bromoformo, bromodiclorometano, dibromoclorometano y cloroformo) en muestras de agua potable y fuentes de abastecimiento de agua potable. Mediante la técnica de microextracción-emulsificación asistida por ultrasonidos (USAEME) los alumnos podrán comprobar la determinación analítica de plaguicidas (aldrín y dieldrín, clordano, DDT, gamma-HCH (lindano), hexaclorobenceno, heptacloro y epóxido de heptacloro, metoxicloro) en muestras de agua potable y fuentes de abastecimiento de agua potable. |
| metadata.dc.description.strategies: | Durante el primer periodo se entrenará a 6 alumnos de licenciatura (químicos, químicos farmacobiologos o ingenieros químicos) en la aplicación de la microextracción en fase sólida (SPME) en el Laboratorio de Ingeniería Ambiental (LIA) del Instituto de Ingeniería de la UNAM. Con base en el desempeño de los alumnos se seleccionará a dos de ellos (uno de servicio social y un becario) para que desarrollen las condiciones óptimas (pH, tiempo, fase, salinidad) para la aplicación de la SPME en la determinación de los trihalometanos (bromoformo, bromodiclorometano, dibromoclorometano y cloroformo). La determinación se llevará a cabo en 9 muestras de agua potable por triplicado. El muestreo de agua potable se sugiere que sea en la toma domiciliaria del lugar donde residen los propios alumnos. Las fuentes de abastecimiento de agua potable que se propone para el muestreo son: Río Magdalena (delegación Magdalena Contreras) Presa valle de Bravo (principal fuente del Sistema Cutzamala) Un pozo de la batería de pozos del oriente de la ciudad (los pozos son la fuente de abastecimiento principal de la ciudad de México) En cada fuente de abastecimiento se tomarán tres muestras en dos periodos del año. Con los resultados obtenidos se elaborará una tesis de licenciatura. Para el segundo periodo se entrenará a 6 alumnos de licenciatura (químicos, químicos farmacobiologos o ingenieros químicos) en la aplicación de la microextracción-emulsificación asistida por ultrasonidos (USAEME) en el Laboratorio de Ingeniería Ambiental (LIA) del Instituto de Ingeniería de la UNAM. Con base en el desempeño de los alumnos se seleccionará a dos de ellos (uno de servicio social y un becario) para que desarrollen las condiciones óptimas (tipo y cantidad mínima de disolvente, tiempo de ultrasonidos, saturación de sal) para determinar plaguicidas (aldrín y dieldrín, clordano, DDT, gamma-HCH (lindano), hexaclorobenceno, heptacloro y epóxido de heptacloro, metoxicloro) en muestras de agua de fuentes de abastecimiento de agua potable y agua potable. La determinación se llevará a cabo en 9 muestras de agua potable por triplicado. El muestreo de agua potable se sugiere que sea en la toma domiciliaria del lugar donde residen los propios alumnos. Las fuentes de abastecimiento de agua potable que se propone para el muestreo son: Río Magdalena (delegación Magdalena Contreras) Presa valle de Bravo (principal fuente del Sistema Cutzamala) Un pozo de la batería de pozos del oriente de la ciudad (los pozos son la fuente de abastecimiento principal de la ciudad de México) En cada fuente de abastecimiento se tomarán tres muestras en dos periodos del año. Con los resultados obtenidos se elaborará una tesis de licenciatura. Con los resultados obtenidos en ambos periodos se procederá a realizar un manual electrónico. En este manual se describirá detalladamente las metodologías analíticas desarrolladas (SPME y USAEME) y su aplicación para la determinación de trihalometanos y plaguicidas respectivamente. En el manual se incluirá una secuencia fotográfica precisa de cada secuencia del proceso (desde el muestreo hasta la obtención de los resultados). En lo posible se pretende incluir fracciones de video para que tenga mayor impacto didáctico. Para realizar esto se contará con la asesoría de un experto en artes visuales. |
| metadata.dc.description.goals: | Para el primer periodo se realizará la aplicación de la microextracción en fase sólida (SPME) para la determinación de subproductos de la desinfección con cloro (bromoformo, bromodiclorometano, dibromoclorometano y cloroformo) se optimizará la metodología, es decir, se encontrarán las condiciones óptimas (fase, temperatura, agitación, volumen y contenido de sal) para su determinación en agua potable y agua de tres fuentes de abastecimiento de agua (un río, una presa y un pozo). Con los datos obtenidos se obtendrá una tesis de licenciatura y el cumplimiento del servicio social de al menos un alumno. Para el segundo periodo se aplicará la microextracción-emulsificación asistida por ultrasonidos (USAEME) para determinar plaguicidas (aldrín y dieldrín, clordano, DDT, gamma-HCH (lindano), hexaclorobenceno, heptacloro y epóxido de heptacloro, metoxicloro) en muestras de agua potable y de fuentes de abastecimiento (río, presa y pozo). Se obtendrá las condiciones óptimas para su aplicación en el grupo de plaguicidas seleccionados (tiempo de ultrasonidos, tipo y cantidad de disolvente, necesidades de sal). Con los datos obtenidos se obtendrá una tesis de licenciatura y el cumplimiento del servicio social de al menos un alumno. Adicionalmente se elaborará un manual electrónico en el que se describirá detalladamente el desarrollo de las metodologías (SPME y USAEME)para la determinación de subproductos de la desinfección con cloro y plaguicidas. Este manual servirá para difundir el usos de las metodologías planteadas y motivar a los alumnos en la aplicación de la Química Analítica Verde. Se participará en el ChemCys 2017 (Chemistry Conference for Young Scientists) organizado por Green Chemistry Institute en Bélgica. El objetivo de la participación es difundir los resultados del proyecto en un foro internacional para estudiantes. Esta actividad motiva a los alumnos para continuar con su formación a nivel posgrado. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | Considero que el proyecto ha sido de gran ayuda para los estudiantes de la facultad de química, ya que han tenido la oportunidad de aplicar las metodologías analíticas de microextracción en fase solida y extrcción-emulsificación asistida por ultrasonidos como ejemplo de la química analítica verde. Ha sido complementario a su formación profesional. Cinco alumnos han podido hacer la tesis de licenciatura gracias al apoyo del proyecto: Determinación de subproductos generados por la cloración de agua por medio de la técnica, phase solid microextraction (SPME). Jesús Joseft Trejo González En este caso se encuentra en revisión. Determinación de ácidos halo acéticos en agua de consumo del Valle de México mediante el método de Micro-extracción en fase sólida (SPME) Alejandro Quiterio Sánchez Aplicación de microextracción en fase sólida (SPME) y microextracción-emulsificación asistida por ultrasonidos (USAME) en la determinación de plaguicidas organoclorados y fragancias en matrices ambientales. Sandra Angélica Benítez Reyes Estudio y aplicación de las técnicas de micro extracción-emulsificacion asistida por ultrasonido (USAEME) y micro extracción en fase solida (SPME), optimizadas con contaminantes contenidos en matrices ambientales. Samanta Vargas Hernández Aplicación de la SPME para la determinación de BTEX, HAP’s y disruptores endocrinos en matrices acuosas. Stefani Paulin Martínez En estos cuatro últimos casos se está en procesos de terminación y redacción de las tesis. Adicionalmente y dado el interés de los alumnos se está elaborando dos tesinas (trabajos monográficos de titulación): Comparación de técnicas analíticas convencionales y microtécnicas analíticas para la determinación de plaguicidas en matrices acuosas. Meylina del Ángel Reyes Uso de microtécnicas analíticas para la determinación de antibióticos en matrices acuosas Ariadne López Álvarez La respuesta de los alumnos hacia el proyecto ha sido altamente valorada y aceptada además de que consideran que es un tema muy novedoso. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Se alcanzaron las metas originalmente planteadas en el proyecto. Se han aplicado las técnicas analíticas verdes (microextracción en fase sólida y la microextracción-emulsificación asistida por ultrasonidos) para entrenar alumnos en su aplicación. Se realizaron cinco tesis de licenciatura en los dos periodos del proyecto con lo cual se supero la meta de dos tesis de licenciatura. Se participó en 19th International Symposium on Advances in Extraction Technologies con la ponencia: DETERMINATION AND DISTRIBUTION OF TRIHALOMETHANES BY SOLID PHASE MICRO-EXTRACTION (SPME) METHOD IN A HYDRAULIC CONTROLLED SYSTEM. José Becerril1*, Jesús Trejo1, Antonio Barrios1, Blanca Jiménez1, Rojacques Mompremier1 1Grupo Tratamiento y Reuso, Subdirección de Hidráulica y Ambiental, Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México UNAM, Ciudad Universitaria 04510, Ciudad de México, México. Adicionalmente se aplicó la metodología en un proyecto posdoctoral y se publicó un artículo: Rojacques Mompremier, Óscar Arturo Fuentes Mariles, Kebreab Ghebremichael, Ana Elisa Silva Martínez, José Elías Becerril Bravo (2017) Study of the effect of pipe materials and mixing phenomenon on Trihalomethanes formation and diffusion in a lab scale water distribution network, Water Science & Technology: Water Supply, doi: 10.2166/ws.2017.103. |
| metadata.dcterms.provenance: | Instituto de Ingeniería (II) |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Química |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| Aparece en las colecciones: | 2. Área de las Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud |
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