Determinação eletroquímica de pesticidas residuais em amostras dos principais derivados da cana-de-açúcar
| Ano de defesa: | 2005 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-13102025-163420/ |
Resumo: | Este trabalho descreve o desenvolvimento de metodologias eletroanalíticas para a determinação dos herbicidas atrazina, ametrina e simazina em diferentes amostras dos principais derivados da cana-de-açúcar produzidos no Brasil, como o caldo de cana, a rapadura e o açúcar mascavo, por meio da voltametria de onda quadrada (SWV) sobre eletrodo de mercúrio. Estudos da eletroquímica do diuron, bem como de outros possíveis interferentes, tais como sacarose, clorofila e vários flavonoides, também foram realizados. Após a otimização dos parâmetros experimentais da SWV, foram construídas curvas analíticas em soluções de água pura (Milli-Q) para a redução da atrazina e ametrina puras, e para uma mistura desses dois herbicidas, neste caso, com o auxílio de um procedimento matemático de deconvolução, em um intervalo de concentração de 1,0 × 10-6 a 10,0 × 10-6 mol L-1. Os limites de detecção e de quantificação (LO e LQ, respectivamente) foram determinados para os diferentes casos e também para soluções de simazina pura. Para atrazina e ametrina puras, os valores de LO foram 3,7 µg L-1 e 4,3 µg L-1, respectivamente, enquanto estes valores aumentaram para 4,8 µg L-1 e 6,5 µg L-1 na presença de 3,0 × 10-6 mol L-1 do outro componente. No caso da simazina, o sinal voltamétrico não pôde ser separado do sinal da atrazina, sendo as medidas realizadas somente em soluções puras, representando um LO de 7,5 µg L-1. O diuron apresentou um pico de redução alargado que, após deconvolução, revelou a existência de dois picos de aproximadamente mesma intensidade. Isso é causado pela hidrólise espontânea que gera um derivado eletroativo (3,4-dicloroanilina), tornando a quantificação do diuron mais difícil. As amostras de caldo de cana foram analisadas adicionando-se diferentes quantidades ao eletrólito suporte, assim como quantidades conhecidas dos herbicidas. Os resultados obtidos pela SWV mostraram ausência de resíduos detectáveis de atrazina, ametrina, simazina e diuron. Entretanto, notaram-se importantes efeitos da matriz, bem como interferências causadas por flavonoides presentes nas amostras, como indicado pela forte presença de picos de redução em soluções contendo caldo de cana e por experimentos separados realizados com quercetina, apigenina, orientina e luteolina nas mesmas condições voltamétricas. Esses efeitos diminuíram consideravelmente a sensibilidade das medidas, e os valores de LO foram 7,5, 5,4 e 32,3 µg L-1 para atrazina, ametrina e simazina, respectivamente. Resultados similares foram obtidos para análises da rapadura, açúcar mascavo e uma diferente amostra de caldo de cana, enquanto testes realizados com outros dois possíveis interferentes (sacarose e clorofila) mostraram que essas substâncias não são eletroativas nas condições experimentais estudadas. Além disso, as intensidades dos picos do caldo de cana diminuem com a adição dos herbicidas, sugerindo a existência de reações químicas redox ou associações (formação de aduto) entre os flavonoides e os herbicidas adicionados, que impedem a detecção destes herbicidas. Esses efeitos foram também observados nas medidas por HPLC/UV e por espectroscopia UV-Vis, levantando sérias dúvidas sobre os resultados reportados na literatura, visto que a presença de herbicidas poderia ser mascarada por essas reações. |
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Determinação eletroquímica de pesticidas residuais em amostras dos principais derivados da cana-de-açúcarElectrochemical determination of residual pesticides in samples of major sugarcane derivativesderivados da cana-de-açúcardeterminação eletroquímicaelectrochemical determinationpesticidas residuaisresidual pesticidessugarcane derivativesEste trabalho descreve o desenvolvimento de metodologias eletroanalíticas para a determinação dos herbicidas atrazina, ametrina e simazina em diferentes amostras dos principais derivados da cana-de-açúcar produzidos no Brasil, como o caldo de cana, a rapadura e o açúcar mascavo, por meio da voltametria de onda quadrada (SWV) sobre eletrodo de mercúrio. Estudos da eletroquímica do diuron, bem como de outros possíveis interferentes, tais como sacarose, clorofila e vários flavonoides, também foram realizados. Após a otimização dos parâmetros experimentais da SWV, foram construídas curvas analíticas em soluções de água pura (Milli-Q) para a redução da atrazina e ametrina puras, e para uma mistura desses dois herbicidas, neste caso, com o auxílio de um procedimento matemático de deconvolução, em um intervalo de concentração de 1,0 × 10-6 a 10,0 × 10-6 mol L-1. Os limites de detecção e de quantificação (LO e LQ, respectivamente) foram determinados para os diferentes casos e também para soluções de simazina pura. Para atrazina e ametrina puras, os valores de LO foram 3,7 µg L-1 e 4,3 µg L-1, respectivamente, enquanto estes valores aumentaram para 4,8 µg L-1 e 6,5 µg L-1 na presença de 3,0 × 10-6 mol L-1 do outro componente. No caso da simazina, o sinal voltamétrico não pôde ser separado do sinal da atrazina, sendo as medidas realizadas somente em soluções puras, representando um LO de 7,5 µg L-1. O diuron apresentou um pico de redução alargado que, após deconvolução, revelou a existência de dois picos de aproximadamente mesma intensidade. Isso é causado pela hidrólise espontânea que gera um derivado eletroativo (3,4-dicloroanilina), tornando a quantificação do diuron mais difícil. As amostras de caldo de cana foram analisadas adicionando-se diferentes quantidades ao eletrólito suporte, assim como quantidades conhecidas dos herbicidas. Os resultados obtidos pela SWV mostraram ausência de resíduos detectáveis de atrazina, ametrina, simazina e diuron. Entretanto, notaram-se importantes efeitos da matriz, bem como interferências causadas por flavonoides presentes nas amostras, como indicado pela forte presença de picos de redução em soluções contendo caldo de cana e por experimentos separados realizados com quercetina, apigenina, orientina e luteolina nas mesmas condições voltamétricas. Esses efeitos diminuíram consideravelmente a sensibilidade das medidas, e os valores de LO foram 7,5, 5,4 e 32,3 µg L-1 para atrazina, ametrina e simazina, respectivamente. Resultados similares foram obtidos para análises da rapadura, açúcar mascavo e uma diferente amostra de caldo de cana, enquanto testes realizados com outros dois possíveis interferentes (sacarose e clorofila) mostraram que essas substâncias não são eletroativas nas condições experimentais estudadas. Além disso, as intensidades dos picos do caldo de cana diminuem com a adição dos herbicidas, sugerindo a existência de reações químicas redox ou associações (formação de aduto) entre os flavonoides e os herbicidas adicionados, que impedem a detecção destes herbicidas. Esses efeitos foram também observados nas medidas por HPLC/UV e por espectroscopia UV-Vis, levantando sérias dúvidas sobre os resultados reportados na literatura, visto que a presença de herbicidas poderia ser mascarada por essas reações.This work describes the development of electroanalytical methodologies for the determination of the herbicides atrazine, ametrine, and simazine in different samples of sugarcane using some of its main Brazilian-made derivatives, namely \"caldo de cana\", \"rapadura\", and \"açúcar mascavo\", by Square Wave Voltammetry (SWV) on a mercury electrode. Studies of the electrochemistry of diuron, as well as of other possible interferences such as sucrose, chlorophyll, and several flavonoids, were also carried out. After optimization of the experimental SWV parameters, analytical curves in Milli-Q water solutions were recorded for the reduction of pure atrazine, pure ametrine, and for a mixture of these two herbicides (a mathematical deconvolution procedure was used in the latter case) in the concentration interval of 1.0 × 10-6 to 10.0 × 10-6 mol L-1. The detection and quantification limits (DL and QL, respectively) were determined for the different cases and also for pure simazine solutions. For pure atrazine and pure ametrine, the DL values were 3.7 µg L-1 and 4.3 µg L-1, respectively, while they increased to 4.8 µg L-1 and 6.5 µg L-1 in the presence of 3.0 × 10-6 mol L-1 of the other component. In the case of simazine, its signal could not be separated from that of atrazine, and measurements were carried out only in pure solutions, yielding a DL of 7.5 µg L-1. Diuron presented a broad SWV reduction peak that, after deconvolution, revealed the existence of two peaks of approximately the same intensity. This is caused by spontaneous hydrolysis that generates an electroactive derivative (3,4-dichloroaniline), thus making its proper quantification very difficult. Samples of \"caldo de cana\" were analyzed by adding different amounts to the supporting electrolyte, along with known quantities of the herbicides. The SWV results showed the absence of detectable residues of atrazine, ametrine, simazine, or diuron. However, significant matrix effects and interferences caused by flavonoids present in the samples were observed, as indicated by the strong presence of reduction peaks in \"caldo de cana\" solutions and by separate experiments carried out with quercetin, apigenin, orientin, and luteolin under the same SWV conditions. These effects considerably decreased the sensitivity of the measurements, with DL values of 7.5, 5.4, and 32.3 µg L-1 for atrazine, ametrine, and simazine, respectively. Similar results were obtained for analyses of \"rapadura\", \"açúcar mascavo\", and a different \"caldo de cana\" sample. Tests carried out with two other possible interferences (sucrose and chlorophyll) showed that these substances are not electroactive under the present experimental conditions. Moreover, the intensity of the \"caldo de cana\" peaks decreased with the addition of herbicides, suggesting the existence of chemical redox reactions or associations (adduct formation) between the flavonoids and the added herbicides, which hinder their detection. These effects were also observed in measurements by HPLC and UV-Vis spectroscopy and raise serious doubts about previously reported literature results, as the presence of herbicides could be masked by such reactions.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAvaca, Luis AlbertoGarbellini, Gustavo Stoppa2005-10-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-13102025-163420/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-10-14T15:14:03Zoai:teses.usp.br:tde-13102025-163420Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-10-14T15:14:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Este trabalho descreve o desenvolvimento de metodologias eletroanalíticas para a determinação dos herbicidas atrazina, ametrina e simazina em diferentes amostras dos principais derivados da cana-de-açúcar produzidos no Brasil, como o caldo de cana, a rapadura e o açúcar mascavo, por meio da voltametria de onda quadrada (SWV) sobre eletrodo de mercúrio. Estudos da eletroquímica do diuron, bem como de outros possíveis interferentes, tais como sacarose, clorofila e vários flavonoides, também foram realizados. Após a otimização dos parâmetros experimentais da SWV, foram construídas curvas analíticas em soluções de água pura (Milli-Q) para a redução da atrazina e ametrina puras, e para uma mistura desses dois herbicidas, neste caso, com o auxílio de um procedimento matemático de deconvolução, em um intervalo de concentração de 1,0 × 10-6 a 10,0 × 10-6 mol L-1. Os limites de detecção e de quantificação (LO e LQ, respectivamente) foram determinados para os diferentes casos e também para soluções de simazina pura. Para atrazina e ametrina puras, os valores de LO foram 3,7 µg L-1 e 4,3 µg L-1, respectivamente, enquanto estes valores aumentaram para 4,8 µg L-1 e 6,5 µg L-1 na presença de 3,0 × 10-6 mol L-1 do outro componente. No caso da simazina, o sinal voltamétrico não pôde ser separado do sinal da atrazina, sendo as medidas realizadas somente em soluções puras, representando um LO de 7,5 µg L-1. O diuron apresentou um pico de redução alargado que, após deconvolução, revelou a existência de dois picos de aproximadamente mesma intensidade. Isso é causado pela hidrólise espontânea que gera um derivado eletroativo (3,4-dicloroanilina), tornando a quantificação do diuron mais difícil. As amostras de caldo de cana foram analisadas adicionando-se diferentes quantidades ao eletrólito suporte, assim como quantidades conhecidas dos herbicidas. Os resultados obtidos pela SWV mostraram ausência de resíduos detectáveis de atrazina, ametrina, simazina e diuron. Entretanto, notaram-se importantes efeitos da matriz, bem como interferências causadas por flavonoides presentes nas amostras, como indicado pela forte presença de picos de redução em soluções contendo caldo de cana e por experimentos separados realizados com quercetina, apigenina, orientina e luteolina nas mesmas condições voltamétricas. Esses efeitos diminuíram consideravelmente a sensibilidade das medidas, e os valores de LO foram 7,5, 5,4 e 32,3 µg L-1 para atrazina, ametrina e simazina, respectivamente. Resultados similares foram obtidos para análises da rapadura, açúcar mascavo e uma diferente amostra de caldo de cana, enquanto testes realizados com outros dois possíveis interferentes (sacarose e clorofila) mostraram que essas substâncias não são eletroativas nas condições experimentais estudadas. Além disso, as intensidades dos picos do caldo de cana diminuem com a adição dos herbicidas, sugerindo a existência de reações químicas redox ou associações (formação de aduto) entre os flavonoides e os herbicidas adicionados, que impedem a detecção destes herbicidas. Esses efeitos foram também observados nas medidas por HPLC/UV e por espectroscopia UV-Vis, levantando sérias dúvidas sobre os resultados reportados na literatura, visto que a presença de herbicidas poderia ser mascarada por essas reações. |
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