Avaliação da partição de parabenos em sistemas de duas fases aquosas

Abstract

Resumo: Os parabenos constituem um grupo de substâncias comumente utilizadas como conservantes em produtos de higiene pessoal, medicamentos, cosméticos e alimentos visando prolongar a vida útil destes produtos. Devido ao uso extensivo, há um acúmulo desses micropoluentes principalmente em ambientes aquáticos, por conta do despejo de efluentes em rios e lagos. A exposição frequente aos parabenos, mesmo que em baixas concentrações, pode acarretar riscos à saúde humana, sendo estes compostos considerados agentes desreguladores endócrinos. Logo, desenvolver alternativas para a detecção, concentração e separação de parabenos em soluções aquosas é de grande importância. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica do uso de sistema de duas fases aquosas (SDFA) compostos por polímero e sal na concentração de diferentes parabenos (metil-, etil-, propil- e butilparabeno) em soluções aquosas. Dados experimentais de equilíbrio líquido-líquido (curvas binodais e linhas de amarração) foram obtidos para diferentes SDFA compostos por poli(etileno)glicol (PEG) em três diferentes massas molares (6000, 2000 e 400 g/mol), poli(propileno)glicol (PPG) com massa molar de 400 g/mol, sulfato de amônio ((NH4)2SO4) e água. A natureza do polímero apresentou influência direta nas propriedades das fases devido ao aumento do caráter hidrofóbico em relação à mudança da massa molar. O comprimento e a inclinação das linhas de amarração também foram importantes na composição das fases. Os dados experimentais foram correlacionados pelo modelo NRTL, apresentando baixo desvio quadrático médio (entre 0,38 e 3,67 %). Com relação a partição dos parabenos, todos os sistemas propostos demonstraram ser eficazes para separar e concentrar esses compostos na fase rica em polímeros. Para os sistemas compostos por PEG e PPG 400, notou-se que a redução da fase superior resulta em coeficientes de partição mais altos, demonstrando que a variação das composições das fases pode ser considerado um fator interessante para concentrar os parabenos especificamente em uma fase polimérica de menor volume, mantendo elevadas taxas de eficiência de extração, que neste estudo chegaram a atingir mais de 99 %. Sendo assim, um sistema biodegradável e adequado para a detecção de parabenos em efluentes aquosos vem a ser uma ferramenta potencial no desenvolvimento de testes para identificação e quantificação destes compostos.

Abstract: Parabens are a group of substances commonly used as preservatives in personal care products, medicines, cosmetics and food to prolong the life of these products. Due to the extensive use, there is an accumulation of these micropollutants mainly in aquatic environments, due to the discharge of effluents into rivers and lakes. Frequent exposure to parabens, even at low concentrations, can pose risks to human health, and these compounds are considered endocrine disrupting agents. Therefore, developing alternatives for the detection, concentration and separation of parabens in aqueous solutions is of great importance. This work object to evaluate the technical feasibility of using an aqueous two-phase system (ATPS) composed of polymer and salt in the concentration of different parabens (methyl, ethyl, propyl- and butylparaben) in aqueous solutions. Experimental data of liquid-liquid balance (binodal curves and tie-lines) were obtained for different ATPS composed of poly(ethylene)glycol (PEG) in three different molar masses (6000, 2000 and 400 g mo-1), poly(propylene)glycol (PPG) with a molar mass of 400 g mol-1, ammonium sulfate ((NH4)2SO4) and water. The nature of the polymer had a direct influence on phase properties due to the increase in hydrophobic character in relation to the change in molar mass. The length and slope of tie-lines were also important in the composition of the phases. Experimental data were correlated by the NRTL model, showing low mean square deviation (between 0.38 and 3.67 %). Regarding paraben partition, all the proposed systems proved to be effective to separate and concentrate these compounds in the polymerrich phase. Systems composed of PEG and PPG 400, it was noted that the reduction of the upper phase results in higher partition coefficients, demonstrating that variation in phase compositions can be considered an interesting factor to concentrate parabens specifically in a polymeric phase of lower volume, maintaining high rates of extraction efficiency, which in this study reached over 99 %. Thus, a biodegradable system suitable for the detection of parabens in aqueous effluents is a potential tool in the development of tests for identification and quantification of these compounds.