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Title: Desenvolvimento de metodologia analítica para determinação simultânea de microcontaminantes emergentes em águas superficiais por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas.
Authors: Rodrigues, Keila Letícia Teixeira
metadata.dc.contributor.advisor: Afonso, Robson José de Cássia Franco
Keywords: Águas superficiais
Fármacos
Cromatografia líquida
Espectrometria de massa
Meio ambiente
Issue Date: 2012
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. PROÁGUA, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: RODRIGUES, K. L. T. Desenvolvimento de metodologia analítica para determinação simultânea de microcontaminantes emergentes em águas superficiais por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. 2012. 156 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2012.
Abstract: Os microcontaminantes emergentes são indicadores de atividade antrópica e estão associados a um conjunto diversificado de compostos orgânicos que é usado em grandes quantidades pela sociedade para diversos fins. O interesse crescente por essas substâncias ocorre, principalmente, porque elas podem apresentar atividade biológica em concentrações muito baixas, o que confere grande relevância ambiental. A dificuldade para detectar e quantificar os microcontaminantes no meio ambiente incentiva o desenvolvimento de métodos analíticos adequados. Assim, esse trabalho focou no desenvolvimento de métodos analíticos para a determinação simultânea de microcontaminantes em amostras de águas superficiais. Realizou-se um estudo sistemático de detecção simultânea de 25 microcontaminantes, os quais incluíram: fármacos, plastificantes, hormônios e subprodutos de detergente, por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas de alta resolução, empregando o planejamento fatorial fracionário 24-1, resolução IV, na triagem e planejamento Doehlert na otimização. Os parâmetros qualitativos selecionados foram fonte de ionização (APCI e ESI) e tipo de modificadores da fase móvel (ácido fórmico, hidróxido de amônio e ácido fórmico/formiato de amônio), e para os parâmetros quantitativos avaliou-se a concentração dos modificadores da fase móvel, taxa de fluxo da fase móvel, temperatura da interface, temperatura do bloco de aquecimento, o tempo de acumulação de íons no octapolo e a taxa do fluxo do gás secagem. Verificou-se que o modificador de fase hidróxido de amônio numa concentração de 3,5 mM, empregando a fonte de ionização ESI com um fluxo de 0,1 mL/min, uma temperatura do bloco de aquecimento à 300°C e pressão de 200 kPa de gás de secagem proporcionaram a condição mais apropriada para a análise simultânea dos microcontaminantes estudados. O método desenvolvido e validado, utilizando a extração em fase sólida, é aplicável para a determinação simultânea de 17 microcontaminantes dentre os avaliados, incluindo os farmácos sulfametoxazol, trimetoprima, ibuprofeno, naproxeno, acetaminofeno, bezafibrato, genfibrozila, cafeína, miconazol e ditiazem; os plastificantes bisfenol-A e dietilftalato; os subprodutos de detergentes 4-octilfenol e 4-nonilfenol; os hormônios naturais estrona e 17β-estradiol; e o hormônio sintético 17α-etinilestradiol. Foram obtidos limites de detecção do método que variaram de 0,38 à 9,55 ng/L com mediana de 1,49 ng/L; e limites de quantificação do método numa faixa de 1,26 à 31,80 ng/L com mediana de 4,98 ng/L. O método desenvolvido foi aplicado na avaliação da ocorrência dos microcontaminantes emergentes nas águas superficiais ao longo da bacia do Rio Doce - MG/Brasil. O 4-nonilfenol foi o microcontaminante mais encontrado nas amostras, seguido da cafeína, bisfenol-A, ibuprofeno e bezafibrato. O diltiazem não foi encontrado em nenhuma das amostras e o miconazol ocorreu raramente.
metadata.dc.description.abstracten: The emerging microcontaminants are indicators of anthropogenic activity and are associated with a diverse set of organic compounds that are used in large quantities by the society for various purposes. The growing interest in these substances occurs mainly because they may have biological activity at low concentrations, which gives them great environmental relevance. The difficulty to detect and quantify these microcontaminants in the environment encourages the development of appropriate analytical methods. Thus, this work focused on the development of analytical methods for the simultaneous determination of microcontaminants in surface water samples. It was carried out a systematic study of simultaneous detection of 25 microcontaminants, which included: pharmaceutical compounds, plasticizers, hormones and detergent by-products, by liquid chromatography coupled to mass spectrometry of resolution high, using the 24-1 fractional factorial experimental design, resolution IV , for screening and Doehlert experimental design in optimization. The qualitative parameters selected were ionization source (APCI and ESI), and the type of mobile phase modifiers (formic acid, ammonium hydroxide and formic acid / ammonium formate). The quantitative parameters evaluated were phase modifiers concentrations, mobile phase flow rate, interface temperature, heating block temperature, ion accumulation time in the octapolo and drying gas flow rate. It was found that the phase modifier ammonium hydroxide in a concentration of 3.5 mM, using ESI ionization source with a flow of 0.1 mL/min, heating block temperature to 300°C and 200kPa of drying gas provided the most suitable condition for the simultaneous determination of studied microcontaminants. The method developed and validated, using the solid phase extraction, is applicable to the simultaneous determination of 17 microcontaminants among those evaluated, including the pharmaceutical compounds sulfamethoxazole, trimethoprim, ibuprofen, naproxen, acetaminophen, bezafibrate, gemfibrozil, caffeine, miconazole and ditiazem, the plasticizers bisphenol-A and diethylphthalate; the detergent by-products 4-octylphenol and 4-nonylphenol; the natural hormones estrone and 17β-estradiol, and the synthetic hormone 17α-ethinylestradiol. The obtained method’s detection limit ranged from 0.38 to 9.55 ng/L with median of 1.49 ng/L and method’s quantification limit a ranged from 1.26 to 31.80 ng/L with median 4.98 ng/L. The developed method was applied to evaluate the occurrence of emerging microcontaminants in surface waters along the basin of the Rio Doce - MG / Brazil. The 4-nonylphenol was the microcontaminante mostly found in the samples, followed by caffeine, bisphenol-A, ibuprofen and bezafibrate. Diltiazem was not found in any samples and miconazole occurred rarely.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2974
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