Otimização de protocolo analítico para extração e fracionamento de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos em sedimentos

Abstract

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo aperfeiçoar as etapas de extração, concentração e fracionamento de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos (HPA), buscando com isso a melhoria de um método analítico já validado, empregado na determinação de hidrocarbonetos de petróleo. Cada uma das etapas foi avaliada separadamente, por meio de testes de recuperação, com concentrações conhecidas dos analitos e de padrões subrogados. Na etapa de extração foi avaliada a influência da temperatura no sistema de resfriamento do extrator soxhlet, além de serem estudados diferentes tempos de extração (4, 6 e 8 horas). Na etapa de concentração avaliou-se a temperatura do sistema de resfriamento do rotaevaporador, além da influência da utilização de nitrogênio para concentração dos analitos. Na etapa de cleanup foram estudados diferentes solventes de eluição para os hidrocarbonetos alifáticos e diferentes polaridades de misturas de solventes para eluição dos HPA. Os resultados obtidos em todas as etapas ficaram dentro da faixa de 70 a 120%, valores considerados aceitáveis. Após a otimização, o método foi validado por meio da avaliação de parâmetros de mérito, tais como linearidade, limites de detecção (LD) e quantificação (LQ), precisão e exatidão. A linearidade, LD e LQ, foram estudados através das curvas analíticas construídas para as duas classes de compostos, com valores de coeficiente de correlação (R) maiores que os ecomendados pelo INMETRO (0,90). Além disso, os valores de LD e LQ demonstraram a grande sensibilidade do método. Os parâmetros de precisão e exatidão foram estudados por meio de ensaios de adição e recuperação dos analitos e utilização de um material de referência previamente utilizado em um estudo de intercalibração envolvendo diversos laboratórios. Através dos ensaios de adição e recuperação foram obtidos valores de estimativa de desvio padrão dentro do limite aceito pela literatura (20%) para trabalhos envolvendo concentrações traço. Além disso, a recuperação dos analitos adicionados para HPA e alifáticos variou de 59-105% e de 55-113%, respectivamente, sendo estes valores considerados satisfatórios para a grande maioria dos compostos. Os resultados obtidos para o material de referência apresentaram valores de estimativa de desvio padrão menores que o descrito para o material utilizado, para ambas as classes de compostos, além de terem sido obtidos valores de recuperação considerados igualmente satisfatórios. Diante destes resultados foi possível concluir que a avaliação das diversas etapas do processo proporcionou a melhoria de um método já consolidado, sendo possível obter resultados com níveis levados de confiabilidade analítica.

Abstract: The main goals of this work were to refine the steps of extraction, concentration and fractionation of aliphatic and aromatic hydrocarbons, seeking to improve a method already validated. Each step was evaluated separately by recovery tests, with known concentrations of analytes and surrogates. In the extraction step it was evaluated the influence of temperature on the cooling system of the soxhlet extractor, esides being studied different extraction times (4, 6 and 8 hours). In the concentration step we have estimated the temperature of the cooling system of the rotatory evaporator, and the influence of nitrogen use. In the cleanup step different elution solvents were studied for aliphatic and different polarities of solvent mixtures for elution of aromatic hydrocarbons. The results in all stages were in the range of 70% to 120%, and these values were considered acceptable. After optimization, the method was validated by evaluating parameters of merit such as linearity, limits of detection (LOD) and quantification (LOQ), precision and accuracy. The linearity, LOD and LOQ were studied by means of calibration curves for the two classes of compounds, with values of correlation coefficient (R) higher than those recommended by INMETRO (0.90). Moreover, the values of LOD and LOQ demonstrated the high sensitivity of the method. Precision and accuracy were studied by recovery tests with the analytes and use of a reference material that had been previously used in an intercalibration study involving several laboratories. Standard deviation presented values within the limits accepted by the literature (20%) for studies involving trace concentrations. In addition, the recovery of the analytes added to the aliphatic and PAH ranged from 59% to 105% and 55- 113%. These values can be considered suitable for the vast majority of compounds. For the reference material showed the results of standard deviation were lower than those reported for the material used for both classes of compounds. Moreover, adequate recovery values were obtained. Taking these results into account it is possible to conclude that the evaluation of various stages of the analytical process provided a way of improving an already established method. Therefore, it was possible o obtain results with high levels of analytical reliability.