Desenvolvimento de método automatizado para investigação dos marcadores biogeoquímicos, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, em sedimentos dos recursos hídricos urbanos de Juiz de Fora - MG por HS-SPME-GC/MS
Ano de defesa: | 2020 |
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Resumo: | Neste trabalho foi otimizado um método de extração automatizado para a determinação de 26 hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), dos quais, 8 foram HPAs prioritários, em amostras de sedimentos superficiais dos recursos hídricos urbanos do município de Juiz de Fora – MG, empregando a microextração em fase sólida modo headspace com cromatografia a gás acoplada a espectrometria de massas. Onze amostras foram coletadas no município, sendo que três são de recursos usados para captação de água para o abastecimento da população. Os parâmetros da análise foram otimizados utilizando planejamentos de experimentos, os quais indicaram ótima condição empregando 5 g de massa de amostra, volume de solução salina de 5 mL, tempo de extração de 53,2 minutos, agitação a 350 rpm, temperatura de extração de 80 ºC, tempo de sorção de 5 minutos e de desorção, 1 minuto. O intervalo linear da curva analítica variou de 10 a 40 ng g-1 com coeficientes de Pearson maiores que 0,98. Além disso, os limites de detecção e quantificação do método para os HPAs variaram de 0,13 a 0,46 ng g-1 e de 0,42 a 1,52 ng g-1 peso seco, respectivamente. O método foi validado e a recuperação média para as amostras fortificadas variaram de 74 ± 16 % (acenaftileno) a 98 ± 5 % (fluoranteno) e de 84 ± 8 % (reteno) a 119 ± 6 % (9-metilantraceno) para os brancos enriquecidos. A concentração total de HPAs nas amostras variou de 1,2 ± 0,1 (barragem de Chapéu D’Uvas) a 104 ± 5 ng g-1 (rio Paraibuna – Vila Ideal) peso seco e se encontram dentro dos limites estabelecidos pelo CONAMA. Os sedimentos dos recursos hídricos do município são formados basicamente por partículas sedimentares de areia e apresentam baixo teor de matéria orgânica total (0,18 ± 0,01 % a 3,54 ± 0,05 %). Uma forte correlação linear foi observada entre a concentração total dos analitos e os teores de matéria orgânica total e lama (silte +argila) presentes nas amostras coletadas. Além disso, foi observado perda de sensibilidade do método com o aumento do teor de TOC nas amostras. Apesar da baixa concentração total encontrada nas amostras, o perfil de HPAs no centro urbano da cidade sugere que os mesmos foram introduzidos no meio ambiente por fontes pirolíticas, decorrentes da queima de biomassa e de combustíveis fósseis, com baixa probabilidade de causar danos aos sistemas aquáticos estudados. |
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Onze amostras foram coletadas no município, sendo que três são de recursos usados para captação de água para o abastecimento da população. Os parâmetros da análise foram otimizados utilizando planejamentos de experimentos, os quais indicaram ótima condição empregando 5 g de massa de amostra, volume de solução salina de 5 mL, tempo de extração de 53,2 minutos, agitação a 350 rpm, temperatura de extração de 80 ºC, tempo de sorção de 5 minutos e de desorção, 1 minuto. O intervalo linear da curva analítica variou de 10 a 40 ng g-1 com coeficientes de Pearson maiores que 0,98. Além disso, os limites de detecção e quantificação do método para os HPAs variaram de 0,13 a 0,46 ng g-1 e de 0,42 a 1,52 ng g-1 peso seco, respectivamente. O método foi validado e a recuperação média para as amostras fortificadas variaram de 74 ± 16 % (acenaftileno) a 98 ± 5 % (fluoranteno) e de 84 ± 8 % (reteno) a 119 ± 6 % (9-metilantraceno) para os brancos enriquecidos. A concentração total de HPAs nas amostras variou de 1,2 ± 0,1 (barragem de Chapéu D’Uvas) a 104 ± 5 ng g-1 (rio Paraibuna – Vila Ideal) peso seco e se encontram dentro dos limites estabelecidos pelo CONAMA. Os sedimentos dos recursos hídricos do município são formados basicamente por partículas sedimentares de areia e apresentam baixo teor de matéria orgânica total (0,18 ± 0,01 % a 3,54 ± 0,05 %). Uma forte correlação linear foi observada entre a concentração total dos analitos e os teores de matéria orgânica total e lama (silte +argila) presentes nas amostras coletadas. Além disso, foi observado perda de sensibilidade do método com o aumento do teor de TOC nas amostras. Apesar da baixa concentração total encontrada nas amostras, o perfil de HPAs no centro urbano da cidade sugere que os mesmos foram introduzidos no meio ambiente por fontes pirolíticas, decorrentes da queima de biomassa e de combustíveis fósseis, com baixa probabilidade de causar danos aos sistemas aquáticos estudados.In this work, an automated extraction method to determine 26 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) of which 8 are priority PAHs, in surface sediment samples from urban water resources in the Juiz de For city, MG, using gas chromatography coupled to mass spectrometry detection, with automated headspace solid phase microextraction was optimized. Eleven samples were collected in the city, in which three of them were from resources used to water abstraction to supply the population. The analysis parameters were optimized using experimental designs, which indicated the optimal condition using 5 g of sample mass, 5 mL of saline solution volume, 53.2 min for the extraction time, stirring at 350 rpm, 80 °C, 5 minutes of sorption and 1 minute for desorption. The linear interval of calibration curve for each PAH ranged from 10 to 40 ng g-1 and the Pearson correlations for all the compounds were above 0.98. The detection and quantification limits values ranged from 0.13 to 0.46 ng g-1 dry weight and 0.42 to 1.52 ng g-1 dry weight, respectively. The mean recoveries of the spiked samples ranged from 74 ± 16 % (acenaphthylene) to 98 ± 5 % (fluoranthene) and 84 ± 8 % (retene) to 119 ± 6 % (9-methylanthracene) for the spiked blanks. The total concentration of PAHs in the samples ranged from 1.2 ± 0.1 (Chapéu D´Uvas dam) to 104 ± 5 ng g-1 (Paraibuna river – Vila Ideal) dry weight, all within the limits established by CONAMA. The sediments of the municipality’s water resources are mainly composed of sand sediments and have a low total organic matter content (0.18 ± 0.01 % to 3.54 ± 0.05 %). Strong correlation was observed between the total concentration of the analytes and the contents of total organic matter and mud (silt + clay) present in the collected samples. In addition, loss of sensitivity of the method was observed with the increase of the TOC content in the samples. Despite the low total concentration found in the samples, the HPAs profile in the urban center of the city suggests that they were introduced into the environment by pyrolytic sources, resulting from the burning of biomass and fossil fuels, with a low probability of causing damage to aquatic systems studied.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em QuímicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICASedimentoSPMEGC/MSHPAsQuímica verdeSedimentSPMEPAHsGreen chemistryDesenvolvimento de método automatizado para investigação dos marcadores biogeoquímicos, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, em sedimentos dos recursos hídricos urbanos de Juiz de Fora - MG por HS-SPME-GC/MSinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALfaustomoreiraaraujo.pdffaustomoreiraaraujo.pdfPDF/Aapplication/pdf59698343https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11831/1/faustomoreiraaraujo.pdf869b70ec9c4b8feed06125d3f428fb04MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11831/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11831/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTfaustomoreiraaraujo.pdf.txtfaustomoreiraaraujo.pdf.txtExtracted texttext/plain208004https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11831/4/faustomoreiraaraujo.pdf.txt2857e6b0114b83c1919e7f65133b7126MD54THUMBNAILfaustomoreiraaraujo.pdf.jpgfaustomoreiraaraujo.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1260https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11831/5/faustomoreiraaraujo.pdf.jpgc786c0204a2c800c0757dc0bea42202aMD55ufjf/118312020-11-11 04:07:41.691oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2020-11-11T06:07:41Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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