Carvão ativado como fase sortiva para contaminantes emergentes em dispositivos o-DGT

Abstract

Resumo: Contaminantes emergentes são substâncias químicas que podem causar danos ao ambiente e, inclusive, à saúde humana por serem suspeitos de atuar como desreguladores endócrinos. Essas substâncias não estão incluídas em programas de monitoramento ambiental e podem ser encontradas em fontes de abastecimento de água, águas subterrâneas e até mesmo na água potável. Devido a isso, estudos sobre a presença dessas substâncias, que são encontradas em baixas concentrações em matrizes aquosas, se fazem cada vez mais necessários. Os amostradores passivos baseados na Difusão em Filmes Finos por Gradiente de Concentração (DGT, do inglês Diffusive Gradients in Thin Films) têm ganhado notoriedade na sorção de substâncias orgânicas em matrizes aquosas, pois permitem o processo de pré-concentração, fornecem concentrações integradas no tempo e resolução espacial, além de se destacarem por não necessitarem de uma calibração prévia em laboratório. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo investigar a potencialidade de aplicação de biocarvões como material sorvente em amostradores passivos do tipo o-DGT. A quantificação das substâncias estudadas foi realizada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (gas chromatography - mass spectrometry – GC-MS). Para o desenvolvimento do estudo, alguns parâmetros que envolvem a eficiência da sorção foram avaliados, como porcentagem de carvão ativado utilizado na produção das fases ligantes, espessura da fase ligante, tempo de sonicação na etapa de dessorção e necessidade ou não de uma etapa de filtração. As melhores condições foram obtidas ao utilizar 13 % (m / v) de carvão ativado para a produção das fases ligantes de 0,8 mm de espessura, além de um tempo de sonicação de 5 minutos na etapa de dessorção. Os contaminantes emergentes estudados foram o ibuprofeno, 4 octilfenol, 4-nonilfenol, triclosan, estrona, ?-estradiol, estriol, colesterol, coprostanol e estigmastanol. Os coeficientes de difusão para cada um dos compostos no gel de agarose foram determinados experimentalmente e, para a maioria deles, se encontravam próximo dos relatados na literatura para essa classe de contaminantes. Considerando esses aspectos, pode-se concluir que a metodologia aqui empregada pode ser utilizada na determinação de alguns contaminantes emergentes em matrizes aquosas

Abstract: Emerging contaminants are chemical substances that can cause harm to the environment and even to human health because they are suspected of acting as endocrine disruptors. These substances are not included in environmental monitoring programs and can be found in water supplies, groundwater, and even drinking water. Therefore, studies on the presence of these substances, which are found in low concentrations in aqueous matrices, are increasingly necessary. Passive samplers based on Diffusive Gradients in Thin Films (DGT) have gained notoriety in the sorption of organic substances in aqueous matrices, as they allow the pre-concentration process, provide concentrations integrated in time and spatial resolution, and stand out for not requiring prior calibration in the laboratory. Therefore, the present study aimed to investigate the potential application of activated carbon as a sorbent material in passive samplers of the o-DGT type. The quantification of the studied substances was performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). For the development of the study, some parameters involving the sorption efficiency were evaluated, such as the percentage of activated carbon used in the production of the binding phases, thickness of the binding phase, sonication time in the desorption step and the need or not for a filtration step. The best conditions were obtained when using 13% (m/v) of activated carbon for the production of the 0.8 mm thick binding phases, in addition to a sonication time of 5 minutes in the desorption step. The emerging contaminants studied were ibuprofen, 4-octylphenol, 4-nonylphenol, triclosan, estrone, e-estradiol, estriol, cholesterol, coprostanol and stigmastanol. The diffusion coefficients for each of the compounds in the agarose gel were determined experimentally and, for most of them, were close to those reported in the literature for this class of contaminants. Considering these aspects, it can be concluded that the methodology employed here can be used in the determination of some emerging contaminants in aqueous matrices