1.1.3.1. O otimização do método para a determinação dos HPAs nas amostras
Os melhores métodos disponíveis para monitorar HPAs são a cromatografia líquida (CL) com detecção por fluorescência e ultravioleta e a cromatografia gasosa (CG) acoplada ao espectrômetro de massas. As etapas de separação e detecção para amostras sólidas são descritas no método 8310 da EPA, usando CL com detecção no ultravioleta (UV) e fluorescência e método 8100, usando CG acoplada a espectrômetro de massas. Os vários métodos já validados não deixam dúvidas quanto à vantagem da CL no fracionamento de misturas complexas de HPAs e no “clean-up” de amostras. Por exemplo, os procedimentos analíticos recomendados pela EPA-US são documentados nos métodos 550.1 (água potável), 610 (água residual), 8310 (resíduo sólido) e TO-13 (ar). Todos esses métodos são baseados na CL com detector UV e fluorescência. A CLAE é preferível à cromatografia gasosa de alta resolução (CGAR), pois mesmo que apresente uma eficiência mais baixa na resolução de HPAs com baixa massa molar, as colunas de fase reversa podem realmente separar um número de isômeros HPAs que são difíceis de separar por CGAR (MORET e CONTE, 2000).
No método 8310 da EPA, 1986 (EPA, 2007) recomenda-se a determinação dos HPAs em resíduos sólidos utilizando CLAE e, neste caso, os detectores indicados são UV (254 nm) e fluorescência (excitação: 280 nm e emissão: 389 nm) e coluna de fase reversa HC-ODS Sil-X, de 250 x 2.6 mm com diâmetro de partícula de 5 µm (Perkin Elmer no. 089-0716). Eluição isocrática por 5 min usando acetonitrila/água (4:6 v/v) e, então, um gradiente de eluição linear a 100%
sistema CLAE/UV. No sistema CLAE/UV o limite de detecção variou de 0,21 a 2,3 µg/L enquanto que no CLAE/fluorescência situou-se entre 0,013 a 0,66 µg/L.
O método 5506 NIOSH (1998) também trata da determinação dos HPAs por CLAE/UV e fluorescência em série. Neste método recomenda-se o comprimento de onda de 254 nm no UV e os comprimentos de onda de 340 e 425 nm, respectivamente, para excitação e emissão no detector de fluorescência. A coluna de fase reversa recomendada é uma C-18 de 250 x 4,6 mm com diâmetro de partícula de 5 µm. Um gradiente de eluição linear de 60% acetonitrila/40% água para 100% acetonitrila acima de 20 min, seguido a 100% por 20 min e um gradiente linear com as condições iniciais por 5 min, mantendo a temperatura ambiente com uma vazão de 1 mL min-1. Os compostos naftaleno, acenaftileno, acenafteno, fluoreno, antraceno, fenantreno e criseno são detectados por UV e os demais por fluorescência. Neste método, os limites de detecção e quantificação se mostraram bastante baixos, variando significativamente de um composto para outro (o intervalo de valores para o limite de detecção mostra-se entre 0,0010-0,090 µg para antraceno e benzo[a]antraceno e 0,20-5,0 µg para acenafteno). A extração é realizada com 5 mL de acetonitrila de 30 a 60 minutos em um banho de ultra-som.
Miège et al. (1998) estudaram a determinação de poliaromáticos em lodo de esgoto por CLAE/fluorescência. Uma coluna Bakerbond PAH-16 Plus (J.T. Baker- Mallinckrodt) de 250x3 mm foi usada. A acetonitrila e água foram usadas como solvente de eluição com uma vazão de 0,5 mL min-1. O programa de gradiente de eluição foi de 0-5 min: acetonitrila-(40:60)água; então um gradiente eluição linear de 40% acetonitrila até 5 min a 100% acetonitrila até 30 min, abaixando por eluição isocromática com 100% acetonitrla por 5 min. A temperatura da coluna foi mantida a
45oC. Os comprimentos de onda de excitação e emissão foram mudados durante a separação cromatográfica na ordem para obter melhor sensibilidade. Os comprimentos de onda de excitação e emissão foram de: 280/340 nm a 0 min, 295/380 nm a 18,2 min, 280/430 nm a 19,3 min, 285/460 nm a 26 min até 35 min. O limite de detecção obtido por injeção direta da mistura padrão dos 16 HPAs estão entre 2 a 100 vezes mais altos usando detector de fluorescência comparado com o detectado por UV, exceto para antraceno e criseno, que possuem limites de detecção similares por UV e por fluorescência.
Para cada método, uma etapa de extração e concentração é requerida e o principal problema para análise de traços de poluentes orgânicos vem da complexidade das várias matrizes, que depende de sua origem (MIÈGE et al., 1998).
Os HPAs individualmente estão presentes no solo em níveis de ng/g ou abaixo, e poucas matrizes podem ser analisadas diretamente. A eliminação dos interferentes, extração, pré-concentação e “clean-up” das amostras são etapas indispensáveis para a determinação dos HPAs. A extração do analito em amostras sólidas continua sendo um passo crítico na análise de contaminantes. Deve-se avaliar o método de extração sempre levando em conta os seguintes aspectos: seletividade para os componentes de interesse, recuperação do analito, volume do solvente orgânico necessário, toxicidade do solvente, tempo de extração e número de passos de “clean-up” requeridos após a extração (FEDOTOV et al., 2004; HAWTHORNE et al., 2000). Cada técnica tem seu próprio mérito e a escolha da extração depende, ainda, de outros fatores como o custo de capital, o custo e a simplicidade de operação e a disponibilidade de um método-padrão ou validado. Existe uma série de técnicas de extração por solventes comumente usadas para a
de extração que incluem Soxhlet, ultra-som, agitação mecânica, refluxo com KOH e destilação a vapor, e técnicas que incluem extração por fluído supercrítico, extração líquida pressurizada, entre outras (FERNÉNDEZ-PÉREZ et al., 2000). A extração em Soxhlet é o método recomendado pela US Environmental Protection Agency (EPA) para a extração de compostos orgânicos semi-volatéis e não-voláteis de matrizes sólidas. Esta extração, cuja eficiência é alta, tem sido por muitos anos o método- padrão para preparar um extrato de solvente das matrizes sólidas contendo HPAs. Contudo, o procedimento é tedioso, pois o tempo de extração é longo, com aproximadamente 16 horas ou mais, requer uma grande quantidade de solvente e pode, ainda, degradar compostos termicamente lábeis (BANJOO e NELSON, 2005). Mais recentemente, outras técnicas de extração em amostras ambientais sólidas têm sido desenvolvidas para tentar reduzir o tempo de extração e a quantidade de solvente, como, por exemplo, por ultra-som. Em comparação à extração por Soxhlet, a extração por ultra-som ocorre em curto espaço de tempo (cerca de 15 minutos) e oferece boa recuperação dos analitos, por meio de um equipamento simples e de fácil operação (SUN et al., 1998). A otimização dos parâmetros de extração por ultra- som, incluindo tipo de solvente ou composição do solvente, tempo de extração, carga da amostra e teor de água, é necessária para a obtenção de uma maior eficiência e reprodutibilidade de extração (BERSET et al., 1999). Além disso, para melhorar a recuperação obtida, usa-se um solvente polar, como a acetona ou metanol, minimizando-se, assim, a necessidade da secagem das amostras antes da extração. A secagem de amostras contendo analitos voláteis ou semi-voláteis é um fator de erro, devido à perda desses analitos. Até cerca de 16% de perdas de hidrocarbonetos têm sido observadas, em conseqüência da secagem das amostras
em forno a 45oC. O uso de alta temperatura na extração em Soxhlet também resulta em perdas de hidrocarbonetos atribuídas à volatilização e/ou oxidação de espécies altamente voláteis e termodinamicamente lábeis. Vários estudos têm sido relatados (BANJOO e NELSON, 2005; SUN et al. 1998) mostrando a eficiência de extração por ultra-som de analitos orgânicos em sedimento e solo utilizando diferentes solventes.
1.2. OBJETIVO
O objetivo desta parte do trabalho foi adaptar um método para análise de HPAs em solo, em nível de mg kg-1 (matéria seca), com limites de detecção de HPAs em níveis de g L-1 a ng L-1 para cada composto. Foram avaliados a recuperação, o limite de detecção e a aplicação do método.
1.3. METODOLOGIA