Estratégias analíticas de pré-concentração e cromatográficas para elucidação do mecanismo de degradação do composto Bisfenol-A por processos de fotocatálise heterogênea

Abstract

Resumo: Na literatura, a maioria dos trabalhos referente a degradação do Bisfenol-A (BPA) viafotocatálise heterogênea não apresentam quais subprodutos são possivelmentegerados, uma vez que esses podem ser mais tóxicos que o próprio contaminante. Ainvestigação dos subprodutos pode ser realizada através de técnicas cromatográficas,porém, o tratamento prévio de amostra que abrange as etapas de eliminação deinterferentes, extração e pré-concentração dos analitos, tem sido um procedimentoindispensável para o desenvolvimento de métodos cromatográficos, para tal finalidadedestaca-se as técnicas de microextração, especificamente a microextração em faselíquida suportada com fibra oca ("hollow-fiberliquid-phasemicroextraction" - HF-LPME).O objetivo deste estudo foi desenvolver estratégias analíticas baseadas na técnica demicroextração em fase líquida por fibra oca e métodos cromatográficos que permitamidentificar os principais mecanismos de degradação do bisfenol-A via processos defotocatálise heterogênea. Através das análises realizadas por LC-DAD foi possívelrealizar a escolha do substrato modelo e verificar que a degradação do BPA porfotocatálise heterogênea foi na ordem de 92% após 60 min de reação, sendo maiseficiente quando comparado aos processos de adsorção e fotólise. As condiçõesutilizadas na HF-LPME foram otimizadas através do planejamento fatorial 23, sendocomprimento de fibra de 6 cm, velocidade de agitação igual a 750 rpm e tempo deextração de 30 min. Comprovou-se que a HF-LPME é uma técnica eficiente para préconcentraros produtos de degradação que se encontram a nível de traço,apresentando vantagens em relação a outras técnicas de microextração, pois eliminaa etapa de filtração do catalisador TiO2, sendo possível também a realização datécnica in situ, onde ao mesmo tempo que ocorre a fotocatálise heterogênea érealizada a extração dos produtos de degradação. Através da GC-MS e da LC-MS/MSfoi possível identificar sete produtos de degradação, sendo dois não relatados emliteratura até o momento. A toxicidade dos produtos de degradação foi analisada peloprograma Toxtree, sendo que quatro subprodutos foram considerados persistentes aomeio ambiente.

Abstract: In the literature, most studies on Bisphenol (BPA) degradation by heterogeneousphotocatalysis do not present which byproducts are possibly generadet since thesemay be more toxic than the itself contaminant. The investigation of by-products can beperformed using chromatographic techniques, however, the pre-treatment of thesample, which covers the steps of interfering elimination, extraction and preconcentrationof analytes, has been an indispensable procedure for the development ofchromatographic methods, for this purpose, microextraction techniques stand out,specifically microextraction in liquid phase supported with hollow fiber (HF-LPME).Theaim of the study was to develop analytical strategies based on the hollow fiber liquidphasemicroextraction technique and chromatographic methods that identify the maincomponents of bisphenol-A degradation by heterogeneous photocatalysis processes.Through the analysis performed by LC-DAD, it was possible to choose the modelsubstrate and verify that bpa degradation by heterogeneous photocatalysis was about92% after 60 min of reaction, being more efficient when compared to adsorption andphotolysis processes. The conditions used in the HF-LPME were optimized through 23factorial design,6 cm fiber length, sending speed equal to 750 rpm and extraction timeof 30 min. It has been proven that HF-LPME is an efficient technique to preconcentratedegradation products that are at the trace level, presenting advantagesover other microextraction techniques, because it eliminates the filtration step of theTiO2 catalyst, being also possible to perform the technique in situ, where at the sametime heterogeneous photocatalysis occurs, extraction of degradation products occurs.Through GC-MS and LC-MS/MS it was possible to identify seven degradationproducts, two of which have not been reported in the literature so far. The toxicity ofdegradation products was analyzed by the Toxtree software, and four by-productswere considered persistent to the environment.