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Implementação de uma metodologia analitica para a análise conjunta de pesticidas organoclorados e
bifenilos policlorados em matrizes sólidas por cromatografia gasosa
Punil Sanatcumar
Dissertação para obtenção do Grau de
Mestre em
Engenharia Quimica
Orientadores
Prof.ª Margarida Maria Portela Correia dos Santos Romão,
Eng.ª Maria Paula Machado de Barros Viana
Júri
Presidente: Prof. Sebastião Manuel Tavares da Silva Alves Orientador: Prof.ª Margarida Maria Portela Correia dos Santos Romão,
Vogal:Doutor Pedro Manuel da Fonseca Antunes
Abril 2014
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Agradecimentos:
Agradeço às minhas Orientadoras, Engenheira Paula Viana e Professora Margarida Santos, pela ajuda e disponibilidade em orientar este trabalho. Agradeço à Doutora Vanda Reis da Agência Portuguesa do Ambiente pela autorização dada para elaborar este relatório. Agradeço à Doutora Claudia Gama e ao Doutor Pedro Antunes, pela ajuda dada na elaboração deste relatório. Agradeço a todos os meus antigos colegas e amigos da Agência Portuguesa do Ambiente por toda ajuda dada durante o meu periodo no Laboratório.
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Resumo
Neste trabalho estudou-se e implementou-se uma metodologia analítica para análise de 11
PCBs e 13 pesticidas organoclorados em sedimentos. Devido à persistência, bioacumulação e
toxicidade destes compostos é necessária a sua análise e controlo em diversos compartimentos
ambientais.
A quantificação dos compostos foi realizada por cromatografia gasosa capilar com detector de
captura de electrões (GC-ECD) após extracção por Soxhlet. Na figura 1 apresenta-se a
metodologia analítica desenvolvida.
Figura 1- Resumo da metodologia desenvolvida.
Foram estudados vários factores tais como: a dimensão das partículas de sedimento, o tempo de
extracção, as colunas de purificação, a velocidade de concentração dos extractos, identificação,
linearidade, gama de trabalho, limiares analíticos, brancos, cartas de controlo, precisão e
exactidão.
A validação do método foi baseado nos critérios da norma internacional ISO/IEC 17025, no Guia
da Relacre (associação de laboratórios acreditados de Portugal) e no “Guia para a Acreditação
de laboratórios Quimicos” do Instituto Português de Acreditação. [1][2][3]
Os pesticidas organoclorados foram estudados recorrendo aos Materiais de Referência
Certificados (MRC´s) e a amostras fortificadas. Os PCB´s foram estudados recorrendo aos
MRC´s e pela participação nos ensaios interlaboratoriais.
As percentagens de recuperação para os pesticidas organoclorados foram de 88% a 101 %, com
coeficiente de variação menor que 15% o que permite garantir que o método é robusto e
preciso.
Secagem (Liofilização)
Peneiração,
(x<106m) 2 gramas
Extracção por Soxhlet durante 20 horas, 200ml da mistura
hexano/diclorometano(1:1)
Concentração do extracto
até 1ml.
Purificação nos cartuchos de Alumina Neutra, 20 ml solução
Hexano/Diclorometano (15:5)
Concentração da solução obtida até
1 ml
Análise e quantificação dos compostos por GC-ECD.
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O -endossulfão, no entanto, apresenta 60 % de percentagem de recuperação, mas verifica-se
através do desvio padrão (6%) que o método é preciso.
Os PCB´s apresentam percentagens de recuperações de 75 % a 104 %, com o coeficiente de
variação menor que 15%.
Os resultados de Z-score obtidos nas participações interlaboratoriais foram menores que1,2
(i.e. resultados satisfatorios). Os resultados permitem concluir que o método é preciso e
robusto.
Abstrate
The purpose of this work is to study and implement an analytical methodology for the analysis of
13 organochlorine pesticides and 11 congeners Polychlorinated Biphenyls (PCBs) in sediments.
The quantitation of the compounds was performed by gas chromatography with electron capture
detector (GC- ECD) and using Soxhlet as extraction technique.
Due to the persistence, bioaccumulation and toxicity of these compounds its required their
analysis and control in various environmental compartments.
Various factors were studied, such as: particle size , time of extraction, purification step,
concentration rate of the extracts, selectivity, linearity, range of application, limits of detection and
quantification, blank samples, precision and accuracy.
The method validation was based on the criteria of the international standard ISO/IEC17025, the
RELACRE Guide (association of accredited laboratories Portugal) and the "Guide for the
Accreditation of Laboratories Chemicals" from the Portuguese Accreditation Institute.
The organochlorine pesticides were tested using the Certified Reference Materials (CRM's) and
with fortified samples. The PCBs were studied using the MRC's and the proficiency testing
schemes (PT-schemes).
The organochlorine pesticides recovery rates vary between 88 % and 101 %, with standard
deviation less than 15%; thereby ensuring that the method is robust and accurate.
The -endosulfan has 60% recovery, however, the standard deviation (6%) ensure the method
is accuracy.
The PCBs recovery rates vary between 75% to 104 % with the coefficient of variation less than
15%.The PT-schemes performances were all satisfactory ( Z-score less than 1.2 ). The results
indicate that the method is accurate and robust.
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Indice
Agradecimentos Página 1
Resumo Página 2
Abstrate Página 3
Indice Página 4
Lista de figuras, quadros e acrónimos Página 5
Agência Portuguesa do Ambiente Página 7
1- Introdução Página 8
i- Analitos Página 10
ii- Técnicas de extracção das amostras Página 12
iii- Cromatografia gasosa com detector de captura de electrões Página 16
iv- Validação do método Página 17
v- Plano de trabalho Página 22
2- Parte Experimental Página 23
2.1- Material e reagentes Página 23
2.2- Secagem Página 23
2.3- Escolha da dimensão das partículas Página 24
2.4- Extracção Página 25
2.4.1- Solventes orgânicos Página 25
2.4.2- Extracção por soxhlet Página 26
2.5- Concentração Página 27
2.6- Remoção de enxofre Página 27
2.7- Purificação Página 28
2.7.1- Interferências no detector Página 29
2.7.2- Liner Página 29
2.7.3- “Tailing” na coluna Página 29
2.8- Ensaios de purificação Página 30
2.9- Concentração Final Página 30
2.10- Análise e quantificação Página 31
2.11- Esquema da metodologia desenvolvida Página 32
3- Resultados e discussão Página 33
3.1- Ensaio de concentracao das amostras Página 33
3.2- Ensaio nas colunas de Alumina Página 34
3.3- Ensaios em colunas de Florisil Página 37
3.4 - Comparação das colunas de purificação testadas Página 39
3.5 - Validação do método Página 40
3.5.1- Identificação e selectividade Página 40
3.5.2- Gama de linearidade Página 40
3.5.3- Gama de trabalho Página 41
3.5.4- Limiares analíticos Página 42
3.5.5- Ensaios em brancos Página 44
3.5.6- Cartas de controlo Shewhart Página 44
3.5.7- Precisão e exactidão dos PCBs Página 45
3.5.8- Precisão e exactidão dos pesticidas organoclorados. Página 46
4- Conclusão Página 48
5- Bibliografia Página 49
Anexo 1- Propriedades dos PCBs Página 51
Anexo 2- Propriedades pesticidas organoclorados. Página 54
Anexo 3- Linearidade da gama de trabalho no GC-ECD Página 58
Anexo 4- Cartas de controlo Shewhart Página 62
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Lista de figuras, quadros e acrónimos.
Figura 1- Resumo da metodologia desenvolvida. Página 2
Figura 2- Esquema da extracção por Soxhlet. Página 13
Figura 3- Aparelho de Soxhlet Automático. Página 13
Figura 4- Aparelho de ASE. Página 14
Figura 5- Aparelho de Ultra-sons. Página 15
Figura 6- Aparelho de EFS. Página 15
Figura 7- Variação da eficiência da coluna com a velocidade linear do gás de arraste. Página 17
Figura 8- Cromatogramas de GC-MS duma amostra em diferentes granulometrias. Página 25
Figura 9- Aparelho de Soxhlet Página 26
Figura 10- Cromatograma da amostra de sedimento X com enxofre. Página 27
Figura 11- Cromatograma da amostra de sedimento X sem enxofre. Página 27
Figura 12- Fotos de uma amostra extraída, sem purificação e com purificação. Página 28
Figura 13- Cromatograma da amostra de sedimento X sem purificação e com purificação. Página 29
Figura 14- Foto de liner limpo e contaminado. Página 29
Figura 15- Cromatograma de um composto sem tailing e com tailing. Página 30
Figura 16- Fluxograma da metodologia analítica desenvolvida. Página 32
Figura 17- Resultados dos PCB´s (Aquacheck e MRC). Página 46
Figura 18- Resultados dos pesticidas organoclorados no MRC. Página 47
Figura 19- Propriedades dos PCB28 e PCB31. Página 51
Figura 20- Propriedades dos PCB52 e PCB101. Página 51
Figura 21- Propriedades dos PCB105 e PCB118. Página 52
Figura 22- Propriedades dos PCB156 e PCB153. Página 52
Figura 23- Propriedades dos PCB180 e PCB170. Página 53
Figura 24- Propriedades do PCB128. Página 53
Figura 25- Propriedades do -HCH e Heptacloro. Página 54
Figura 26- Propriedades do Heptacloroepóxido e p,p-DDE. Página 54
Figura 27- Propriedades do Lindano e -HCH. Página 55
Figura 28- Propriedades da Endrina e Dieldrina. Página 55
Figura 29- Propriedades da Aldrina e -Endossulfão. Página 56
Figura 30- Propriedades da pp-DDD e -Endossulfão. Página 56
Figura 32- Gráficos da linearidade do pcb 105 e pcb 180 Página 58
Figura 33- Gráficos da linearidade do pcb 170 e pcb 153. Página 58
Figura 34- Gráficos da linearidade do pcb 128 e pcb 156. Página 58
Figura 35- Gráficos da linearidade do pcb 118 e pcb 101. Página 59
Figura 36- Gráficos da linearidade do pcb 52 e pcb 28. Página 59
Figura 37- Gráficos da linearidade do pcb 31 e heptacloroepoxido. Página 59
Figura 38- Gráficos da linearidade da endrina e aldrina. Página 59
Figura 39- Gráficos da linearidade do heptacloro e lindano. Página 60
Figura 40- Gráficos da linearidade do hexaclorobenzeno e alfa-HCH. Página 60
Figura 41- Gráficos da linearidade do delta-HCH e beta-endossulfão. Página 60
Figura 42- Gráficos da linearidade do pp-ddd e pp-dde. Página 60
Figura 43- Gráficos da linearidade da dieldrina e alfa-endossulfão. Página 61
Figura 44- Cartas de controlo do pcb 28 e pcb 31. Página 62
Figura 45- Cartas de controlo do pcb 52 e pcb 101. Página 62
Figura 46- Cartas de controlo do pcb 105 e pcb 118. Página 62
Figura 47- Cartas de controlo do pcb 128 e pcb 153. Página 63
Figura 48- Cartas de controlo do pcb 156 e pcb 170. Página 63
Figura 49- Cartas de controlo do pcb 180 e alfa-HCH. Página 63
Figura 50- Cartas de controlo do hexaclorobenzeno e lindano. Página 63
Figura 51- Cartas de controlo do delta-HCH e heptacloro. Página 64
Figura 52- Cartas de controlo do aldrina e heptacloroepoxido. Página 64
Figura 53- Cartas de controlo do alfa-endossulfão e pp-dde. Página 64
Figura 54- Cartas de controlo do dieldrina e beta-endossulfão. Página 64
Figura 55- Cartas de controlo do pp-ddd e endrina. Página 65
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Quadro 1- Propriedades da Acetona e Acetonitrilo. Página 25
Quadro 2- Propriedades do Diclorometano e Hexano. Página 26
Quadro 3- Propriedades do Isoctano e Tolueno. Página 26
Quadro 4- Programa de temperatura no GC-ECD. Página 31
Quadro 5- Condições de operação do detector. Página 31
Quadro 6- Resultados dos ensaios dos compostos levado à secura. Página 33
Quadro 7- Resultados da purificação usando cartuchos de alumina (ensaio 1). Página 34
Quadro 8- Resultados da purificação usando cartuchos de alumina (ensaio 2). Página 35
Quadro 9- Resultados da purificação usando cartuchos de alumina (ensaio 3 e 4). Página 36
Quadro 10- Resultados da purificação usando cartuchos de florisil (ensaio 5). Página 37
Quadro 11- Resultados da purificação usando cartuchos de florisil (ensaio 6). Página 38
Quadro 12- Resultados da purificação usando cartuchos de florisil (ensaio 7 e 8). Página 39
Quadro13- Identificação e confirmação do organoclorados. Página 40
Quadro 14- Concentração das soluções de calibração dos organoclorados. Página 41
Quadro 15- Equações da curva de calibração dos organoclorados. Página 42
Quadro 16- Limites de detecção dos compostos. Página 43
Quadro 17- Limites de quantificação dos compostos. Página 44
Quadro 18- Resultados dos PCB´s obtidos pela partipação em ensaios interlaboratoriais. Página 45
Quadro 19- Compilação dos resultados dos PCB´s. Página 45
Quadro 20- Resultados dos pesticidas organoclorados obtidos pelo MRC. Página 46
Quadro 21- Resultados dos pesticidas organoclorados obtidos pela amostra fortificada. Página 47
APA: Agencia Portuguesa de Ambiente
LRA: Laboratório de Referência do Ambiente
PCB´s: Compostos Bifenilos Policlorados
MRC´s: Materiais de Referencia Certificados
GC-ECD: Cromatografia gasosa capilar com detector de captura de electrões
GC-MS: Cromatografia gasosa capilar acoplado à espectrometria de massa
POP´s: Poluentes Organicos Persistentes
Ko,a: Coeficiente de partição octanol-água
H: Constante de Henry
HCH: Hexaclorociclohexano
p,p´-DDE: 2,2-bis-p-clorofenil-1,1-dicloroetileno
p,p´-DDD: 2,2-bis-p-clorofenil-1,1-dicloroetano.
p,p´-DDT: 2,2-bis-p-clorofenil-1,1,1-tricloro-etano
ASE: Extracção Acelerada por Solventes
EFS: Extracção por Fluído Supercrítico
WHO: World Heath Organization,
EPA: United States Environmental Protection Agency
OSPAR: Protecting and Conserving the North East Atlantic and its Resources
RT Corp: Resource Techonology Center
LD: Limite de Detecção
LQ: Limite de Quantificação
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Agência Portuguesa do Ambiente
Este trabalho foi realizado em 2003, no Laboratório de Referência do Ambiente- Agência
Portuguesa de Ambiente (APA), no Sector dos Orgânicos.
O Laboratório de Referência do Ambiente faz parte da Rede Laboratorial da APA.
A Agência Portuguesa de Ambiente é um serviço de Ministério do Ambiente, do Ordenamento do
Território e Energia, encarregado do estudo, concepção, coordenação, planeamento e apoio
técnico e normativo na área da gestão do ambiente e da promoção do desenvolvimento
sustentável, da prossecução das políticas que visem a participação e informação dos cidadãos e
das organizações não governamentais de defesa dos valores e qualidade ambientais.
A actividade do Laboratório de Referência do Ambiente (LRA) cobre todas as atividades
laboratoriais; essas atividades abrangem a implementação, validação e otimização de métodos
analíticos, a execução de ensaios e a consultadoria técnico-científica, que é prestada a uma
diversificada carteira de clientes tanto do sector público como privado;
A Direcção de Serviços do Laboratório de Referência do Ambiente é formado por 5 sectores que
efectuam ensaios em amostras colhidas nas matrizes água, lama, solo, sedimento, resíduo
sólido, ar, óleo e biota. Os sectores que o compõem são Quimica Geral, Metais, Orgânicos e
Biologia e Qualidade do Ar.
A coordenação do Sector dos Orgânicos, durante a elaboração deste trabalho, era do cargo da
Engenheira Paula Viana.
Actualmente, a chefia está ao cargo do Doutor Pedro Antunes.
Rua da Murgueira, Bairro do Zambujal – Alfragide
2721-865 Alfragide
http://www.apambiente.pt
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1- Introdução
O crescente desenvolvimento industrial e tecnológico torna hoje imperativo a preservação do
meio ambiente. Existe hoje maior preocupação dos países, tanto pelas autoridades como pela
opinião pública, no sentido da conservação da fauna e flora e também das consequências
negativas que os poluentes possam criar para o ser humano.
Entre os vários poluentes encontram-se estes 13 pesticidas organoclorados e 11 bifenilos
policlorados (PCB´s). Pertencem à Lista I da Directiva da Comunidade Europeia – 76/464/CEE
sobre substancias perigosas no meio aquatico , formando um grupo substâncias prioritárias pelo
seu grau de risco para a saúde humana e ambiente.
Fazem parte dos Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs) definidos pela convenção� OSPAR
como compostos que apresentam persistência, toxicidade e bioacumulação. [4]
Actualmente estes compostos são proibidos no País.
As propriedades físico-químicas dos analitos em estudo que melhor definem a sua interacção no
meio ambiente são a solubilidade na água, a pressão de vapor, constante de Henry, coeficiente
de partição octanol-água.[3]
A pressão de vapor indica a distribuição entre a fase liquida e gasosa .
A constante de Henry, H, reflecte a tendência de um composto para volatilizar.
O coeficiente de partição octanol-água, Ko,a , obtém-se do coeficiente da concentração do analito
no octanol e da concentração do mesmo na água. Valores elevados de Ko,a entre 5-6 indicam
clara afinidade para as matrizes de sedimento e biota. Este coeficiente indica também o caracter
lipofílico e a afinidade para a matéria orgânica visto que os sistemas lípido-água e orgânico-água
são semelhantes ao sistema octanol-água. O Ko,a reflecte ainda a polaridade do composto, pois
valores de 1-1.5 indicam compostos polares e valores de 4-5 apolares. [5]
Estas características hidrofóbicas, lipofílicas e apolares ou moderadamente polares influenciam
na afinidade ao biota e às partículas do sedimento pelas suas elevadas áreas superficiais, daí
que estes compostos no meio aquático tendem a adsorver-se nestas matrizes.
O sedimento actua como um depósito destes compostos, e consequentemente funciona como
um importante alvo de estudo destes compostos.[6]
Os organismos que se alimentam por filtração de sedimento (como os bivalves), ou peixes de
fundo em contacto com partículas em suspensão são os mais expostos a estes contaminantes. A
elevada massa lípida do biota na época de reprodução, nomeadamente dos peixes, confere
riscos acrescidos. [7]
A afinidade às micropartículas do ar confere mobilidade aos poluentes, permitindo atingir zonas
remotas e contaminar ambientes muito longe das fontes de poluição.
Os indivíduos sobreviventes às contaminações toleram mais este tipo de compostos e verifica-se
um aumento de contaminação ao longo da cadeia trófica pois são transmitidos poluentes de
indivíduos da base da cadeia até ao topo.[7]
Este aumento ao longo da cadeia trófica deve-se ao facto dos compostos em estudo serem
persistentes e bioacumuláveis e para compostos com elevada massa molecular não ser possível
a metabolização.
A degradação realiza-se em condições especiais e pode ser biotica ou abiotica.
A degradação biotica pode ser efectuada por bactérias (anaeróbicas e aeróbicas) ou por outro
tipo de microorganismos.
A degradação abiotica efectua-se por fotodegradação (pela radiação ultra-violeta) ou por
combustão. [8]
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Devido à persistência, bioacumulação e toxicidade dos PCB´s e pesticidas organoclorados no
meio ambiente foram considerados como fazendo parte de um grupo de subtâncias prioritárias,
pelo que se foram desenvolvidos vários métodos analíticos para a análise em diversas matrizes
ambientais.
As metodologias analíticas para as matrizes sólidas, nomeadamente sedimentos, implicam a
extracção por um solvente que possa ser analisado posteriormente por cromatografia.
A extracção de poluentes orgânicos em matrizes sólidas tem tido uma relevância considerável
nos últimos anos. Técnicas novas, como a extracção com fluído pressurizado (ASE) ou
extracção por fluído supercrítico (EFS), têm sido desenvolvidas com vista a introdução de maior
automatismo, à redução do tempo de extracção e do consumo de solventes. O automatismo
permite que as amostras depois de colocadas no carrossel sejam extraídas sem a interferência
do analista, deixando-o livre para outras tarefas.
Embora haja cada vez mais laboratórios com estes novos métodos de extracção, o método
tradicional de extracção por Soxhlet continua a ser o método de eleição e é usado como
referência sempre que se testam novos métodos.[9]
No entanto, os diversos métodos de extracção não são selectivos relativamente aos vários
analitos, sendo extraídos compostos não pretendidos que possuem afinidade aos solventes
orgânicos usados.
Os compostos interferentes podem ser ácidos orgânicos, fenóis, açúcares, óleos, lípidos,
pigmentos com diferente coloração. Estas impurezas possuem normalmente características que
permitem ser detectados por cromatografia e conduzir, não só a presença de picos susceptíveis
de interferir na análise, mas também a contaminação do aparelho, em particular, a coluna e o
detector.
Deste modo, o extracto obtido necessita de purificação. O processo de purificação a selecionar
varia consoante o tipo de amostra, compostos pretendidos, método de extracção, sensibilidade
requerida e tipo de detector usado. As colunas de enchimento de Sílica, Alumina e Florisil são
recomendadas para a purificação dos extractos provenientes das amostras sólidas.[10]
Após o desenvolvimento duma metodologia, a validação implica o cumprimento de determinados
requisitos que dependem do tipo de método em causa e compreendem o estudo e conhecimento
dos seguintes parâmetros: identificação, linearidade, gama de trabalho, limiares analíticos,
brancos, cartas de controlo, precisão e exactidão.
O processo de avaliar a exactidão de um metodologia é essencialmente obtida utilizando
materiais de referência certificados (MRC) e pela participação em ensaios interlaboratoriais.[2]
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i- Analitos
A metodologia analítica incide sobre 11 PCB´s e 13 pesticidas organoclorados.
Os PCB´s são: PCB 28, PCB 31, PCB 52, PCB 101, PCB 118, PCB 153, PCB 105, PCB 128,
PCB 156, PCB 180, PCB 170.
Os pesticidas organoloclorados são: -HCH, Hexaclorobenzeno, Lindano, -HCH, Heptacloro,
Aldrina, Heptacloroepóxido, -endossulfão, p,p´-DDE, Dieldrina, -endossulfão, p,p´-DDD e
Endrina.
Bifenilos Policlorados - PCB´s
Os Bifenilos Policlorados (PCB´s) são compostos orgânicos de origem industrial muito estáveis
obtidos pela cloração de bifenilos e tendo como catalisador cloreto de ferro.
São uma classe de compostos em que 1 a 10 átomos de cloro podem combinar-se e preencher
os núcleos do grupo bifenilo formando 209 isómeros. As fórmulações industriais são conhecidas
como por Aroclors, Clorphens, Phenclors que contêm misturas destes isómeros com diferentes
percentagens de cloro.[6]
Estão presentes nos equipamentos electrónicos (como transformadores e condensadores), nos
plastificantes, em tintas e colas, nos óleos lubrificantes e diluentes orgânicos.
Tais aplicações devem-se às suas propriedades físicas e químicas como por exemplo: boa
condutividade térmica, elevada constante dieléctrica, estabilidade térmica e química, baixa
solubilidade em água e miscibilidade com solventes orgânicos.[8]
O potencial tóxico e cancerígeno dos PCB´s está directamente relacionado com a configuração
espacial da molécula. Ao contrário das dioxinas ou dibenzofuranos os anéis fenílicos dos PCB´s
não são rigidamente ligados no mesmo plano e a conformação preferêncial é não coplanar.
Os PCB´s mais tóxicos são os que tem cloro nas posições para, 4 e 4´, e pelo menos 2 metas, 3
3´ 5 5´, mas não em orto, 2 2´6 6´, visto que a não existência de orto substituição pode levar a
configuração coplanar. Sendo a toxicidade realçada pela coplanaridade leva os 4 mais tóxicos
são: 77, 126,169 e 81.[8]
Os PCB´s mais clorados estão menos disponíveis para organismos vivos, porque estão mais
ligados ao solo e sedimento e estão presentes em baixa quantidade no ambiente. Os menos
clorados, até 4 cloros, são mais facilmente metabolizados e eliminados, não tendo tendência
para bioacumulação, sendo à excepção do PCB 77, considerados não tóxicos. Os que tem o
número de cloros moderados (penta , hexa, hepta) prefazem 112 dos 209 isómeros existentes e
tem mais tendência a bioacumulação.[8]
Dos 209 isómeros só cerca de 120 foram detectados no meio ambiente. A análise de rotina tem
como critério o potencial tóxico, persistência ambiental, abundância no tecido animal e legislação
em vigor.[6]
Actualmente não são permitidos equipamentos contendo PCB´s. A directiva europeia 96/56/EC
obriga os estados membros a criar legislação de modo a efectuar a eliminação completa e
controlada dos PCBs.
A entrada destes compostos no meio ambiente ocorre por acidentes ou negligência no
armazenamento de antigos equipamentos contendo os PCB´s. As fugas por derrame em antigos
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condensadores e/ou transformadores mal conservados são um exemplo destes contaminações.
[8]
Um dos exemplos de contaminação dos PCB´s foi o aumento de cancro entre os esquimós
apesar de viverem longe de qualquer centro contaminante.
Estas substâncias semi-voláteis foram arrastadas pelos ventos desde as industrias químicas da
América do Norte até à Antárctica, onde se incorporaram nas algas e plâncton, sendo
transmitidas ao longo da cadeia trofica: a população de esquimos alimenta predominantemente
de focas e os PCBs encontram acumulados na gordura das focas. [11]
Em Outubro de 1999, Lisboa presenciou um derrame no rio aquando dum carregamento de
equipamentos contendo PCB´s. As contaminações atingiram solos, água e biota.[12]
No anexo 1 apresentam-se as propriedades e estruturas dos PCBs.
Pesticidas Organoclorados
Os pesticidas organoclorados foram das maiores descobertas do século XX. Com o seu
desenvolvimento salvaram-se milhões de vida através do combate aos insectos portadores de
malária, febre amarela ou doença do sono. Constituíram um importante marco para a agricultura
moderna no combate às pestes.
No entanto, o uso excessivo e impróprio dos pesticidas ao longo dos anos acarretou problemas
nefastos ao ambiente e ao Homem. Na década de 60 tornou-se público as consequências
neurotóxicas que o DDT e outros insecticidas organoclorados da mesma classe traziam para a
saúde pública e ambiental. Motivados pelas consequências nefastas e pela opinião pública
muitos países começaram a abolir o uso de certos pesticidas organoclorados.[13]
A Aldrina, Dieldrina, Endrina, Hexaclorobenzenos, DDT (do qual o pp-DDD e pp-DDE são
produtos metabólicos), Heptacloro, Heptacloro epóxido, lindano e endossulfão são atualmente
proibidos no País.
São proibidos de acordo com a Convenção de Estocolmo (POPs) e também em termos da
legislação Europeia (pesticidas).
A venda dos pesticidas foi feita como misturas de vários compostos ou como único composto. O
produto comercial de HCH é uma mistura dos vários isómeros -HCH, -HCH, -HCH e -HCH.
O Lindano é essencialmente -HCH com pureza acima de 99%.
O produto comercial do DDT é uma mistura de 85% do isómero pp’-DDT e do isómero 15% op’-
DDT.[5]
A degradação dos pesticidas pode levar a formação de intermediários mais perigosos ou
simplesmente à formação de outros pesticidas. A degradação da Aldrina leva a formação
intermediária de Dieldrina, mais tóxica e persistente. O Heptacloro origina Heptacloro epóxido. A
degradação do pp’-DDT pode levar à formação dos pesticidas pp´-DDD e pp´-DDE.[5]
Os pesticidas após aplicação podem ser arrastados pelas águas da chuva para os lençóis de
água subterrâneas que chegam aos rios e lagos. A entrada dos pesticidas no meio aquático
pode também ser feita por transporte aéreo desde os locais de aplicação. Uma vez na água as
características lipofilicas destes pesticidas conduzem à adsorção nas micropartículas do
sedimento ou ao biota. A persistência, toxicidade e bioacumulação destes compostos tornam o
seu controlo fundamental, quer para a saúde pública, quer para a fauna e flora local.[4]
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Estudo efectuado em Clear Lake, na Califórnia demostrou que a acumulação de pesticidas nos
tecidos não tem como única fonte a existência destes compostos na água e solo, também se
transmite ao longo da cadeia alimentar. Quanto maior for o posicionamento do indivíduo na
cadeia trofica maior será a acumulação. Verificou-se que o plâncton acumula 250 vezes o DDD,
peixes 12 000, pequenas aves que consomem estes peixes 80 000 e aves no topo da cadeia
aquática valores na ordem dos 100 000.
Os indivíduos sobreviventes toleram maior as quantidades de pesticidas, o que permite
acumulações em elevadas proporções sem causar a morte, sendo transmitida ao longo da
cadeia trófica até ao Homem.[11]
No anexo 2 apresentam-se as propriedades e estruturas dos pesticidas organoclorados.
ii- Técnicas de Extracção das Amostras
A análise por cromatografia gasosa não permite a injecção directa de matrizes sólidas.
A extracção das amostras consiste na transferência dos analitos da matriz sólida (neste caso
sedimentos) para um solvente onde os analitos sejam solúveis e que permita a injecção nos
aparelhos de identificação e quantificação.
Técnicas de extracção recentes como a extracção com fluído pressurizado (ASE) ou extracção
por fluído supercrítico (EFS) foram desenvolvidas face a relevância que esta área tem ganho nos
últimos anos.
Em seguida são referidos os métodos de extracção por Soxhlet, Soxhlet Automático, Acelerada
por Solventes (ASE), Ultra-Sons e Fluído Supercrítico (EFS).
Método de Soxhlet.
Neste método pesam-se entre 2 a 10 gramas de amostra sólida para um cartucho de celulose e
coloca-se no aparelho de Soxhlet.
Junta-se à amostra sulfato de sódio anidro para impedir que os vestígios de água criem
barreiras de contacto entre a fase orgânica e a matriz sólida.
Adiciona-se no balão de Soxhlet o solvente apropriado e aquece-se lentamente numa manta de
aquecimento. O volume de solvente é cerca de 200 ml, variando consoante o volume do
aparelho de Soxhlet.
Na figura 2 apresenta-se um esquema da extracção por Soxhlet.
À medida que o solvente passa para o estado gasoso, atravessa o tubo A e passa ao estado
líquido no condensador de refluxo, acabando por cair no cartucho de celulose. Quando o
solvente atinge o topo do tubo B na camisa de Soxhlet, é sifonado para o balão juntamente com
o analitos extraídos da amostra no cartucho de celulose, terminando um ciclo. A temperatura da
manta de aquecimento recomendada pelas bibliografias deve ser tal que o número de ciclo por
hora seja quatro.
Os analitos extraídos têm normalmente a temperatura de ebulição superior ao solvente de
extracção, o que faz com que apenas o solvente seja recirculado, continuando os analitos no
balão.
A desvantagem deste método é o tempo tipico da extração: cerca de 16 horas.
Este método de extracção é moroso, consome muita energia e água, no entanto continua a ser
de referência nos laboratórios de química ambiental por ser muito eficiente para uma grande
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parte dos compostos; é usado como referência sempre que se comparam novos métodos de
extracção de amostras sólidas.[9]
Figura 2- Esquema da extracção por Soxhlet.
Método Soxhlet Automático
Neste método, também designado por Soxtec, a amostra inserida no cartucho, é colocado em
contacto com o solvente em ebulição durante 2 hora. De seguida, o extracto obtido é
concentrado directamente no Soxtec.
Tem a vantagem em relação ao método tradicional de consumir apenas 20 % solvente, ter a
duração de apenas 2 horas por amostra, e de a concentração poder ser feita directamente no
Soxtec.
No entanto o equipamento é relativamente caro, e não é eficiente para todos os compostos de
interesse ambiental.[9]
Na figura 3 apresenta-se um aparelho de Soxhlet Automático.
Figura 3- Aparelho de Soxhlet Automático
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Método de Extracção Acelerada por Solventes (ASE)
Este método usa a pressão e temperatura elevadas para extrair analitos de uma forma rápida e
eficiente da matriz sólida.
Temperaturas altas quebram as interacções fortes entre soluto-matriz causadas por forças de
Van der Waals, pontes de hidrogénio, ligações dipolo, o que origina melhor transferência de
massa e velocidade de difusão. Ocorre também a diminuição de viscosidade e tensão superficial
do solvente permitindo uma melhor penetração na matriz.
Como consequência, aumenta o poder extractivo do solvente.
Pressões elevadas mantém os solventes no estado líquido acima do seu ponto de ebulição,
permitindo que a extracção seja possível.
Esta técnica é a mais recente, e foi desenvolvida pela Dionex Corporation-USA, permitindo
extrair 24 amostras numa única sequência.
Na figura 4 apresenta-se um aparelho de ASE.
A amostra é colocada numa cápsula, que é posteriormente preenchida com o solvente
apropriado. Seguidamente a temperatura e pressão são elevadas entre 40-200ºC e 7-21 MPa,
respectivamente. Após um tempo pré-definido, normalmente 5 minutos, é introduzido solvente
fresco na cápsula, retirando o solvente anterior com os analitos para um colector. Esta limpeza
realiza-se com a passagem de uma corrente de azoto.
Este ciclo (de entrada e saida de solvente) é repetido 3 vezes.
O volume de solvente gasto é de cerca de 30 ml. O tempo total de extracção de cada amostra é
de cerca de 20 minutos.[9]
Figura 4- Aparelho de ASE.
Método de Extracção por Ultra-Sons
Este método usa a frequência na zona dos ultra-sons para quebrar as ligações de adsorção
analito-matriz.
Na figura 5 apresenta-se um aparelho de ultra-sons.
A amostra é colocada num recipiente de vidro apropriado juntamente com um volume de
solvente que cubra a amostra. Ao sistema é ligado uma sonda de ultra-sons, durante
aproximadamente 3 minutos. O solvente contendo os analitos extraídos é separado da amostra
por centrifugação e/ou filtração. Este ciclo é repetido 4 vezes para uma melhor extracção. O
aquecimento facilita a extracção.
A vantagem desta técnica é o uso de material de laboratório pouco complexo, a possibilidade de
várias extracções num único aparelho, o menor volume de solvente de extracção e um menor
tempo que o método de Soxhlet.
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A desvantagem deste método reside na eficiência da extracção ser baixa para muitos compostos
orgânicos de interesse ambiental.[9]
Figura 5- Aparelho de Ultra-sons.
Extracção por fluído supercrítico (EFS)
Este método utiliza as propriedades do fluído supercrítico para extrair selectivamente os analitos
em diversas matrizes.
Tal como se sabe, o termo fluído supercrítico é usado para descrever qualquer substância que
se encontra acima da sua temperatura e pressão crítica, desaparecendo a fronteira gás/líquido.
A semelhança com o líquido tem a haver com a solubilidade, enquanto que a semelhança com o
gás tem haver com a baixa viscosidade e tensão superficial que permite ao fluído penetrar nos
poros do sólido facilmente.
Um sistema de EFS utiliza como fluído supercrítico o dióxido de carbono. Esta escolha é devido
à baixa temperatura crítica (31ºC) e moderada Pressão crítica (74.8 atm), para além de ser
relativamente seguro de usar, do baixo custo e da não toxicidade. Apresenta a desvantagem do
CO2 não ter momento dipolar, restringindo a aplicação para os analitos não-polares ou
moderadamente polares. Para compensar esta desvantagem é adicionado um solvente orgânico
de modo a criar maior polaridade na mistura.
Na figura 6 apresenta-se um aparelho de extracção por fluído supercrítico.
A amostra é colocada num recipiente (extraction cell) por onde passa o fluxo de fluído. Após os
compostos de interesse terem sido extraídos o solvente pode ser recuperado baixando a
pressão. Os analitos podem ser transferidos directamente para um cromatógrafo gasoso ou ser
recolhido num solvente apropriado.
A baixa temperatura de extracção torna vantajoso para os compostos termicamente instáveis. O
tempo de extracção é cerca de 30 minutos. O caudal do fluído é de cerca de 2 ml/min e o volume
de solvente orgânico de recolha é cerca de 3 ml.[9]
Figura 6- Aparelho de EFS.
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Comparação das Técnicas de Extracção
O automatismo e menor tempo de extracção de técnicas recentes, como ASE, permitem que a
extracção das amostras seja claramente facilitada em comparação com o método tradicional de
Soxhlet. No entanto, os elevados custos de investimento tornam-no inacessíveis para
laboratórios de pequena escala.
Uma consideração importante a ter em conta com a extracção é a eficiência e eficácia. Estes
factores vão depender do analito, da matriz da amostra, dos solventes, bem como das condições
usadas durante a extracção.
Pela similaridade de características que diversos grupos de compostos possuem não é possível
ter uma extracção muito selectiva, embora possam ser feitos ajustes com a polaridade dos
solventes a usar; sendo aconselhável um passo de purificação dos extractos antes da análise
por cromatografia gasosa, conforme se explicará no capitulo 8.7.
A comparação dos diversos métodos de extracção permite ter a noção da eficiência, dos custos
e do tempo.
A escolha das técnicas de extracção actualmente existentes dependo do número de amostras a
analisar, custo de equipamento, custo do equipamento, do tipo de compostos orgânicos a
analisar.
Embora haja cada vez mais laboratórios com novos métodos de extracção, a técnica de Soxhlet
continua a ser um método eleição e é usado como referência sempre que se testam novos
métodos.
iii - Cromatografia gasosa com detector de captura de electrões (GC-ECD)
A cromatografia gasosa com colunas capilares permite uma elevada resolução, sensibilidade e reprodutividade da análise de um vasto campo de amostras. O uso de detectores selectivos e universais permite a obtenção de informação sobre os analíticos com uma elevada exactidão. As aplicações variam desde amostras ambientais, reconhecimento de doenças metabólicas a ciências forenses.[14] A escolha do equipamento cientifico depende das características dos compostos orgânicos que se pretende analisar. Os compostos halogenados possuem elevada afinidade electrónica. Os pesticidas organoclorados e os bifenilos policlorados ao possuírem estes elementos permitem ser detectados e analisados por cromatografia gasosa com detector de captura de electrões (GC-ECD). No entanto, é praticamente insensível a hidrocarbonetos, álcoois e cetonas. Gás de arraste Observando a figura 7 verifica-se que o aumento da velocidade linear média do hidrogénio não causa perdas na eficiência da coluna, ao contrário do hélio e do azoto (onde é mais significativa). A elevada velocidade linear do gás de arrastamento necessária à completa transferência da amostra é fornecida pelo uso de hidrogénio. O gás de arraste usado é o hidrogénio por permitir uma melhor resolução que o hélio. A presença de impurezas no gás de arrastamento, tais como água e oxigénio que competem com os solutos pelos electrões, fazem diminuir a resposta do detector. É necessário um gás de arraste com pureza elevada pois caso contrario existe o risco de danificar a coluna. [14]
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Figura 7- Variação da eficiência da coluna com a velocidade linear do gás de arraste.
Técnicas de injecção Existem várias técnicas de injecção de amostra que são usadas consoante as condições operatórias, o tipo, qualidade e concentração da amostra. As mais vulgares são o modo splitless e o modo split. A técnica de injecção usada neste trabalho é o modo splitless, pois estamos a analisar concentrações vestigiais. Neste modo o volume de amostra injectada é o volume que atravessa a coluna, não havendo purga da amostra. Estando a válvula de purga programada abrir por um tempo optimizado pelo operador para a limpeza do liner. Esta é uma técnica usada para amostra com concentrações baixas. Tem como principal vantagem um significativo aumento de sensibilidade. A transferência de todos os vapores da amostra volatilizada para a coluna demora algum tempo, pelo que é de esperar como desvantagem uma ligeira largura dos picos, que acaba por não ser relevante quando os compostos têm tempos de retenção distantes. O modo split é usado por analistas quando a amostra tem uma concentração elevada e não poder ser diluída, funcionado a válvula de purga para deixar escapar parte da amostra. [15] Detector de captura de electrões
O u-ECD tem uma fonte de 63Ni, que é um isótopo radiactivo. Este liberta partículas que colidem com as moléculas de gás de arraste para produzir electrões de baixa energia. Os electrões livres produzem uma corrente pequena (denominada de corrente de referência) que é recolhida e medida no circuito. Quando os componentes da amostra entram em contacto com os electrões livres dá-se a captura de electrões pelas molécula criando iões de carga negativa. Os electrões livres que sobram são recolhidos e comparados com a corrente de referência. Quando os compostos que capturam electrões passam o pulso aumenta. Os pulsos são convertidos em voltagem. Os iões passam sem efeito e escapam com o gás de arraste. O facto dos compostos halogenados possuírem elevada afinidade electrónica torna importante o detector de captura de electrões para a determinação de pesticidas organoclorados e bifenilos policíclicos. Este é um detector caracterizado pela sua elevada sensibilidade e baixa especificidade, o que torna necessário a purificação das amostras. A não realização da etapa de purificação pode originar o aparecimento de picos falsos e provocar a contaminação do detector. Utiliza-se azoto como gás de limpeza para o ECD depois da análise de cada uma das amostras. A temperatura do detector não deve ser inferior à da coluna para não provocar a condensação dos compostos no detector.[15]
iv- Validação do Método
A validação do método foi baseado nos critérios da norma internacional ISO/IEC 17025, do documento Guia Relacre e do documento “Guia para a Acreditação de laboratórios Quimicos” do Instituto Português de Acreditação (IPAC). [1][2][3]
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A norma internacional ISO/IEC 17025, é uma norma específica para laboratórios de ensaio e de calibração. A cláusula 5.4.5 desta norma, apresenta a “validação de métodos” como um dos requisitos técnicos importantes na qualidade assegurada dos laboratórios de ensaio, bem como a documentação do trabalho de validação. O documento da Relacre (associação de laboratórios acreditados de Portugal) fornece o guia para a validação de métodos internos de ensaios quimicos. O documento “Guia para a Acreditação de laboratórios Quimicos” estabece linhas de orientação a seguir pelos laboratórios acreditados ou canditados à acreditação. Como tal, são avaliados os seguintes parâmetros analiticos: seletividade, linearidade, gama de aplicação, limite de detecção e quantificação, brancos, cartas de controlo, precisão e exatidão. Identificação e selectividade A identificação dos organoclorados é feita de acordo com o seu tempo de retenção no GC-ECD. Para isso, é necessário injectar soluções padrão individuais dos diversos analitos. A possível presença nas amostras reais de compostos que eluem no mesmo tempo de retenção que os analitos a analisar torna necessário a confirmação dos picos positivos. A confirmação pode ser realizada com injecção no GC-MS ou num GC-ECD com uma coluna de polaridade diferente.
Gama de Linearidade A linearidade corresponde à capacidade do método em fornecer resultados diretamente proporcionais à concentração da substância em estudo, dentro de uma determinada faixa de aplicação. Devido à pequena gama de linearidade do GC-ECD é necessário estudá-la antes de traçar a curva de calibração. Este estudo consiste em determinar o intervalo da concentração da amostra em que a resposta do detector é constante. O intervalo de linearidade é definido como a alteração incremental da concentração da amostra detectada que produz uma alteração incremental do sinal dentro de uma gama de linearidade. A linearidade pode ser calculada usando a equação 1.
composto do centraçãoversus.concomposto do ãoconcentraç
1000x
interno padrão do sinal
composto do sinal do altura
(equação 1)
Os desvios superiores e inferiores de aceitabilidade são feitos pela média dos valores da ordenada com desvio de +20% e -20%.[2] Gama de trabalho A correlação entre o sinal medido (área ou altura do pico) e a massa ou concentração do composto a ser quantificado muito raramente é conhecida a priori. Na maior parte dos casos, a relação matemática entre o sinal e a concentração do composto deve ser determinada empiricamente, a partir de sinais medidos pelos padrões de calibração. Essa relação matemática pode ser expressa como uma equação de recta chamada de curva de calibração.
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O coeficiente de correlação da curva de calibração, r, permite uma estimativa da qualidade da curva obtida, pois quanto mais próximo de 1.0, menor a dispersão do conjunto de pontos experimentais e menor a incerteza dos coeficientes de regressão estimados. As amostras necessitam de ser diluidas caso a concentração seja superior ao padrão mais alto da curva de calibração. Método de Padrão Interno (PCB 198) O método de padrão interno consiste na preparação das soluções padrão de concentrações conhecidas, às quais se adiciona a mesma quantidade conhecida de um composto chamado padrão interno. Após a análise dessas soluções, constrói-se um gráfico, relacionando a razão de áreas (área da substância/área do padrão interno que tem concentração constante) com a concentração (variada) da substância. Às amostras também é adicionada a mesma quantidade conhecida do padrão interno. Através da razão de áreas obtidas no cromatograma tem-se a concentração da substância na amostra. O método de padrão interno é o mais aconselhado para a quantificação no GC-ECD. A construção do gráfico é realizada de acordo com a equação 2.
interno padrao do aoconcentrac
composto do aoconcentrac versus
interno padrao do altura
composto do altura
(equação 2)
sabendo que a concentração do padrão interno é constante teremos uma regressão linear, dada pela equação 3
B X x M Y (equação 3)
onde
interno padrao do altura
composto do altura Y e composto do aoconcentracX
os valores de M e X são constantes da regressão, e o valor de Y é dado pelo cromatograma. A escolha do padrão interno é baseada em:
não coluir com os compostos a analisar
ter o mesmo comportamento físico-químico que os compostos a analisar
não existir na mistura em análise (ou amostras ambientais)
Limiares Analíticos Os limiares analíticos são dados pelo limite de detecção (LD) e pelo limite de quantificação (LQ). O limite de detecção é o teor mínimo a partir do qual é possível detectar a presença do analito com uma certeza estatística razoável. Este limiar analítico corresponde ao inicio do intervalo em que é possivel distinguir com uma dada confiaca estatistica (normalmente 95%), o sinal do branco do sinal da amostra; e como tal indicar se o analito em questão está ausente ou presente. Uma leitura inferior ao LD não significa a ausência do analito a medir. Existem diversas fórmulas para o cálculo do limite de detecção, mas a que melhor se adapta para métodos cromatográficos, nas matrizes de sedimento é dada pela equação 4:
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x 3.3 LD (equação 4)
onde representa o desvio padrão associado à uma concentração vestigial e injectada ao longo de vários dias (n>10
O limite de quantificação (LQ) corresponde à menor concentração medida a partir do qual é possível a quantificação do analitos com uma determinada exactidão e precisão. Existem diversas fórmulas para o cálculo do limite de quantificação, mas a que melhor se adapta para métodos cromatográficos, nas matrizes de sedimento é dada pela equação 5:
x 10 LQ (equação 5)
onde representa o desvio padrão associado à uma concentração vestigial e injectada ao longo de vários dias (n>10). Na práctica deve usar-se o LQ como inicio da zona em que se reportam valores numéricos. Ensaios em brancos Trata-se de um controlo de qualidade interno. A análise de brancos em paralelo com as amostras é importante no caso de metodologias propicias a contaminação e fundamental na gama baixa de concentração. Deve ser reforçada caso haja alteração nos reagentes, materiais de lavagem usados ou outros factores susceptiveis de introduzir contaminações. Sendo assim, uma amostra sem contaminantes (previamente analisada) deve ser analisada seguindo a mesma a metodologia. Cartas de Controlo Shewhart As cartas de controlo Shewhart destinam-se ao controlo e evolução da resposta do equipamento ou do método. A carta de controlo é um tipo de gráfico utilizado para o acompanhamento durante um processo, determina uma faixa chamada de tolerância limitada pela linha superior (limite superior de controle) e uma linha inferior (limite inferior de controle) e uma linha média do processo(limite central), que foram estatisticamente determinadas. Trata-se de uma ferramenta poderosa para Controlo e Melhoria do Processo. O objetivo é verificar se o processo está sob controle. Este controle é feito através do gráfico. Permitem visualizar os pontos fora do limite de aceitação; mas também com a distribuição dos pontos pode-se a prever a futura performance. Uma investigação deve ser feita quando os pontos estão continuamente a descer ou a subir; mas também quando se encontram consecutivamente apenas num lado (superior ou inferior ao valor teorico). Mesmo num sistema controlado, existe uma probabilidade de 0.27% de encontrar pontos fora dos critérios de aceitação. Precisão e Exactidão A precisão é um termo geral que permite avaliar a dispersão de resultados entre ensaios independentes, repetidos sobre a mesma amostra, amostras semelhantes ou padrões, em condições definidas. No entanto para minimizar os efeitos da matriz será mais realista estudar a precisão sobre amostras.
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A repetibilidade é umas das medidas para avaliar esta dispersão feitas no mesmo laboratório, com mesmos equipamentos, mesmo tipo de reagentes. O coeficiente de variação associada ao resultado final obtido avalia a precisão do método. A exactidão é definida como a concordância entre um resultado de ensaio e o valor de referência aceite como verdadeiro. Quando aplicado a uma série de resultados de ensaio, implica uma combinação de componentes de erros aleatórios e componentes de erros sistemáticos. Este parâmetro é avaliado essencialmente recorrendo a Materiais de Referência Certificados e a Ensaios Interlaboratoriais. Materiais de Referência Certificados (MRC) . Um Material de Referência Certificado (MRC) é um material com concentrações dos analitos considerados de referência para serem usados na avaliação de métodos de análise e na calibração química de aparelhos. Estes materiais constituem uma excelente ferramenta no controlo externo de qualidade de uma análise quimica. Nos MRC´s os valores das concentrações são acompanhados dum certificado emitido por um organismo de certificação. Um MRC possui um valor de concentração para cada analito e uma incerteza associada. A aquisição de um MRC terá que ser feita a um organismo fornecedor reconhecido e credível. Deve para isso ser acreditada com a norma ISO Guide 34:2009 (Produtor de Material de Referência Certificado). O RT-corp, o National Institute of Standard and Technology (NIST) ou o Community Bureau of Reference (BCR) são 3 exemplos dessas organizações. O valor obtido na análise de um MRC deve ser comparado com o valor certificado, determinando-se o erro e exactidão da análise. A percentagem de recuperação e o Z-score dão-nos a avaliação dos resultados obtidos da análise de um MRC.
Cabe ao laboratório definir qual o seu grau de exigência em termos de exactidão de método em estudo. Ensaios Interlaboratoriais de aptidão A participação em ensaios interlaboratoriais destina-se a avaliar o desempenho dos laboratórios participantes podendo funcionar como uma condição para a acreditação de um método analítico. Os ensaios interlaboratoriais, tal como os MRC, constituem uma excelente ferramenta no controlo externo de qualidade de uma análise quimica. A entidade organizadora deve ser acreditada segundo a norma ISO/IEC 17043:2010 (fornecedores de ensaios interlaboratoriais). A avaliação do desempenho do laboratório participante é apresentada pela entidade organizadora. Geralmente a avaliação é feita recorrendo ao Z-score. O factor de desempenho de Z (Z-score) é dado pela equação 6:
S
Xv- XlabZ (equação 6)
Em que Xlab é o valor obtido experimentalmente e Xv o valor certificado. Onde o S é a unidade de desvio que pode ser a incerteza do MRC.
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A avaliação pode ser feita, por exemplo, segundo a escala de pontuação: Z2 Satisfatório,
2Z3questionável, Z3 incorrecto.
Ensaios com soluções fortificadas em amostras reais Quando os compostos não estão disponiveis em MRC´s ou em ensaios interlaboratoriais, torna-se necessário realizar ensaios com soluções fortificadas em amostras reais. Trata-se de um controlo de qualidade interno. Estes ensaios implicam o uso de soluções de compostos de um lote diferente do usado para a solução de calibração. Nestes casos, avaliam-se os resultados pela percentagem de recuperação e pelo desvio padrão dos diferentes ensaios de recuperação. v – Plano de Trabalho
Este trabalho consiste no estudo e implementação de uma metodologia analítica que permite a
análise conjunta de 13 Pesticidas Organoclorados e 11 congéneres de compostos Bifenilos
Policlorados (PCB´s) em matrizes sólidas, nomeadamente sedimentos, utilizando a técnica de
extracção por Soxhlet.
Pretende-se estudar a secagem do sedimento, a dimensão das partículas, os solventes de extracção, as etapas de purificação e a concentração. A quantificação será realizada por cromatografia gasosa com detector de captura de electrões. Após o desenvolvimento da metodologia pretende-se efectuar a validação do método. Para isso serão estudados os seguintes parâmetros: identificação, linearidade, gama de trabalho, limiares analíticos, brancos, cartas de controlo, precisão e exactidão.
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2 - Parte Experimental
Organizações como a United States Environmental Protection Agency (EPA) e a comissão OSPAR fornecem importantes ferramentas para o desenvolvimento de metodologias. [16][4] No entanto, a metodologia pretendida deve ser estudada consoante os compostos, solventes, disponibilidade de instrumentos no laboratório e niveis de detecção. Como regra geral de uma metodologia, o sedimento deve ser isento de água, a dimensão das partículas em análise deve ser a mais apropriada para o tipo de compostos, a extracção por Soxhlet deve ter cerca de 20 horas de duração e o extracto obtido deve ser sujeito a um tratamento de purificação antes da análise por cromatografia gasosa. Neste trabalho foram estudadas as seguintes etapas: a secagem das particulas, a dimensão das
partículas de sedimento, o tempo e solvente de extracção, as colunas de purificação, a velocidade
de concentração dos extractos.
A metodologia analítica desenvolvida foi testada recorrendo às amostras fortificadas, aos materiais de referência certificados (MRCs) e pela participação em ensaios interlaboratorias do Aquacheck. As várias etapas da metodologia serão explicadas nos capítulos seguintes. A metodologia desenvolvida foi esquematizada na figura 16. 2.1- Material e Reagentes Para além de material corrente de laboratório foram usados os seguintes materiais: Solventes e Padrões Usou-se Hexano (da J.T.Baker), Diclorometano (da Riedel-deHaën), Isoctano (da Riedel-deHaën) e Acetonitrilo (da Riedel-deHaën). Usaram-se padrões de referência certificados do “Institute of Organic Industrial Chemistry- Anmopal Warsaw”, com pureza superior a 99.5%. Usou-se sedimentos certificados da RT Corp (Resource Techonology Center) Material A extracção das amostras foi efectuada no equipamento de Soxhlet, para a purificação foi usada o sistema de purificação da J.T.Baker. A quantificação dos compostos foi obtida no cromatógrafo gasoso com detector de captura de electrões (GC-ECD) da Agilente e com a confirmação a ser feita no cromatógrafo gasoso acoplado a um espectrómetro de massa (GC-MS) da ThermoFinningan. A secagem do sedimento foi realizada no liofilizador da marca Labconco. Cartuchos de Florisil (Solid Phase Extration) da VARIAN ( 5 mg 20 ml). Cartuchos de Alumina (Solid Phase Extration) da SUPELCO (6 ml). 2.2- Secagem A secagem permite remover a água que os sedimentos possuem, eliminando a interferência água-solventes orgânicos. A eliminação da água facilita a extracção por solventes orgânicos. Durante a etapa de extracção por Soxhlet, a amostra entra em contacto com o solvente orgânico de modo a poder ocorrer a transferência dos compostos adsorvidos nas superfícies das partículas de sedimento para o solvente. A existência de água no sedimento cria forças de tensão entre a superfície da partícula e o solvente orgânico impedindo o contacto e a transferência dos compostos da amostra para o solvente.
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A secagem deve ser feita sem que os analitos se volatilizem. Isto é particularmente evidente para compostos de baixo peso molecular. Temperatura elevadas não devem ser praticadas. Para este trabalho a remoção de água é feita no liofilizador. Trata-se de um processo de eliminar a água por sublimação a vácuo, ou seja, a água passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso. Para isso a amostra é congelada previamente antes de ser colocada no liofilizador. As alternativas a este processo são [4]:
a secagem a temperatura ambiente sem contaminantes. No entanto, é um processo mais moroso que o anterior e não é possível garantir um ambiente ausente de contaminação pois as próprias salas do laboratório podem conter analitos perdidos por volatilização.
Contacto e agitação com Na2SO4 anidro ou MgSO4. Deve-se ter o cuidado do perigo da inclusão de partículas hidratadas que não podem aproximar-se de solventes de extracção orgânicos.
Amostras húmidas A alternativa à secagem do sedimento é a extracção da amostra húmida, no entanto é um processo inviável como se vai explicar de seguida. Quando se usa o método de Soxhlet para amostras húmidas são acrescidas várias etapas. Primeiro começa-se por extrair o sedimento usando solventes polares como acetona, metanol ou acetonitrilo para retirar a água. A eficiência desta extracção será pequena devido à presença da água. A solução obtida é substituida e é feita uma nova extracção com solventes menos polar ou mistura de solventes (hexano/acetona). Os dois extractos obtidos são misturados e adicionados com água para ser feita uma nova extracção, desta vez ao extracto obtido por extracção líquido-líquido. Comparando este método de extracção com o método de extracção para sedimentos secos nota-se claramente um processo muito pouco prático, mais moroso e o maior número de passos levará a menor percentagens de recuperação.[4] 2.3- Escolha da Dimensão das Partículas Os compostos orgânicos persistentes são caracterizados por terem afinidade às partículas e serem lipofílicos. Uma análise credível deve também ter em atenção a dimensão das partículas da amostra. Quanto maior a área especifica do sólido maior é a capacidade para adsorver estes compostos.
A análise deve ser realizada nas partículas com dimensão aproximadamente de 100m ou menores, pois como se sabe a área especifica será maior.[17] Foi realizada uma análise qualitativa ao sedimento duma região poluída para as dimensões
x<106 m e 160m x<150m. A análise por cromatografia gasosa acoplado à espectrometria de massa revelou o cromatograma da figura 8. Como se pode ver no cromatograma, na
granumetria das partículas menores que 106m os picos de compostos aparecem em maior quantidade e intensidade, para além de haver compostos detectados nesta gama não aparecerem na dimensão maior. Quanto menor a dimensão das particulas de sedimento, maior a área especifica e consequentemente maior será a capacidade de adsorção das partículas.
Neste trabalho foi decidido fazer análises às partículas menores que 106m pois garantem maior fiabilidade dos resultados .
A dimensão pretendida é obtida por peneiração do sedimento. A utilização de peneiros é importante para haver comparabilidade de resultados.
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Figura 8 – Cromatogramas obtidos no GC-MS duma amostra com diferentes granulometrias. A figura da
esquerda corresponde à dimensão menor que 106 m. A figura da direita corresponde à dimensão 160m
x<150m.
Observando a figura 8, verifica-se que a dimensão menor que 106 m apresentou compostos com maior intensidade.
2.4- Extracção 2.4.1- Solventes Orgânicos Estes analitos devem ser extraídos do sedimento usando solventes orgânicos por terem maior solubilidade.[16] Nos Quadros 1, 2 e 3 apresentam-se as propriedades e estruturas dos solventes tipicos de extracção. A extracção dos PCB´s pode ser realizada com um solvente apolar devido à não-polaridade dos PCB´s. O solvente apolar referido nas bibliografias é o hexano.[16] Todavia, é recomendado uma mistura de solvente polar e apolar para garantir maior eficiência na remoção dos compostos com polaridade distintas, como é o caso dos pesticidas organoclorados. O solvente polar varia entre acetona, tolueno e diclorometano. O tolueno tem a desvantagem do seu ponto de ebulição ser alto e é referido pelos autores como um solvente para as dioxinas.[16] A escolha do diclorometano face à acetona deve-se ao seu ponto de ebulição ser mais baixo, o que permite não atingir temperaturas altas que poderiam evaporar os analitos durante a concentração. Sendo assim, a escolha recai na mistura de solvente hexano/diclorometano (1:1).
Solvente Acetona
Acetonitrilo
Fórmula C3H6O C2H3N
Peso molecular 58.0798 41.0524
Ponto ebulição, ºC 56.2 81.6
Ponto fusão, ºC -94.3 -48 Quadro 1- Propriedades da Acetona e Acetonitrilo.
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Solvente Diclorometano
Hexano
Fórmula CH2Cl2 C6H14
Peso molecular 84.9328 86.1766
Ponto ebulição, ºC 39.8 69
Ponto fusão, ºC -96.7 -95 Quadro 2- Propriedades do Diclorometano e Hexano.
.
Solvente Isoctano
Tolueno
Fórmula C8H18 C7H8
Peso molecular 114.2303 92.1402
Ponto ebulição, ºC 99.2 110.6
Ponto fusão, ºC -107 -93 Quadro 3- Propriedades do Isoctano e Tolueno.
2.4.2- Extracção por Soxhlet Nesta metodologia, o método de extracção usado foi o de Soxhlet. Na figura 9 apresenta-se o aparelho de Soxhlet. Nesta metodologia analítica pesam-se 2 gramas de amostra de sedimento com a granulometria pretendida. A amostra é colocada no cartucho de celulose que é inserido na camisa de Soxhlet. 200ml da mistura de solvente hexano/diclorometano (1:1) são colocados no balão que é aquecido lentamente por uma manta de aquecimento. O tempo de extracção é de cerca de 20 horas. Ensaios realizados na segunda extracção feita na mesma amostra permitem concluir que os analitos foram extraídos eficazmente na primeira extracção.
Figura 9– Aparelho de Soxhlet
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2.5- Concentração Após a extracção o extracto orgânico obtido necessita de ser concentrado. Esta etapa é motivada pelos analitos estarem diluídos nos 200ml de solvente não tendo os equipamentos científicos sensibilidade para os detectarem ou quantificarem na concentração pretendida. Neste trabalho a concentração dos 200ml de extracto é realizada no evaporador rotativo até a um volume de 10-20ml, seguindo o resto da concentração nos concentradores por corrente de azoto. Esta etapa é crítica pois concentrações muito rápidas ou levadas a secura levam a perdas dos analitos por volatilização. Os resultados do ensaio de concentração encontram-se no capitulo 3.1.
2.6- Remoção de Enxofre Os extractos de sedimento possuem regularmente enxofre, originário de fontes industriais ou naturais. O enxofre é extraído das amostras juntamente com os analitos pela sua afinidade com os solventes orgânicos. É necessário o extracto estar isento de enxofre antes da injecção, visto que no GC-ECD provoca a alteração do sinal do detector e interfere com os picos dos compostos orgânicos a analisar. Este facto é visível nas figuras 10 e 11.
Figura 10- Cromatograma da amostra de sedimento X com enxofre.
Figura 11- Cromatograma da amostra de sedimento X sem enxofre (após adição de tiras de cobre metálico).
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A remoção do enxofre nas amostras é feita pela adição de tiras de cobre metálico formando o sulfureto metálico. A adição de cobre pode ser feito durante a extracção Soxhlet e/ou no extracto orgânico obtido durante as etapas seguintes à extracção. Para concentrações muito elevadas de enxofre é usado um tratamento de ultra-sons durante 2 minutos. Apesar de o cobre usado não ser novamente aproveitado, pode-se recuperá-lo com a lavagem em ácido nítrico, seguido de água e metanol.[16] Foi escolhido este processo de remoção pelo baixo custo e de fácil execução; visto que o contacto com o cobre efectua-se durante o processo de extracção e concentração dos analitos, não necessitando de atenção especial. Não se recorreu ao mercúrio ou à prata por razões ambientais e financeiras. As alternativas a este método de remoção são referidas a seguir:
A remoção pode ser feita numa coluna copolimerica de poliestireno-divenilbenzeno. Nestas condições a eluição do contaminante é tardia comparada com os resto dos compostos pretendidos. Tem a desvantagem de haver uma etapa extra, a coluna referida ser relativamente cara e poder originar perdas dos analitos. [16]
Outra alternativa é a adição de uma solução saturada de Na2SO4 no extracto orgânico. Para a transferência dos iões HSO4 para a fase orgânica ocorrer adiciona-se sal de tetrabutilamonia (TBA) e isopropanol. Durante a agitação os iões de TBA formam um par iónico com os iões sulfito que é introduzido na fase orgânica à medida que ocorre a reacção SO3
2- + S => S2O32-.
O isopropanol é retirado com a adição de água e a fases são separadas por decantação. Tem as mesmas desvantagens que a alternativa anterior. [16]
2.7- Purificação O extracto obtido necessita de purificação. Este passo é importante visto que durante a etapa da extracção são também extraídos compostos não pretendidos que possuem afinidade pelos solventes orgânicos. As substâncias interferentes podem ser ácidos orgânicos, fenóis, açúcares, óleos, lípidos e pigmentos com diferente coloração. Estes compostos possuem normalmente características que permitem ser detectados pelo detector de captura de electrões e conduzir não só a presença de picos susceptíveis de interferir na análise mas também a contaminação do aparelho, em particular a coluna e o detector.[10] Na figura 12 apresentam-se as fotos de uma amostra extraída sem purificação e com purificação. Como se pode verificar a cor e turvação da amostra devido às substâncias interferentes é bem visível para o exemplo sem purificação.
Figura 12 – Fotos de uma amostra extraída, sem purificação (esquerda) e com purificação (direita).
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2.7.1- Interferências no detector Na figura 13 apresentam-se os cromatogramas duma mesma amostra com purificação e sem purificação obtidos pelo GC-ECD. Como se pode verificar a amostra sem purificação apresenta maior ruido de fundo (visualizada em termos de mais picos).
Figura 13- Cromatograma da amostra de sedimento X sem purificação (esquerda) e com purificação
(direita)
2.7.2- Liner Um extracto sem purificação, ao apresentar mais compostos indesejados contribui também para o desgaste e contaminação do liner. O liner é um tubo de vidro ou quartzo onde a amostra é volatilizada. Os compostos interferentes (essencialmente matérias orgânicas, lípidos, ácidos gordos de elevada massa) ao entrarem no liner são carbonizados ficando aderidos nas paredes do mesmo. Esta matéria carbonizada tem a capacidade de adsorver os analitos, que por sua vez, não chegam ao detector para serem quantificados. Na figura 14 é visivel a diferença entre um liner limpo e um liner contaminado. Embora o liner seja recuperado por lavagem com uma solução de hexametildisilano/tolueno, os residuos provocam a diminuição de resposta e sensibilidade do instrumento.
Figura 14- foto de liner limpo e contaminado.
2.7.3 “Tailing” na coluna O tailing corresponde ao arrastamento dos compostos no cromatograma. Uma amostra (extracto) contendo uma elevada percentagem de substâncias interferentes, contribui para as interações com o filme da coluna. 1um de volume de injecção de uma amostra suja pode ser arrastada até 1 metro na coluna. Na figura 15 é visivel a diferença de um composto sem tailing e com tailing.
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Normalmente o corte na parte inicial da coluna corrige esta anomalia.
Figura 15- Cromatograma de um composto sem tailing e com tailing.
2.8- Ensaios de Purificação O processo de purificação varia consoante o tipo de amostra, compostos pretendidos, método de extracção, sensibilidade requerida, tipo de detector usado. As colunas de enchimento de Sílica, Alumina e Florisil são recomendadas para a limpeza de extractos de amostras de sedimento. Não foram testadas para este trabalho colunas de Sílica por não haverem disponiveis no laboratório. Foram testadas eluições nas colunas de Alumina e Florisil. Estas colunas testadas foram preparadas industrialmente, embora também pudessem ser preparadas no laboratório em colunas de vidro. Foram testados eluições nos cartuchos de Florisil (Solid Phase Extration) da VARIAN (5 mg 20 ml) e nos cartuchos de Alumina (Solid Phase Extration) da SUPELCO (6 ml). As colunas de Alumina, Al2O3, fornecem uma limpeza de extracto suficiente para a análise em GC-ECD. Embora estas colunas removam lípidos não são aconselhadas para amostras contendo quantidades elevadas de gordura como é o caso de matrizes de biota (bivalves, fígado de peixes). Para essas matrizes são referidas as colunas de Florisil.[16] As colunas de Florisil são dos materiais mais antigos para a limpeza de PCB´s e pesticidas organoclorados. Trata-se de uma mistura de diversos óxidos inorgânicos com SiO2 e MgO.[16] Estas colunas são de natureza polar. Os PCB´s e alguns pesticidas organoclorados devido a sua apolaridade são eluidos facilmente usando solventes apolares como o hexano. Para a eluição
dos pesticidas mais polares, como o -Endossulfão, é necessário um solvente ou mistura de solventes mais polares como diclorometano/hexano, acetona/hexano ou dietileter.[16] A etapa de purificação estudada tem como objectivo a eliminação de interferentes na análise e contaminantes no GC (coluna cromatografica, liner, detector,...), mas também tendo em conta também a eluição conjunta de todos os compostos. Os resultados de etapa de purificação encontram-se no capitulo 3.2. 2.9- Concentração Final O passo de concentração antes da amostra ser injectada no GC-ECD é realizada num concentrador de corrente de azoto com um caudal reduzido. Se o caudal do azoto for elevado levará a perdas dos analitos por volatilização.
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O volume final a concentrar é de 1 ml. Existe a necessidade de remover o solvente polar, diclorometano, antes da amostra ser injectada porque interfere com o detector de captura de electrões visto este analisar compostos halogenados. No entanto, como as amostras contém todas hexano este risco é eliminado pois o hexano é menos volátil.
2.10- Análise e quantificação
A análise das amostras é realizada por cromatografia gasosa com detector de captura de electrões. As condições de operação do instrumento foram definidas pelo laboratório.
As especificações da coluna cromatográfica apresentam-se em seguida: Tipo de coluna: WCOT Fused Sílica Fase estacionária: CP-Sil 19 CB; Comprimento 60m; diâmetro interno 0.25mm; diâmetro externo 0.39mm; espessura do filme
0.2m O programa da temperatura do forno permite uma melhor separação dos analitos a analisar. Este programa foi desenvolvido pelo laboratório. No quadro 4 apresenta-se o programa de temperatura para esta análise.
Rampa do forno ºC/min Seguinte, ºC Águardar, min Run Time
Início ---- 90 1 1
Rampa 1 20 200 10 16.5
Rampa 2 3 255 25 59.8
Rampa 3 0
Post Run 90 10 69.8 Quadro 4- Programa de temperatura no GC-ECD.
As condições de funcionamento do detector apresentam-se no quadro 5:
Temperatura do detector, ºC 300
Makeup-flow de N2, mL/min 60
Quadro 5- Condições de operação do detector.
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2.11- Esquema da Metodologia Desenvolvida Os ensaios experimentais permitiram elaborar um fluxograma da metodologia desenvolvida. Este fluxograma encontra-se na figura 16. F
Figura 16- Fluxograma da metodologia analítica desenvolvida.
Amostra
(Sedimento)
Concentração
Purificação
colunas de Alumina
Remoção de Enxofre
Concentração
Extracção
por Soxhlet
Peneiração
Secagem
por Liofilização
GC-ECD
2 gramas de partículas
menores que 106 m.
200 ml da solução Hexano/Diclorometano (1:1/v:v)
20 horas de extracção
200 ml até 10 ml evaporador rotativo
10 ml até 1 ml no concentrador de corrente de azoto
Adição de tiras de cobre metálico
20 ml da solução Hexano/Diclorometano (15:5/v:v)
20 ml até 1 ml no concentrador de corrente azoto
Análise e quantificação
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3 - Resultados e discussão
Pretende-se neste capitulo fazer a análise dos ensaios de concentração de amostras, da etapa de purificação e da validação do método (identificação, linearidade, gama de trabalho, limiares analíticos, brancos, cartas de controlo, precisão e exactidão) 3.1- Ensaio de concentração de amostras Foi realizado um ensaio para estudar as percentagens de recuperação dos PCB´s e pesticidas organoclorados nas amostras levadas a secura no evaporador rotativo e no concentrador por corrente de azoto. No ensaio com o evaporador rotativo foi injectada uma solução de calibração dos organoclorados em 200 ml da mistura de solventes Hexano/Diclorometano(1:1), tendo a solução sido concentrada até a secura. No ensaio com o concentrador por corrente de azoto, 1 ml da solução de calibração dos organoclorados em isoctano foi levada à secura. Ambos os ensaios foram realizados com uma solução de calibração com a concentração de 50 ng/g para todos os compostos. As amostras depois de levadas a secura foram adicionadas com padrão interno num volume total de 1ml solvente hexano e injectados no GC-ECD. No quadro 6 apresentam-se os resultados obtidos destes dois ensaios, em termos de percentagem de recuperação.
Compostos % recuperação evaporador rotativo
% recuperação concentrador por corrente azoto
Hexaclorobenzeno 53 27
-HCH 60 40
Lindano 68 52
PCB 31 64 55
PCB 28 66 55
Heptacloro 94 53
PCB 52 69 61
Aldrina 55 53
-HCH 70 61
Heptacloroepóxido 74 63
PCB 101 73 63
-endossulfao 73 63
pp-dde 75 66
Dieldrina 76 63
PCB 118 78 65
Endrina 94 64
PCB 153 78 69
PCB 105 80 63
pp-ddd 83 65
PCB 138 78 65
-endossulfão 77 66
PCB 128 78 66
PCB 156 79 65
PCB 180 80 66
PCB 170 80 64 Quadro 6- Percentagens de recuperação dos ensaios compostos levado à secura.
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Como se pode verificar pelo quadro 6, as recuperações obtidas são muito críticas para os compostos que eluem primeiro no GC-ECD devido à maior facilidade em volatilizarem, especialmente para o caso do concentrador por corrente de azoto. Sendo assim, as amostras levadas à secura devem ser repetidas. 3.2- Ensaio de purificação nos cartuchos de Alumina Para testar os cartuchos de alumina foram feitos ensaios de recuperação com soluções de picagem. A concentração dos PCB´s e pesticidas organoclorados na solução usada foi de 50 ng/g para cada composto. Foram testadas diferentes fracções de mistura Hexano/Diclorometano. Ensaio 1 O ensaio 1 foi realizada com a 1ª eluição de 20 ml da solução hexano/diclorometano (19:1), e a 2ª eluição de 20 ml da solução hexano/diclorometano (1:2). Como se pode ver pelo quadro 7, os resultados mostram que todos estes analitos são eluidos
logo com a 1ª solução, à excepção do -HCH e do -Endossulfão que necessitam de uma solução de eluição mais polar.
Ensaio 1 duplicado
Compostos 1ª eluição 2ª eluição 1ª eluição 2ª eluição
Hexaclorobenzeno 100% 0 100% 0
-HCH 100% 0 100% 0
Lindano 100% 0 100% 0
PCB 31 100% 0 100% 0
PCB 28 100% 0 100% 0
Heptacloro 100% 0 100% 0
PCB 52 100% 0 100% 0
Aldrina 100% 0 100% 0
-HCH 50% 50% 50% 50%
Heptacloroepóxido 100% 0 100% 0
PCB 101 100% 0 100% 0
-endossulfao 100% 0 100% 0
pp-dde 100% 0 100% 0
Dieldrina 100% 0 100% 0
PCB 118 100% 0 100% 0
Endrina 100% 0 100% 0
PCB 153 100% 0 100% 0
PCB 105 100% 0 100% 0
pp-ddd 100% 0 100% 0
PCB 138 100% 0 100% 0
-endossulfão 45% 55% 45% 55%
PCB 128 100% 0 100% 0
PCB 156 100% 0 100% 0
PCB 180 100% 0 100% 0
PCB 170 100% 0 100% 0 Quadro 7- Ensaios de purificação com 1ª eluição com 20 ml da solução hexano/diclorometano (19:1) e a 2ª
eluição com 20 ml da solução hexano/diclorometano (1:2).
Os ensaios realizados com as amostras reais demostravam que a eluição com a solução hexano/diclorometano (1:2) tornava a injecção no GC-ECD problemática, pois eram eluidos nesta solução polar compostos indesejados que danificavam o liner como foi explicado no capitulo 2.7.2. Este facto era visível com a 2ª eluição apresentar uma coloração forte, embora menor que o extracto sem o passo de purificação.
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Tornou-se então necessário que eluição de -HCH e -endossulfão fosse menos problemática para a injecção no GC- ECD. Para isso, foram estudadas novas fracções de mistura hexano/diclorometano. Ensaio 2 No ensaio 2 a 1ª eluição foi realizada com 20 ml da solução hexano/diclorometano (19:1), a 2ª com 5 ml da solução hexano/diclorometano (1:2) e 3ª com 5ml da solução hexano/diclorometano (1:2) . Como se pode ver pela quadro 8, o ensaio demostrou que os dois compostos saíram nos primeiros 5 ml da solução hexano/diclorometano (1:2), não sendo necessário a adição de mais volume de solvente polar que iria eluir mais compostos indesejados.
ensaio 2
Compostos 1ª eluição 2ª eluição 2ª eluição
Hexaclorobenzeno 100% 0 0
-HCH 100% 0 0
Lindano 100% 0 0
PCB 31 100% 0 0
PCB 28 100% 0 0
Heptacloro 100% 0 0
PCB 52 100% 0 0
Aldrina 100% 0 0
-HCH 40% 60% 0
Heptacloroepóxido 100% 0 0
PCB 101 100% 0 0
-endossulfao 100% 0 0
pp-dde 100% 0 0
Dieldrina 100% 0 0
PCB 118 100% 0 0
Endrina 100% 0 0
PCB 153 100% 0 0
PCB 105 100% 0 0
pp-ddd 100% 0 0
PCB 138 100% 0 0
-endossulfão 30% 70% 0
PCB 128 100% 0 0
PCB 156 100% 0 0
PCB 180 100% 0 0
PCB 170 100% 0 0 Quadro 8- Ensaio de purificação com 1ª eluição com 20 ml da solução hexano/diclorometano (19:1), a 2ª com 5 ml da solução hexano/diclorometano (1:2) e 3ª com 5ml da solução hexano/diclorometano (1:2).
O facto de neste ensaio a percentagem de recuperação -HCH e -endossulfão na primeira eluição ser menor que os ensaio 1 é explicado por não ser possível controlar uma velocidade de eluição constante de amostra para amostra na plataforma de purificação. Isto é mais crítico para os compostos que saem no fim e início de cada eluição.
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Ensaios 3 e 4. No ensaio 3, a 1ª eluição foi realizada com 20ml solução hexano/diclorometano (15:5), a 2ª de 20ml da mesma mistura. No ensaio 4, 1ª eluição foi realizada com 20ml da solução hexano/diclorometano (19:1) e a 2ª de 20ml da mesma mistura. Os resultados dos ensaios 3 e 4 são apresentados no quadro 9.
Ensaio 3 Ensaio 4
Compostos 1ª eluição 2ª eluição 1ª eluição 2ª eluição
Hexaclorobenzeno 100% 0 100% 0
-HCH 100% 0 100% 0
Lindano 100% 0 100% 0
PCB 31 100% 0 100% 0
PCB 28 100% 0 100% 0
Heptacloro 100% 0 100% 0
PCB 52 100% 0 100% 0
Aldrina 100% 0 100% 0
-HCH 100% 0 65% 25%
Heptacloroepóxido 100% 0 100% 0
PCB 101 100% 0 100% 0
-endossulfao 100% 0 100% 0
pp-dde 100% 0 100% 0
Dieldrina 100% 0 100% 0
PCB 118 100% 0 100% 0
Endrina 100% 0 100% 0
PCB 153 100% 0 100% 0
PCB 105 100% 0 100% 0
pp-ddd 100% 0 100% 0
PCB 138 100% 0 100% 0
-endossulfão 100% 0 55% 38%
PCB 128 100% 0 100% 0
PCB 156 100% 0 100% 0
PCB 180 100% 0 100% 0
PCB 170 100% 0 100% 0 Quadro 9- Ensaios de purificação. No ensaio 3, a 1ª eluição com 20ml da solução hexano/diclorometano
(15:5), a 2ª com 20ml da mesma mistura. No ensaio 4, 1ª eluição com de 20ml da solução hexano/diclorometano (19:1) e a 2ª com 20ml da mesma mistura.
Os resultados do quadro 9 demostram que a solução hexano/diclorometano (15:5) é eficiente, garantindo a eluição completa numa mesma eluição, não sendo necessária despender mais tempo, nem solventes para a purificação.
No ensaio 4, verifica-se que o -HCH é eluido totalmente no conjunto das 2 eluições. Para o -Endossulfão no conjunto das 2 eluição a recuperação não é completa.
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3.3 Ensaios em cartuchos de Florisil Para além dos ensaios da etapa de purificação realizados nos cartuchos de Alumina foram também testados os cartuchos de Florisil. Começou-se por efectuar os mesmos ensaios já realizados para os cartuchos de Alumina. A concentração dos PCB´s e pesticidas organoclorados na solução usada foi também de 50 ng/g para cada composto. Os resultados não são os mesmos como seria de esperar pelas diferentes polaridades da Alumina e Florisil, mas também porque o volume de enchimento é maior nos cartuchos de Florisil. Ensaio 5 Sendo assim, o ensaio 5 tem como 1ª eluição 20ml da solução hexano/diclorometano (19:1) e a 2ª eluição 20 ml da solução hexano/diclorometano (1:2). Os resultados são apresentados no quadro 10. Como se pode verificar, os resultados mostram que todos os PCB´s são eluidos logo com a 1ª
solução devido à sua apolaridade, para os pesticidas verifica-se que para além do -HCH e do -Endossulfão (verificado nas colunas de Alumina) outros pesticidas necessitam de uma solução mais polar para a sua eluição. Os compostos que saem no início e fim de cada eluição têm, como se explicou nos ensaios de Alumina, percentagens de saída nas duas eluições diferentes de ensaio para ensaio devido à velocidade de eluição que não pode ser constante de amostra para amostra.
Ensaio 5 duplicado
Compostos 1ª eluição 2ª eluição 1ª eluição 2ª eluição
Hexaclorobenzeno 100% 0 100% 0
-HCH 80% 20% 70% 30%
Lindano 70% 30% 60% 40%
PCB 31 100% 0 100% 0
PCB 28 100% 0 100% 0
Heptacloro 100% 0 100% 0
PCB 52 100% 0 100% 0
Aldrina 85% 15% 85% 15%
-HCH 0 100% 0 100%
Heptacloroepóxido 0% 100% 5 95%
PCB 101 100% 0 100% 0
-endossulfao 0 100% 0 100%
pp-dde 100% 0 100% 0
Dieldrina 15% 85% 15% 85%
PCB 118 100% 0 100% 0
Endrina 0 100% 0 100%
PCB 153 100% 0 100% 0
PCB 105 100% 0 100% 0
pp-ddd 80% 10% 70% 30%
PCB 138 100% 0 100% 0
-endossulfão 0 100% 0 100%
PCB 128 100% 0 100% 0
PCB 156 100% 0 100% 0
PCB 180 100% 0 100% 0
PCB 170 100% 0 100% 0 Quadro 10- Ensaios de purificação com 1ª eluição com 20 ml da solução hexano/diclorometano (19:1) e a
2ª eluição com 20 ml da solução hexano/diclorometano (1:2).
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Ensaio 6 No ensaio 6, a 1ª eluição foi realizada com 20 ml da solução hexano/diclorometano (19:1), a 2ª eluição com 5 ml da solução hexano/diclorometano (1:2) e a 3ª eluição novamente com 5 ml da solução hexano/diclorometano (1:2). As recuperações foram colocadas no quadro 11.
Ensaio 6
Compostos 1ª eluição 2ª eluição 3ª eluição
Hexaclorobenzeno 100% 0 0
-HCH 80% 10% 10%
Lindano 75% 15% 10%
PCB 31 100% 0 0
PCB 28 100% 0 0
Heptacloro 100% 0 0
PCB 52 100% 0 0
Aldrina 80% 15% 5%
-HCH 0 40% 60%
Heptacloroepóxido 35% 45% 20%
PCB 101 100% 0 0
-endossulfao 25% 50% 25%
pp-dde 100% 0 0
Dieldrina 10% 40% 50%
PCB 118 100% 0 0
Endrina 0 25% 75%
PCB 153 100% 0 0
PCB 105 100% 0 0
pp-ddd 100% 0 0
PCB 138 100% 0 0
-endossulfão 0 10% 90%
PCB 128 100% 0 0
PCB 156 100% 0 0
PCB 180 100% 0 0
PCB 170 100% 0 0 Quadro 11- Ensaio de purificação com 1ª eluição com 20 ml da solução hexano/diclorometano (19:1), a 2ª com 5 ml da solução hexano/diclorometano (1:2) e 3ª com 5ml da solução hexano/diclorometano (1:2) .
Observando o quadro 11, verifica-se que os analitos continuam a sair na 3ª eluição, o que difere dos ensaios de Alumina onde a 3ª eluição já não apresentava valores. Ensaio 7 e 8 No quadro 12 apresentam-se os ensaios realizados em soluções de eluição com diferentes polaridades. No ensaio 7, a 1ª eluição foi realizada com 20ml solução hexano/diclorometano (15:5) seguido de mais 20ml da mesma solução. No ensaio 8, a eluição foi realizada com 20ml da solução hexano/diclorometano (19:1), seguido novamente da 20ml da mesma mistura.
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Ensaio 7 Ensaio 8
Compostos 1ª eluição 2ª eluição 1ª eluição 2ª eluição
Hexaclorobenzeno 100% 0 100% 1,2
-HCH 100% 0 90% 10%
Lindano 100% 0 85% 15%
PCB 31 100% 0 100% 0
PCB 28 100% 0 100% 0
Heptacloro 100% 0 100% 0
PCB 52 100% 0 100% 0
Aldrina 100% 0 90% 10%
-HCH 85% 15% 0 40%
Heptacloroepóxido 100% 0 40% 60%
PCB 101 100% 0 100% 0
-endossulfao 100% 0 25% 75%
pp-dde 100% 0 100% 0
Dieldrina 85% 15% 0 40%
PCB 118 100% 0 100% 0
Endrina 100% 0 0 80%
PCB 153 100% 0 100% 0
PCB 105 100% 0 100% 0
pp-ddd 100% 0 95% 5%
PCB 138 100% 0 100% 0
-endossulfão 0 95% 0 0
PCB 128 100% 0 100% 0
PCB 156 100% 0 100% 0
PCB 180 100% 0 100% 0
PCB 170 100% 0 100% 0 Quadro 12- Ensaios de purificação. No ensaio 7, a 1ª eluição com 20ml da solução hexano/diclorometano
(15:5), a 2ª com 20ml da mesma mistura. No ensaio 8, 1ª eluição com de 20ml da solução hexano/diclorometano (19:1) e a 2ª com 20ml da mesma mistura.
No ensaio 7, verifica-se que há compostos que necessitam de 2ª eluição, ao contrário do mesmo ensaio para Alumina onde já não haviam analitos.
Para o ensaio 8, os resultados não são bons para o -Endossulfão com percentagens de
recuperação de 0% para as duas eluições. Não se recupera a totalidade de -HCH, Dieldrina e Endrina. 3.4 - Comparação das Colunas de Purificação Testadas Pela observação dos resultados dos ensaios de purificação, a coluna de Alumina demostrou ser mais eficiente que a coluna de Florisil para a eluição de compostos. A eficiência traduz-se na melhor recuperação dos analitos e no menor volume (e tempo) necessário para eluir os compostos. Com 20ml da solução hexano/diclorometano (15:5) obteve-se a totalidade dos pesticidas organolcorados e dos PCB´s. Uma situação ideal seria a eluição de todos os compostos com 20 ml de hexano, evitando assim
a eluição dos compostos polares indesejados. No entanto como se viu, para o -HCH e -Endossulfão, é necessário uma maior polaridade. Uma nota para amostras reais é ter sido observado que a coluna de Florisil tinha maior tendência de reter a coloração das amostras que a coluna de Alumina, embora não fosse significativo.
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3.5 - Validação do Método 3.5.1- Identificação e selectividade Com a injecção dos compostos individualmente no GC-ECD obteve-se os tempos de retenção indicados no quadro 13. A confirmação dos picos pode ser feita no GC-MS, neste caso existem software que permitem identificar os picos não sendo necessário injectar indivualmente. No quadro 13, encontra-se os tempos de retenção e os iões de referência do GC-MS. Alternativamente a confirmação dos picos pode ser feita no GC-ECD mas com uma coluna cromatográfica de diferente polaridade.
GC-ECD GC-MS
Compostos Tempo de retenção, min
Tempo de retenção, min
iões de referência
Hexaclorobenzeno 13.5 22.9 142,249,284
-HCH 15.7 22.8 111,181,219
Lindano 18.3 24.7 111,181,219,254
PCB 31 18.7 28.6 150,186,256
PCB 28 18.8 28.6 150,186,256
Heptacloro 19.6 29.2 100,135,272
PCB 52 21.1 30.9 150,220,292
Aldrina 21.4 31.5 66,91,263
-HCH 25.0 26.7 111,181,219
Heptacloroepóxido 26.3 34.4 81,183,253
PCB 101 27.0 36.4 184,256,326
-endossulfao 28.2 36.5 207,239,277
pp-DDE 29.5 38.1 176,246,316
Dieldrina 30.7 38.2 79,263,277
PCB 118 31.8 40.4 184,256,326
Endrina 32.1 39.6 147,263,281
PCB 153 32.8 41.7 218,290,325
PCB 105 34.1 41.9 184,256,326
pp-DDD 34.9 38.5 165,199,235
-endossulfão 35.4 40.3 195,207,237
PCB 128 37.7 45.0 218,290,235
PCB 156 39.5 46.6 218,290,360
PCB 180 40.2 47.8 252,324
PCB 170 43.7 49.9 252,324 Quadro 13- Identificação e confirmação do organoclorados.
Pelo quadro 13, verifica-se que todos os compostos apresentam tempos de retenção diferente. No entanto, os picos positivos no GC-ECD devem ser confirmados, pois existem outros compostos que apresentam o mesmo tempo de retenção (falsos positivos).
3.5.2- Gama de Linearidade Neste trabalho a linearidade foi calculada usando a equação 1.
composto do centraçãoversus.concomposto do ãoconcentraç
1000x
interno padrão do sinal
composto do sinal do altura
(equação 1)
Os gráficos da linearidade obtidos apresentam-se no anexo 3.
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De acordo com os gráficos da linearidade efectuados, verifica-se a linearidade no intervalo de concentração de 5 a 60 ng/g. No entanto, verifica-se que a Endrina apresenta o primeiro ponto da curva de calibração fora do intervalo de linearidade; deste modo para este composto é aconselhável aumentar o limite de quantificação ou aumentar o valor de concentração do primeiro ponto da curva de calibração. 3.5.3- Gama de trabalho Após a verifição da lineridade no intervalo de concentração de 5 a 60 ng/g, foram preparadas 6 soluções padrão no mesmo intervalo (soluções de calibração). As concentrações dessas soluções estão colocadas no quadro 14.
Padrão 1 Padrão 2 Padrão 3 Padrão 4 Padrão 5 Padrão 6
-HCH 5,4 10,8 16,2 27,0 43,3 64,9
Hexaclorobenzeno 5,1 10,3 15,4 25,7 41,1 61,6
Lindano 5,5 10,9 16,4 27,3 43,6 65,4
-HCH 5,9 11,8 17,7 29,5 47,3 70,9
Heptacloro 5,1 10,2 15,3 25,5 40,8 61,2
Aldrina 4,9 9,8 14,7 24,4 39,1 58,6
Heptacloroepóxido 4,9 9,8 14,7 24,5 39,2 58,8
-endossulfão 5,3 10,6 15,9 26,6 42,5 63,8
p,p´-DDE 4,9 9,8 14,7 24,5 39,2 58,7
Dieldrina 4,9 9,8 14,6 24,4 39,0 58,6
-endossulfão 5,5 11,0 16,5 27,5 44,0 66,0
p,p´-DDD 5,0 10,1 15,1 25,2 40,3 60,5
Endrina 5,3 10,5 15,8 26,3 42,0 63,0
PCB 28 5,0 10,1 15,1 25,2 40,4 60,5
PCB 31 5,4 10,7 16,1 26,8 42,9 64,4
PCB 52 5,1 10,1 15,2 25,3 40,4 60,6
PCB 101 5,1 10,1 15,2 25,3 40,5 60,7
PCB 105 5,6 11,3 16,9 28,1 45,0 67,5
PCB 118 5,2 10,4 15,6 26,0 41,6 62,5
PCB 128 4,9 9,9 14,8 24,7 39,5 59,3
PCB 153 5,0 10,1 15,1 25,2 40,3 60,5
PCB 156 5,4 10,7 16,1 26,8 42,9 64,3
PCB 170 5,1 10,1 15,2 25,3 40,6 60,8
PCB 180 5,0 10,1 15,1 25,2 40,3 60,4 Quadro 14- Concentração das soluções de calibração dos organoclorados (expressas em ng/g).
No quadro 15, apresentam-se as curvas de calibração obtidas pela injecção das soluções de calibração obtidas num dia de análise. A calibração deve ser realizada antes de cada sequência de amostras ou em alternativa deve ser injectado um padrão de verificação da curva de calibração (inicio da sequência de amostras) de modo a verificar que a calibração ainda está válida.
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Compostos Equação Y=m*X+b R2
Hexaclorobenzeno 2.906*X+3.616E-3 0.999
-HCH 1.420*X-4.280E-3 0.998
Lindano 1.199*X-2.006E-3 0.998
PCB 31 0.612*X+3.165E-3 0.998
PCB 28 1.191*X+4.159E-3 0.999
Heptacloro 0.277*X+3.932E-3 0.999
PCB 52 0.625*X+3.445E-3 0.997
Aldrina 2.050*X-1.152E-3 0.999
-HCH 1.189*X-2.609E-3 0.999
Heptacloroepóxido 1.211*X+1.011*E-3 0.999
PCB 101 0.741*X+4.017E-3 0.998
-endossulfao 1.140*X+1.653E-3 0.999
pp-DDE 1.536*X-6.997E-4 0.999
Dieldrina 1.151*X+1.139E-4 0.999
PCB 118 0.766*X+3.794E-3 0.997
Endrina 0.300*X-0.109E-1 0.998
PCB 153 0.791*X+4.382E-3 0.998
PCB 105 0.917*X+2.822E-3 0.999
pp-DDD 0.521*X+1.185E-3 0.998
PCB 138 0.804*X+3.253E-3 0.999
-endossulfão 0.717*X+2.001E-3 0.999
PCB 128 0.842*X+3.682E-3 0.999
PCB 156 0.766*X+5.164E-3 0.999
PCB 180 0.840*X+2.723E-3 0.999
PCB 170 0.910*X+2.708E-3 0.997 Quadro 15- Equações da curva de calibração dos organoclorados e respectivo coeficiente de correlação.
Pelo quadro 15, verifica-se que o coeficiente de correlação é maior que 0.995, o que garante uma menor dispersão do conjunto de pontos experimentais e menor incerteza dos coeficientes de regressão estimados. A quantificação é realizada recorrendo às curvas de calibração obtidas, tendo em conta a altura do sinal do pico. Sendo assim, a gama de trabalho será de 5 a 60ng/g, sendo necessário diluir as amostras caso a concentração obtida nas amostras seja superior ao padrão mais alto da curva de calibração. Método de Padrão Interno (PCB 198) O composto escolhido para ser usado como padrão interno foi o PCB 198.
Isto deve-se ao facto deste composto não apresentar o mesmo tempo de retenção que os compostos a analisar, ter o mesmo comportamento físico-químico dos compostos e não ser detectado nas amostras reais (amostras ambientais).
3.5.4- Limiares Analíticos O cálculo do limite de detecção (LD) foi obtido através da equação 4.
x 3.3 LD (equação 4)
onde representa o desvio padrão associado à uma concentração vestigial e injectada ao longo de 10 dias. Os valores obtidos do limite de detecção estão apresentados no quadro 16.
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Organoclorados LD, ng/g
Hexaclorobenzeno 1.5
-HCH 1.8
Lindano 2.1
PCB 31 1.5
PCB 28 1.5
Heptacloro 2.1
PCB 52 1.5
Aldrina 1.5
-HCH 1.8
Heptacloroepóxido 1.8
PCB 101 1.5
-endossulfao 2.1
pp-DDE 1.8
Dieldrina 1.8
PCB 118 1.8
Endrina 1.5
PCB 153 1.8
PCB 105 1.8
pp-DDD 1.5
-endossulfão 2.4
PCB 128 1.8
PCB 156 1.8
PCB 180 2.1
PCB 170 1.8
Quadro 16- Limites de detecção dos compostos, calculados a partir de injeccões de uma concentração
vestigial e usando a equação 4.
O cálculo do limite de quantificação (LQ) foi obtido através da equação 5.
x 10 LQ (equação 5)
onde representa o desvio padrão associado à uma concentração vestigial e injectada ao longo de 10 dias. Os valores obtidos do limite de quantificação estão apresentados no quadro 17.
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Organoclorados LQ, ng/g
Hexaclorobenzeno 5.1
-HCH 6.4
Lindano 6.9
PCB 31 5.2
PCB 28 5.5
Heptacloro 7.4
PCB 52 5.4
Aldrina 5.2
-HCH 6.3
Heptacloroepóxido 6.4
PCB 101 4.8
-endossulfao 7.0
pp-DDE 6.2
Dieldrina 6.1
PCB 118 5.8
Endrina 4.9
PCB 153 6.4
PCB 105 6.0
pp-DDD 4.7
-endossulfão 7.7
PCB 128 6.2
PCB 156 6.4
PCB 180 6.5
PCB 170 6.2
Quadro 17- Limites de Quantificação dos compostos, calculados a partir de injeccões de uma concentração
vestigial e usando a equação 5. O LQ corresponde ao inicio da zona em que se reportam valores numéricos. O limite de quantificação aceite para este trabalho é o valor do padrão mais baixo da curva de calibração. Com os dados obtidos verifica-se que o valor de LQ é semelhante ao valor do padrão mais baixo da curva de calibração. Desde modo tem-se a validação estatistica do valor usado como limite de quantificação. 3.5.5- Ensaios em brancos Todas as análises de brancos realizados em paralelo com os amostras não detectaram nenhum dos composto estudados. Os resultados indicam que não houve contaminação durante a análise das amostras. No caso de haver contaminações, deve ser iniciada uma investigação e as amostras devem ser repetidas após a investigação ser concluida. 3.5.6- Cartas de Controlo Shewhart Neste trabalho as cartas de controlo foram obtidas através do padrão de controlo injectado em cada sequência de amostras, de modo a controlar a resposta do equipamento (GC-ECD). O padrão de controlo usado foi uma solução de concentração aproximada de 25 ng/g, preparada independentemente da solução de calibração. No anexo 4 encontram-se as cartas de controlo deste trabalho. A linha verde no gráfico corresponde ao valor exacto do padrão de controlo. Os desvios 20 % (correspondem às duas linhas a vermelho) são os limites estabelecidos pelo laboratório para aceitar a conformidade da sequência das amostras injectadas. Observando as cartas de controlo verifica-se que os pontos se encontram dentro dos limites estabelecidos e não se verifica nenhuma tendência (pontos continuamente a subir ou descer).
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Deste modo, pode-se afirmar que o processo está sob controle. 3.5.7- Precisão e Exactidão dos PCBs Os PCB´s foram avaliados através da participação em ensaios interlaboratoriais da Aquacheck e com materiais de referência certificados da RT Corp. A Aquacheck é uma entidade acreditada com a norma ISO/IEC 17043:2010 (fornecedores de ensaios interlaboratoriais) A RT Corp é uma entidade acreditada com a norma ISO Guide 34:2009 (Produtor de Material de Referência Certificado) Foram analisados 6 PCB´s dos 11 em estudo. Não é necessário a verificação das recuperações de todos os PCB´s porque as propriedades/características destes 6 compostos seleccionados pela Aquacheck abrangem todos os compostos em estudo. Sendo assim, por exemplo, a recuperação do PCB 28 será semelhante à do PCB 31 pelas características/propriedades semelhantes que estes dois compostos apresentam. Os compostos foram analisados segundo a metodologia analítica desenvolvida. Os resultados dos PCB´s obtidos pela participação nos ensaios interlaboratórial estão apresentados no quadro 18.
Compostos Z-scores, média
Desvio Padrão
N.º de ensaios
PCB 28 -1,2 0,4 4
PCB 52 -1.1 0,3 4
PCB 101 -1,1 0,3 4
PCB 118 +0.5 0,4 4
PCB 153 -0,5 0,3 4 Quadro 18 – Resultados dos PCB´s em termos de Z-score, obtidos pela partipação em ensaios da
Aquacheck.
A avaliação é segundo a escala de pontuação: Z2 Satisfatório, 2Z3questionável, Z3 incorrecto. Os resultados obtidos da participação nos ensaio interlaboratórial são todos satisfatórios, garantindo a robustez do método. Os resultados compilados obtidos nos ensaios de recuperação do MRC e pela participação nos ensaios interlaboratórial estão apresentados no quadro 19 e figura 17.
Compostos Percentagem de recuperação,média
Desvio Padrão
N.º de ensaios
PCB 28 75 15 14
PCB 52 82 13 14
PCB 101 80 12 14
PCB 118 104 13 14
PCB 153 91 8 14
PCB 180 96 8 14 Quadro 19 - Compilação dos resultados dos PCB´s; obtidos pela partipação em ensaios da Aquacheck e
recorrendo aos materias de referência certificados.
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Figura 17- Resultados dos PCB´s com coeficiente de variação, obtidos pela partipação em ensaios da Aquacheck e pelos ensaios de recuperação usando MRC.
Como se verifica pelo quadro 19, as recuperações estão entre 75 % a 104 %. As menores recuperação correspondem aos analitos com maior facilidade em volatilizar.
Os resultados de Z-score (menores que 1,2) dos ensaios interlaboratoriais e as percentagens de recuperação do MRC superiores a 75% (com o coeficiente de variação menores que 15%) permite concluir que o método é preciso e robusto. 3.5.8- Precisão e Exactidão dos Pesticidas Organoclorados. Os pesticidas organoclorados foram avaliados através de materiais de referência certificados da RT Corp e pelos ensaios de recuperação em amostras fortificadas. A RT Corp é uma entidade acreditada com a norma ISO Guide 34:2009 (Produtor de Material de Referência Certificado)
Não foi possível a compra de MRC com os compostos pp-DDD, -HCH, Heptacloro, Endrina, Hexaclorobenzeno e Heptacloroepóxido na matriz em estudo. Sendo assim, recorreu-se às amostras fortificadas para estes compostos. Para isso, extraiu-se uma amostra de solo sem os compostos pretendidos (previamente analisada). A amostra foi fortificada com uma solução independente da solução de calibração (diferente lote) e com a concentração de 50 ng/g para cada compostos. Os compostos foram analisados segundo a metodologia analítica desenvolvida. Os resultados obtidos no MRC, em termos de percentagens de recuperação, são apresentados no quadro 20 e figura 18.
Compostos Percentagem de recuperação (média)
Desvio Padrão
Concentração do MRC
N.º de ensaios
Aldrina 97 7 25,5 10
-BCH 95 15 25,1 10
pp-DDE 101 10 104 10
Dieldrina 88 14 116 10
-endossulfao 60 6 48,3 10
-endossulfao 93 12 50,3 10
Lindano 98 14 72,6 10 Quadro 20- Resultados dos pesticidas organoclorados obtidos pelo MRC.
Percentagem de Recuperação dos PCB´s
0
20
40
60
80
100
120
PCB 28
PCB 52
PCB 101
PCB 118
PCB 153
PCB 180
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Figura 18- Resultados dos pesticidas organoclorados no MRC, com coeficiente de variação.
A amostra fortificada foi analisada seguindo a metodologia analítica desenvolvida. Os resultados obtidos na amostra fortificada, em termos de percentagens de recuperação, são apresentados no quadro 21.
Compostos Percentagem de recuperação,média
Desvio Padrão
N.º de ensaios
pp-DDD 85 15 12
-HCH 90 11 12
Heptacloro 89 14 12
Endrina 83 14 12
Hexaclorobenzeno 82 9 12
Heptacloroepóxido 107 12 12 Quadro 21- Resultados dos pesticidas organoclorados obtidos pela amostra fortificada.
Como se pode verificar pelos resultados obtidos do MRC, as recuperações estão situadas acima
de 88%, à excepção do -Endossulfão que apresenta uma recuperação de 60 %.
Apesar da percentagem de recuperação do -Endossulfão ser de 60 %, verifica-se através do desvio padrão (6%) que o método é preciso. Sendo assim, este resultado é satisfatório podendo ser necessário haver uma correcção no valor obtido nas amostras de clientes. No entanto, torna-se necessário garantir que esta percentagem de recuperação e o desvio padrão se mantenham ao longo do tempo. Em relação aos ensaios com a amostra fortificada, verifica-se que as percentagem de recuperação situam-se acima de 82% com um desvio padrão menor que 15%. Tendo em conta os resultados, verifica-se que o método é robusto e preciso; embora seja
necessário que os resultados do -Endossulfão se mantenham constante ao longo do tempo.
Percentagem de Recuperação dos Pesticidas
0
20
40
60
80
100
120
Aldrina
alfa-BCH
pp-DDE
Dieldrina
alfa-Endossulfão
beta-Endossulfão
Lindano
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4- Conclusão
Este estudo demostrou que a de análise conjunta de 11 PCBs e 13 pesticidas organoclorados pode ser implementada em rotina no laboratório, usando a técnica de extracção por Soxhlet e analisando por cromatografia gasosa com detector de captura de electrões.
Pelos ensaios realizados com os MRC, ensaios interlaboratoriais e amostras fortificadas verifica-se que o método é robusto e preciso. As percentagem de recuperação situam-se entre 75 a 104% com um desvio padrão a variar de 6
a 15%; com a excepção do -Endossulfão que tem uma percentagem de recuperação de 60 %.
Apesar da percentagem de recuperação do -Endossulfão ser de 60 %, verifica-se através do desvio padrão (6%) que o método é preciso. Sendo assim, este resultado é satisfatório podendo ser necessário haver uma correcção no valor obtido nas amostras de clientes. No entanto, torna-se necessário garantir que esta percentagem de recuperação e o desvio padrão se mantenham ao longo do tempo. Para além disto, os compostos testados com amostras fortificadas devem ser também analisados usando MRC e/ou ensaios interlaboratoriais de modo a confirmar a exactidão.
Durante o desenvolvimento da metodologia identificaram-se 3 etapas criticas: a dimensão das particulas, a velocidade de concentração do extracto e a purificação do extracto. Os ensaios de granulometria de amostras evidenciaram a afinidade dos compostos às particulas de menor dimensão devido à sua area especifica.
Neste trabalho foi decidido fazer análises às partículas menores que 106 m pois garantem maior fiabilidade dos resultados. A utilização de peneiros é importante para haver comparabilidade de resultados. Pelos ensaios de concentração do extracto verificou-se que as amostras levadas à secura no concentrador de azoto originam perdas de 25 a 70%. Sendo assim, as amostras levadas à secura devem ser repetidas. A purificação é uma etapa inevitável, tendo em conta a eliminação de interferentes na análise e contaminantes no GC (coluna cromatográfica, liner, detector,...). Esta etapa foi estudada também tendo em conta a eluição conjunta de todos os compostos. Estes requisitos foram obtidos através da eluição com 20ml da solução hexano/diclorometano (15:5, v/v) nos cartuchos de alumina.
Os testes de linearidade demostraram a linearidade dos compostos na gama de trabalho de 5 a
60 ng/g. O Limite de Quantificação foi validado estatisticamente como sendo o valor do padrão
mais baixo da curva de calibração.
Sendo assim, a gama de trabalho será de 5 a 60ng/g, sendo necessário diluir as amostras caso a concentração obtida nas amostras seja superior ao padrão mais alto da curva de calibração. A inexistência de contaminantes ao longo do processo foi verificada com os brancos, no entanto isto deve ser verificado sempre com uma sequência de amostras. Observando as cartas de controlo verifica-se que os pontos se encontram dentro dos limites estabelecidos e não se verifica nenhuma tendência (pontos continuamente a subir ou descer). Deste modo, pode-se afirmar que o processo está sob controle.
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4- Bibliografia
[1] ISO/IEC 17025, “General Requirements for the Competence of Testing and Calibration Laboratories, 2005” [2] F. Rodrigues (2003) “Guia Relacre- Validação de métodos internos de ensaios em análise química” Relacre [3] Instituto Português de Acreditação (2011) “Guia para a Acreditação de laboratórios Quimicos” IPAC [4] OSPAR Commission (1999). “Guidelines for Monitoring Contaminants in Sediments- Ref.No:1999-1”-OSPAR [5] D.Barceló, M. Hennion (1997). “Trace Determination of Pesticides and Their Degradation Products in Water”, Elsevier [6] F.Smedes, J.Boer (1994). “Guidelines for the Determination of Chlorobiphenyls in Sediments”-Química analitica, pp S100-S108 [7] A.W.A. Brown (1997). “Ecology of Pesticides” ” John Wiley & sons,Inc. [8] V.A. McFarland, J.U.Clarke (1989). “Environmental Ocurrence, Abundance, and Potencial Toxicity of Polychlorinated Biphenyl Congeners: Considerations for a Congener-Specific Analysis”-Environmental Health Perspectives Vol 81, pp 225-239 [9] J.R.Dean (2003). “Methods for environmental trace analysis”, Wiley [10] J.R.Ferreira (1984). “Problemas Relacionados com a Análise de Resíduos de Pesticidas por Cromatografia Gás-Líquido” –Faculdade de Ciências Médicas, pp 1-20 [11] J.Miralles (2002). “Ecologia-Manual de Sensibilização Ambiental”, Ministério de Ambiente [12] A.M.Ferreira, C.Vale (2000). “Aumento dos Níveis de PCB nas Partículas em Suspensão, Peixes e Moluscos do Estuário do Tejo e Zona Costeira Adjacente Após um Derrame Acidental - Estudos de Biogeoquímica, Universidade de Aveiro, pp 55-60 [13] E.Ferreira, E.Rodrigues (2002). “Fontes de Informação em Ambiente”, Centro Atlântico [14] H.J. Chaves das Neves (1991). “Introdução à Intromatografia Gás-Líquido de Alta Resolução”, Dias da Sousa Lda. [15] Agilent (2000).“Agilent 6890 Series Gas Chromatograph –operating manual” Agilent Technologies [16] EPA method 1699 (2007) “Pesticide in water, soil, sediment, biosolids and tissue by HRGC/HRMS”, U.S.�Environmental�Protection�Agency [17] K.M.Evans, R.A. Gill, W.J.Robotham (1990). “The PAH and Organic Content of Sediment Particle Size Fractions”- Water, Air and Soil Pollution Vol 51, pp 13-31 [18] R. Reeve (2002). “Environmental analysis”, Wiley [19] C.I.Albino, L.Barreira, M.J.Bebianno, A.M.Ferreira (2000). “Níveis de Bifenilos Policlorados em Matéria Particulada em Suspensão e Sedimentos da Ria Formosa” - Estudos de Biogeoquímica, Universidade de Aveiro, pp 47-53
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[20] O.Gil, C.Vale (2000). “Distribuição Vertical de Congéneres de PCB em Sedimentos da Zona Costeira Adjacente ao Estuário do Sado”- Estudos de Biogeoquímica, Universidade de Aveiro, pp 43-46 [21] OSPAR Commission (2000). “International Pilot Study for the Determination of Riverine Inputs of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons to the Maritime Area on the Basis of a Harmonised Methodology”, OSPAR Commission, Meeting of the Working Group on Inputs to the Marine Environmental [22] OSPAR Commisions (2001). “Polycyclic Aromatic Hydrocarbons- Priority Substances Series”, OSPAR [23] L.V.Diégues, M.A.Hernándes, J.J.Fernández (2000). “Contaminación por PAHs en los Sedimentos Superficiales de la Ria de Vigo”- Estudos de Biogeoquímica Universidade de Aveiro , pp 69-73 [24] L.Veriato, L.Barreira, M.J. Bebianno (2000). “Avaliação da Contaminação por Hidrocarbonetos Aromáticos Polocíclicos na Ria Formosa” - Estudos de Biogeoquímica, Universidade de Aveiro , pp 461-67 [25] P.Viana, J.S.Matos (1992). “Determinação de PCB´s em Óleo de Peixe, Lama Residual e Óleo Mineral”- Direcção Geral da Qualidade do Ambiente. [26] OSPAR Commission (1998). “Draft monitoring guidelines for the analysis of PAH´s in sediments”, OSPAR [27] L.S.Campos (1999). “Nomenclatura dos Compostos Orgânicos”, Escolar Editora [28] R. Ciola (1973). “Introdução à Cromatografia em Fase Gasosa”, Edgard Blucher Lda [29] E.G. Azevedo (1995). “Termodinâmica Aplicada”, Escolar Editora [30] T.W.Graham Solomons (1996). “Solomons-Organic Chemistry sixth edition” John Wiley & sons,Inc, pp 633-636
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Anexo 1- Propriedades dos PCBs
Composto PCB 28 Composto PCB 31
Fórmula C12H7Cl3 Fórmula C12H7Cl3
Peso molecular 257.5463 Peso molecular 257.5463
Ponto de ebulição, C - Ponto de ebulição, C -
Ponto de fusão, ºC - Ponto de fusão, ºC -
Pressão de vapor, Pa 2.6E-2 Pressão de vapor, Pa -
H, Pa m3 mol -1 33 H, Pa m3 mol -1 -
Log Ko,a 5.67 Log Ko,a -
Figura 19- Propriedades dos PCB28 e PCB31.
Composto PCB 52 Composto PCB 101
Fórmula C12H6Cl4 Fórmula C12H5Cl5
Peso molecular 291.9914 Peso molecular 326.4365
Ponto de ebulição, C - Ponto de ebulição, C -
Ponto de fusão, ºC 87 Ponto de fusão, ºC 77
Pressão de vapor, Pa 1.3E-2 Pressão de vapor, Pa 2.6E-3
H, Pa m3 mol -1 160 H, Pa m3 mol -1 217
Log Ko,a 5.84 Log Ko,a 6.38
Figura 20- Propriedades dos PCB52 e PCB101.
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Composto PCB 105 Composto PCB 118
Fórmula C12H5Cl5 Fórmula C12H5Cl5
Peso molecular 326.4365 Peso molecular 326.4365
Ponto de ebulição, C - Ponto de ebulição, C -
Ponto de fusão, ºC - Ponto de fusão, ºC -
Pressão de vapor, Pa - Pressão de vapor, Pa 8.4E-4
H, Pa m3 mol -1 - H, Pa m3 mol -1 18
Log Ko,a 6.65 Log Ko,a 6.74
Figura 21- Propriedades dos PCB105 e PCB118.
Composto PCB 156 Composto PCB 153
Fórmula C12H4Cl6 Fórmula C12H4Cl6
Peso molecular 360.8816 Peso molecular 360.8816
Ponto de ebulição, C - Ponto de ebulição, C -
Ponto de fusão, ºC - Ponto de fusão, ºC 103
Pressão de vapor, Pa - Pressão de vapor, Pa 5.6E-4
H, Pa m3 mol -1 - H, Pa m3 mol -1 224
Log Ko,a - Log Ko,a 6.92
Figura 22- Propriedades dos PCB156 e PCB153.
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Composto PCB 180 Composto PCB 170
Fórmula C12H3Cl7 Fórmula C12H3Cl7
Peso molecular 395.3267 Peso molecular 395.3267
Ponto de ebulição, C - Ponto de ebulição, C -
Ponto de fusão, ºC - Ponto de fusão, ºC -
Pressão de vapor, Pa 8.1E-5 Pressão de vapor, Pa -
H, Pa m3 mol -1 102 H, Pa m3 mol -1 -
Log Ko,a 7.36 Log Ko,a -
Figura 23- Propriedades dos PCB180 e PCB170.
Composto PCB 128
Fórmula C12H4Cl6
Peso molecular 360.8816
Ponto de ebulição, C -
Ponto de fusão, ºC 151.9
Pressão de vapor, Pa -
H, Pa m3 mol -1 -
Log Ko,a 6.74
Figura 24- Propriedades do PCB128.
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Anexo 2- Propriedades dos Pesticidas Organoclorados
Composto -HCH Composto Heptacloro
Fórmula C6H6Cl6 Fórmula C10H5Cl7
Peso molecular 290.8314 Peso molecular 373.3205
Ponto de ebulição, C 288 Ponto de ebulição, C 135
Ponto de fusão, ºC 158 Ponto de fusão, ºC 95
Pressão de vapor, Pa 7.3E-3 Pressão de vapor, Pa 6.0E-5
H, Pa m3 mol -1 0.10 H, Pa m3 mol -1 112
Log Ko,a 3.9 Log Ko,a 5.27
Figura 25- Propriedades do -HCH e Heptacloro .
Composto Heptacloroepóxido Composto p,p-DDE
Fórmula C10H5Cl7O Fórmula C14H8Cl4
Peso molecular 389.3199 Peso molecular 318.0292
Ponto de ebulição, C 200 Ponto de ebulição, C -
Ponto de fusão, ºC 160 Ponto de fusão, ºC -
Pressão de vapor, Pa - Pressão de vapor, Pa 8.6E-4
H, Pa m3 mol -1 - H, Pa m3 mol -1 34
Log Ko,a - Log Ko,a 5.7
Figura 26- Propriedades do Heptacloroepóxido e p,p-DDE.
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Composto Lindano Composto -HCH
Fórmula C6H6Cl6 Fórmula C6H6Cl6
Peso molecular 290.8314 Peso molecular 290.8314
Ponto de ebulição, C 323.4 Ponto de ebulição, C 60
Ponto de fusão, ºC 112.9 Ponto de fusão, ºC -
Pressão de vapor, Pa 5.6E-3 Pressão de vapor, Pa -
H, Pa m3 mol -1 0.13 H, Pa m3 mol -1 -
Log Ko,a 3.66 Log Ko,a -
Figura 27- Propriedades do Lindano e -HCH.
Composto Endrina Composto Dieldrina
Fórmula C12H8Cl6O Fórmula C12H8Cl6O
Peso molecular 380.9126 Peso molecular 380.9126
Ponto de ebulição, C 245 (dec) Ponto de ebulição, C 385
Ponto de fusão, ºC 200 (dec) Ponto de fusão, ºC 176
Pressão de vapor, Pa - Pressão de vapor, Pa -
H, Pa m3 mol -1 - H, Pa m3 mol -1 1.12
Log Ko,a 4.6 Log Ko,a 4.3
Figura 28- Propriedades da Endrina e Dieldrina.
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Composto Aldrina Composto -Endossulfão
Fórmula C12H8Cl6 Fórmula C9H6Cl6O3S
Peso molecular 364.9132 Peso molecular 406.9226
Ponto de ebulição, C 145 Ponto de ebulição, C 200
Ponto de fusão, ºC 104 Ponto de fusão, ºC 108
Pressão de vapor, Pa 3.6E-2 Pressão de vapor, Pa 6.2E-3
H, Pa m3 mol -1 91.2 H, Pa m3 mol -1 1.07
Log Ko,a 5.6 Log Ko,a 3.55
Figura 29- Propriedades da Aldrina e -Endossulfão.
Composto pp-DDD Composto -Endossulfão
Fórmula C14H10Cl4 Fórmula C9H6Cl6O3S
Peso molecular 320.045 Peso molecular 406.9226
Ponto de ebulição, C 193 Ponto de ebulição, C 390
Ponto de fusão, ºC 109 Ponto de fusão, ºC 207
Pressão de vapor, Pa - Pressão de vapor, Pa 3.2E-5
H, Pa m3 mol -1 - H, Pa m3 mol -1 0.04
Log Ko,a - Log Ko,a 3.62
Figura 30- Propriedades da pp-DDD e -Endossulfão.
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Composto Hexaclorobenzeno
Fórmula C6Cl6
Peso molecular 284.784
Ponto de ebulição, C 332
Ponto de fusão, ºC 230
Pressão de vapor, Pa 2.4E-3
H, Pa m3 mol -1 9
Log Ko,a 5.9
Figura 31- Propriedades do Hexaclorobenzeno.
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Anexo 3- Linearidade da gama de trabalho no GC-ECD A linearidade foi calculada usando a equação 1.
composto do centraçãoversus.concomposto do ãoconcentraç
1000x
interno padrão do sinal
composto do sinal do altura
(equação 1)
Os desvios superiores e inferiores de aceitabilidade são feitos pela média dos valores da ordenada com desvio de +20% e -20%. De acordo com os gráficos da linearidade efectuados, verifica-se a linearidade no intervalo de concentração de 5 a 60 ng/g. No entanto, verifica-se que a Endrina apresenta o primeiro ponto da curva de calibração fora do intervalo de linearidade; deste modo para este composto é aconselhável aumentar o limite de quantificação ou aumentar o valor de concentração do primeiro ponto da curva de calibração.
Figura 32- Gráficos da linearidade do pcb 105 e pcb 180.
Figura 33- Gráficos da linearidade do pcb 170 e pcb 153.
Figura 34- Gráficos da linearidade do pcb 128 e pcb 156.
PCB 105
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 10 20 30 40 50 60 70
PCB 180
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10 20 30 40 50 60 70
PCB 170
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 10 20 30 40 50 60 70
PCB 156
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 10 20 30 40 50 60 70
PCB 128
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10 20 30 40 50 60 70
PCB 153
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10 20 30 40 50 60 70
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Figura 35- Gráficos da linearidade do pcb 118 e pcb 101.
Figura 36- Gráficos da linearidade do pcb 52 e pcb 28.
Figura 37- Gráficos da linearidade do pcb 31 e heptacloroepoxido.
Figura 38- Gráficos da linearidade da endrina e aldrina.
PCB 118
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10 20 30 40 50 60 70
PCB 101
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10 20 30 40 50 60 70
PCB 52
0 0,2 0,4 0,6 0,8
1 1,2 1,4 1,6 1,8
2
0 10 20 30 40 50 60 70
PCB 28
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 10 20 30 40 50 60 70
PCB 31
0 0,2 0,4 0,6 0,8
1 1,2 1,4 1,6 1,8
2
0 10 20 30 40 50 60 70
heptacloroepoxido
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 10 20 30 40 50 60 70
endrina
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 10 20 30 40 50 60 70
aldrina
0 0,5
1 1,5
2 2,5
3 3,5
4 4,5
0 10 20 30 40 50 60 70
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Figura 39- Gráficos da linearidade do heptacloro e lindano.
Figura 40- Gráficos da linearidade do hexaclorobenzeno e alfa-HCH.
Figura 41- Gráficos da linearidade do delta-HCH e beta-endossulfão.
Figura 42- Gráficos da linearidade do pp-ddd e pp-dde.
heptacloro
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
0 10 20 30 40 50 60 70
lindano
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 10 20 30 40 50 60 70
hexaclorobenzeno
0
1
2
3
4
5
6
7
0 10 20 30 40 50 60 70
alfa-HCH
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 10 20 30 40 50 60 70
delta-HCH
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 10 20 30 40 50 60 70
beta-endossulfão
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10 20 30 40 50 60 70
pp-DDD
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 10 20 30 40 50 60 70
pp-DDE
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 10 20 30 40 50 60 70
Página 61 de 65
Figura 43- Gráficos da linearidade da dieldrina e alfa-endossulfão.
Dieldrina
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 10 20 30 40 50 60 70
alfa-endossulfão
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 10 20 30 40 50 60 70
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Anexo 4- Cartas de Controlo Shewhart
Neste trabalho as cartas de controlo foram obtidas através do padrão de controlo injectado em cada sequência de amostras, de modo a controlar a resposta do equipamento (GC-ECD). O padrão de controlo usado foi uma solução de concentracão aproximada de 25 ng/g, preparada independentemente da solução de calibração. A linha verde no gráfico corresponde ao valor exacto do padrão de controlo. Os desvios 20 % (correspondem as duas linhas a vermelho) são os limites estabelecidos pelo laboratório para aceitar a conformidade da sequência de amostra injectada.
Figura 44- cartas de controlo do pcb 28 e pcb 31.
Figura 45- cartas de controlo do pcb 52 e pcb 101.
Figura 46- cartas de controlo do pcb 105 e pcb 118.
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Figura 47- cartas de controlo do pcb 128 e pcb 153.
Figura 48- cartas de controlo do pcb 156 e pcb 170.
Figura 49- cartas de controlo do pcb 180 e alfa-HCH.
Figura 50- cartas de controlo do hexaclorobenzeno e lindano.
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Figura 51- cartas de controlo do delta-HCH e heptacloro.
Figura 52- cartas de controlo do aldrina e heptacloroepoxido.
Figura 53- cartas de controlo do alfa-endossulfão e pp-dde.
Figura 54- cartas de controlo do dieldrina e beta-endossulfão .
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Figura 55- cartas de controlo do pp-ddd e endrina.