Determinação de pesticidas e compostos relacionados em água de superfície e efluente industrial empregando extração em fase sólida e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas

To assist the growing nutritious demand, caused by the great population increase, the use of pesticides has been intensified in the agriculture. Such products improve the agricultural productivity and could reduce the food prices. On the other hand, starting from the results of studies of toxicologi...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2004
Main Author: Martins, Manoel Leonardo lattes
Orientador/a: Zanella, Renato lattes
Banca: Primel, Ednei Gilberto lattes, Adaime, Martha Bohrer lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Santa Maria
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Química
Assuntos em Português:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufsm.br/handle/1/10387
Citação:MARTINS, Manoel Leonardo. Determination of pesticides and related compounds in surface water and industrial effluent using solid phase extraction and gas chromatography coupled with mass spectrometry. 2004. 144 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2004.
Resumo Português:Para atender a crescente demanda alimentícia, devida ao grande aumento populacional, tem sido intensificada a utilização de pesticidas na agricultura. Tais produtos melhoram a produtividade agrícola, podendo diminuir os preços dos alimentos. Por outro lado, a partir dos resultados de estudos dos efeitos toxicológicos, carcinogênicos e teratogênicos dos pesticidas e das matériasprimas utilizadas na sua produção, têm sido estabelecidos parâmetros de controle cada vez mais rígidos, na ordem de micro- a picogramas por litro de água ou por quilograma de solo ou alimento. O controle destas substâncias na água requer procedimentos analíticos rápidos, baratos e confiáveis que permitam a determinação de uma grande variedade de pesticidas e compostos relacionados, com propriedades químicas variadas e pertencentes a classes químicas diferentes. No presente trabalho foi desenvolvido e validado um procedimento para quantificação de 4-cloro-α,α,α- trifluoro-tolueno, o-xileno, m-xileno e p-xileno, 4-cloro-tolueno, 3,4-dicloro- α,α,α- trifluoro-tolueno, 4-cloro-3-nitro-α,α,α- trifluorotolueno, 2,2-dicloroetenol dimetil fosfato, triclorfon, 3,4-dicloro-fenil isocianato, diuron, 4-cloro-3,5-dinitro-α,α,α- trifluoro-tolueno, 3,4-dicloro-anilina, 1-(4-Clorofenil)-4,4-dimetil-3-pentanona, trifluralina, 2-[2-(4-clorofenil)etil]-2-(1,1-dimetiletil)-oxirano, lindane, propanil, 2,4-D éster (butil, 2,4-diclorofenoxi-acetato), clorpirifós, 2-bromometil-2-(2,4-diclorofenil)-4-propil-1,3-dioxolano), α- endosulfan e β- endosulfan em amostras de efluente industrial tratado e de água de superfície empregando a Extração em Fase Sólida (SPE), para extração e préconcentração, e a Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas/Espectrometria de Massas (GC-MS/MS) para a quantificação. Na SPE utilizaram-se cartuchos contendo um polímero com características lipofílicas e hidrofílicas, com capacidade para extração de compostos ácidos e básicos (Abselut NEXUS, Varian). As condições para separação cromatográfica foram: coluna analítica VF 5ms de baixo sangramento (Factor Four, Varian) de 30 m x 0,25 mm; 0,25 μm); gás de arraste: hélio, vazão 1,2 mL min-1; volume injetado: 1 μL (splitless); programação da temperatura do forno da coluna: 45 oC 1,5 min, 260 oC (10 oC min-1) 4 min; detector: espectrômetro de massas, tipo ion trap operando no modo MS/MS, multi-segmento; temperaturas: linha de transferência: 290 °C, manifold: 80 °C e ion trap: 240 °C. Na validação do procedimento foram avaliados os seguintes parâmetros: limite de detecção (LOD), limite de quantificação (LOQ), linearidade, precisão (repetitividade e precisão intermediária) e recuperação. Os LODs obtidos com o procedimento ficaram entre 0,07 e 0,78 μg L-1 e os LOQs ficaram entre 0,21 e 2,44 μg L-1. Os ensaios de precisão forneceram resultados aceitáveis com valores de RSD entre 1,3 e 11,9%. As recuperações foram de 50,0 a 155,3%. Os resultados obtidos neste trabalho permitem concluir que o procedimento analítico proposto é eficiente e preciso para determinação de 4-cloro-tolueno, 4-cloro-3-nitro-α,α,α-trifluoro-tolueno, 2,2-dicloroetenol dimetil fosfato, triclorfon, 2-[2-(4-Clorofenil)etil]-2-(1,1-dimetil-etil)-oxirano, trifluralina, lindane, clorpirifós, 2-bromometil-2-(2,4-diclorofenil)-4-propil-1,3-dioxolano), α- endosulfan e β- endosulfan em efluente industrial e água de superfície. Para estes compostos foram obtidos resultados aceitáveis, com RSDs entre 1,3 e 10,4%. As recuperações obtidas foram de 71,7 a 128,8%. As recuperações obtidas para os demais compostos indicam a necessidade de otimização do procedimento para permitir a análise em toda a faixa de concentrações desejada.
Resumo inglês:To assist the growing nutritious demand, caused by the great population increase, the use of pesticides has been intensified in the agriculture. Such products improve the agricultural productivity and could reduce the food prices. On the other hand, starting from the results of studies of toxicological, carcinogenic and teratogenic effects of the pesticides and of the raw material used in their production, more and more rigid control parameters have been established, in the order of micro- to picogram per liter of water or per kilogram of soil or food. The control of these substances in the water requests fast, cheap and reliable analytical procedures that allow the determination of a great variety of pesticides and related compounds, with varied chemical properties and belonging to different chemical classes. In the present work it has been developed and validated a procedure for quantification of 4-chloro- α,α,α- trifluoro-toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, 4-chloro-toluene, 3,4-dichloro- α,α,α- trifluoro-toluene, 4-chloro-3-nitro-α,α,α-trifluoro-toluene, 2,2-dichloroethenol-dimetyl-phosphate, trichlorfon, 3,4-dichlorophenyl isocianate, diuron, 4-chloro-3,5-dinitro-α,α,α- trifluoro-toluene, 3,4-dichloroaniline, 1-(4-Chlorophenyl)-4,4-dimethyl-3-pentanone, trifluralin, 2-[2-(4-Chlorophenyl)ethyl]-2-(1,1-dimethyl-ethyl)-oxirane, lindane, propanil, 2,4-D ester (Butyl, 2,4-dichlorophenoxi-acetate), chlorpyrifos, 2-bromomethyl-2-(2,4-dichlorophenyl)-4-propyl-1,3-dioxolane), α-endosulfan and β-endosulfan in treated industrial effluent and surface water samples using the Solid Phase Extraction (SPE), for extraction and pre-concentration, and Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry/Mass Spectrometry (GC-MS/MS) for the quantification. In SPE, cartridges containing a polymer with lipophilic and hydrophilic characteristics have been used, with capacity for extraction of acid and basic compounds (Abselut NEXUS, Varian). The chromatographic separation conditions were: analytical column VF - 5ms of low bleeding (Factor Four, Varian) of 30 m x 0.25 mm; 0.25 mm); carrier gas: helium, flow-rate 1.2 mL min-1; injected volume: 1 μL (splitless); programming of the column oven temperature: 45 °C 1.5 min, 260 °C (10 °C min-1) - 4 min; detector: mass spectrometer, ion trap type operating in the MS/MS way, multisegment; temperatures: transfer line: 290 °C, manifold: 80 °C and ion trap: 240 °C. In the validation of the procedure, the following parameters were appraised: detection limit (LOD), quantification limit (LOQ), linearity, precision (repeatability and intermediate precision) and recovery. The LODs obtained with the procedure were between 0.07 and 0.78 mg L-1 and the LOQs were between 0.21 and 2.44 mg L-1. The precision assays supplied acceptable results with RSD values between 1.3 and 11.9%. The recoveries were from 50.0 to 155.3%. The results obtained in this work allowed the conclusion that the proposed analytic procedure is efficient and precise for the determination of 4-chlorotoluene, 4-chloro-3-nitro-α,α,α-trifluoro-toluene, 2,2-dichloroethenol-dimetylphosphate, trichlorfon, 2-[2-(4-Chlorophenyl)ethyl]-2-(1,1-dimethyl-ethyl)-oxirane, trifluralin, lindane, chlorpyrifos, 2-bromomethyl-2-(2,4-dichlorofenyl)-4-propyl-1,3-dioxolane), α-endosulfan and β-endosulfan in industrial effluent and superficial water samples. For these compounds the precision assays supplied acceptable results with RSD values between 1.3 and 10.4%. The recoveries were from 71.7 to 128.8%. The recoveries obtained for the other compounds indicate the need to optimize the procedure to allow the analysis in the whole strip of concentrations wanted.