monitoramento de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos ...· realizadas por cromatografia gasosa

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Pontifcia Universidade Catlica PUC RIO

Departamento de Qumica

LABMAM Laboratrio de Estudos Marinhos e Ambientais

Monitoramento de Hidrocarbonetos Policclicos Aromticos e n-alcanos em amostras de gua e tecidos de peixe da Baa de Guanabara- RJ

Aluno: Leonardo Lomba Resende Orientador: Angela de Luca Rebello Wagener

Co-Orientador: Adriana Haddad Nudi 1) Introduo: Na atualidade, o aumento de fontes de poluio em rios, mares e solos tem exigido um maior controle e fiscalizao em relao aos nveis de contaminantes lanados na natureza e o ambiente aqutico um dos ecossistemas que mais sofre impactos causados pela ao antrpica, uma vez que constitui o compartimento final de vrios produtos gerados pela atividade humana (AKAISHI, 2003). Sendo estes ambientes de certa maneira o reflexo das atividades que ocorrem ao seu redor, o que influencia diretamente na fauna e na flora, j que conforme mais expostos estiverem a agentes contaminantes ambientais, maior sero os danos a esse ecossistema. Dessa forma, pesquisas mais avanadas sobre esses impactos tem levado a obteno de dados mais precisos e confiveis sobre os nveis de poluio, permitindo que se determinem as suas possveis origens e fontes dos contaminantes e avaliar melhor as medidas preventivas ou corretivas em dadas situaes.

O objetivo do presente estudo foi monitorar os nveis de Hidrocarbonetos Policclicos Aromticos (HPAs) e de n-alcanos presentes em amostras de gua e em tecidos de peixes, oriundos da Baa de Guanabara, a fim de estimar as suas concentraes e possveis fontes e origens; correlacionar com dados pretritos realizados na mesma rea, para verificar se houve ou no um aumento desses contaminantes, e avaliar a bioacumulao de HPAs nos tecidos. Amostras de gua foram coletadas em cinco pontos diferentes da Baa de Guanabara e de tecidos de peixes coletados em trs pontos. As determinaes foram realizadas por cromatografia gasosa acoplada ao espectrmetro de massas (CG-EM) e por cromatografia gasosa com detector de chamas (CG-DIC), respectivamente.

2) Fundamentos Tericos

2.1) Hidrocarbonetos Policclicos Aromticos (HPAs)

Os hidrocarbonetos policclicos aromticos so compostos orgnicos, contendo somente carbono e hidrognio, de dois ou mais anis benznicos fundidos. Eles so componentes do petrleo e formam-se, ainda, na combusto incompleta de matria orgnica. Apresentam grande importncia ambiental, devido a sua toxicidade e persistncia no ambiente marinho.

rgos nacionais e internacionais, responsveis pela regulao ambiental, reconhecem os perigos em potencial da ocorrncia dos HPAs no ambiente, uma vez que mais de 30 HPAs e seus derivados apresentam efeitos carcinognicos. Isto faz deles a maior classe conhecida de compostos carcinognicos. Alm disso, os HPAs apresentam uma ampla distribuio no meio ambiente, so compostos lipoflicos altamente persistentes e possuem elevada tendncia bioacumulao (NEFF, 1979; BJRSETH e RAMDAHL, 1985).

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2.2) Propriedades Fsico-Qumicas

As propriedades fsicas e qumicas dos HPAs esto relacionadas massa molecular (NEFF, 1979; McELROY et al., 1989). O aumento da massa molecular dos HPAs, diminui a sua solubilidade, e tambm os leva a resistir mais s reaes de oxidao, reduo e vaporizao. Como resultado, a distribuio e efeitos dos HPAs no ambiente diferem nos sistemas biolgicos. Podem-se distinguir duas classes de HPAs, ao que se referem as suas propriedades fsicas, qumicas e biolgicas: a dos compostos de baixa massa molecular (2-3 anis) e aquela que inclui os compostos de alta massa molecular (4-7 anis aromticos) (Neff, 1979; McElroy et al., 1989 apud NUDI, 2005).

A gerao antropognica dos HPAs, atravs das atividades relacionadas ao petrleo, tem introduzido anualmente no ambiente, grandes quantidades de HPA, resultando na contaminao dos ecossistemas, uma vez que estes compostos no so degradados pela maioria dos microorganismos, devido complexa estrutura qumica e baixa solubilidade em gua (JONHSEN et al., 2005).

Os HPAs presentes no petrleo normalmente apresentam substituintes alquilados, os quais so mais abundantes que os HPAs no substitudos. Dos hidrocarbonetos presentes no petrleo, os HPAs so os compostos que apresentam maior toxicidade ao meio ambiente. Os hidrocarbonetos de baixo peso molecular apresentam intenso efeito txico agudo, j que possuem uma elevada hidrofilicidade, alta volatilidade e consequentemente uma biodisponibilidade (GESAMP, 1993) 2.3) Fontes de HPAs em ambiente aqutico e sua origem

Os HPAs podem ser produzidos, basicamente, por: pirlise de matria orgnica em altas temperaturas; diagnese de material orgnico sedimentar em temperaturas baixas ou moderadas; biosntese direta por microorganismos ou plantas (NEFF, 1979).

Considerveis quantidades de HPAs lanados ao meio marinho so originrias de fontes antropognicas (KENNISH, 1997). Dentre as quais, se destacam como principais fontes os efluentes industriais, lanamento de esgotos (pluviais e domsticos), incinerao de lixo, derrames de leo, produo de asfalto, creosoto e deposio atmosfrica, atravs da queima de combustveis fsseis (CLARK, 1997). Porm, certas fontes naturais como a sntese biolgica, erupes vulcnicas, queima de florestas, formao de combustveis fsseis e a extruso natural do solo, tambm so responsveis por quantidades significativas destes compostos (McELROY et al., 1989).

A maioria destes HPAs que entram nos ambientes aquticos permanece relativamente prxima s suas fontes, decrescendo quase que logaritmicamente com a distncia da origem. Desta forma, a maior parte dos HPAs encontrados nos ambientes aquticos est localizada em rios, esturios e guas costeiras (NEEF, 1979).(Figura 2.3-1)

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Figura 2.3-1. Distribuio dos hidrocarbonetos no meio aqutico. Fonte: LIMA(1996).

2.4) Bioindicadores

Bioindicadores so organismos capazes de indicar a qualidade ambiental do ecossistema em que vivem atravs da bioacumulao (acumulao nos tecidos) dos contaminantes ou dos seus metablitos em quantidades proporcionais s concentraes no ambiente. A concentrao nos tecidos fornece uma medida de exposio e, s vezes, do efeito txico de um determinado composto qumico (RAND et al., 1995; WALKER et al., 1997).

Uma boa forma de se avaliar a exposio aos hidrocarbonetos policclicos aromticos com maior exatido atravs da deteco dos compostos em tecidos ou fluidos biolgicos de organismos aquticos (WATSON et al., 2004). A escolha de peixe como biomonitor foi devido ao fato de exercerem um papel fundamental para a populao, seja pela a sua cormercializao ou pelo consumo prprio. Tambm pode ser atribudo ao seu papel na cadeia alimentar e pela sua abundncia na Baa de Guanabara, alm de possurem um metabolismo eficaz na biotransformao e na eliminao de HPAs, sendo estes no acumulados no tecido (PEDRETE, 2010).

2.4.1) Espcies escolhidas como bioindicadoras

Micropogonias furnieri (Corvina)- um consumidor tercirio, alimentando-se de organismos bentnicos, como pequenos peixes e crustceos (HAIMOVICI, 1997). (Figura 2.4.1-1)

Mugil lisa (Tainha) contrastando com a corvina, essa espcie herbvora (consumidor primrio), alimentando-se vegetais presentes na coluna de gua ou sobre o sedimento de fundo (HAIMOVICI, 1997. (Figura 2.4.1-2)

Genidens Genidens (Bagre) As espcies dessa famlia geralmente se alimentam no fundo e possuem uma dieta onvora, apesar da maioria apresentar tendncias para alimentao carnvora, alimentando-se de pequenos moluscos e invertebrados. Os machos apresentam

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o hbito de incubar os ovos, que so carregados na cavidade bucal at o canal de seu desenvolvimento (AZEVEDO et al., 1999). (Figura 2.4.1-3)

Figura 2.4.1-1. Corvina Figura 2.4.1-2. Tainha

Figura 2.4.1-3. Bagre

3) rea de estudo:

O sistema estuarino da Baa de Guanabara est localizado no estado do Rio de Janeiro, entre as coordenadas 22 4000 e 23 00S - 43 00 e 43 18W (Figura 3-1). O clima na regio tropical semi-mido, com chuvas abundantes no vero e temperaturas mdias elevadas (26 C). J os invernos so secos e com temperaturas mais amenas (21 C) (http://br.weather.com). A bacia de drenagem da baa, que inclui praticamente toda regio metropolitana do Rio de Janeiro, possui uma rea total de aproximadamente 4.000 km2, com 35 rios e canais que contribuem com um fluxo mdio anual de 100 m3s-1 (Marques-Junior et al., 2009). Dentre estes rios, Guapi-Macacu (1253,1 km2), Cacerebu (846,7 km2) e Iguau-Sarapu (755,3 km2 ) possuem as maiores bacias de drenagem, que formam deltas estuarinos cobertos por extensos manguezais (Coelho, 2007). A superfcie da baa mede 371 km2, com um volume total de gua estimado de 3,06x10 9 m3 e uma extenso mxima de 38 km que parte da Ponta de Copacabana at a foz do rio Mag (Kjerfve et al., 1997). A desembocadura estreita (1.6 km), entretanto, seu tamanho aumenta consideravelmente em direo ao interior, cuja largura mxima registrada de 29 km entre os rios So Joo de Meriti e Guapi-Macacu (JICA, 1994).

A Baa de Guanabara apresenta uma grande circulao de navios, os quais em grande maioria vm atracar no porto do Rio de Janeiro. Tanto essa grande circulao, mas como tambm o despejo de esgotos domiciliares e industriais, os derrames de leo, assoreamento e a presena de contaminantes qumicos, como os HPAs, em suas guas tm contribud

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