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Previous issue date: 2018-02-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Air pollution is an environmental problem present in many regions of the world. Aerosols or
particulate matters (PM) are atmospheric pollutants associated with climate changes and human
health, and prompt a great number of deaths each year. In Brazil, the forest fires and the burning
of sugarcane are some of the sources of emissions of gases and PM into the atmosphere. The
anhydrosugar levoglucosan and its stereoisomers, mannosan and galactosan, are biomass burning
markers, because they are produced by cellulose pyrolysis at high temperatures. This work
developed a method using Paper-based Analytical Devices (PADs) with colorimetric detection to
determine biomass burning markers in samples of PM and rainwater of Goiânia city. In this method,
the levoglucosan present in the samples was hydrolyzed to glucose, and after an enzymatic reaction,
showed a magenta coloration using a chromogen agent. The PADs were scanned generate a digital
image, and the color intensities were correlated with the analyte concentrations. The method
showed a conversion rate of levoglucosan to glucose of 81%, good linearity in the range of 0 to 0.4
mmol.L-1
, a limit of detection (LD) of 2 μg.mL-1
and a limit of quantification (LOQ) of 6 μg.mL-1
for hydrolysis in sulfuric acid. Moreover, the method presented selectivity for these markers,
because the interferents can be detected and quantified. The concentrations of levoglucosan
determined in PM were high and varied from 0.08 to 1.10 μg.m-3
(0.44 ± 0.29; n = 10), these
concentrations were similar to those obtained in the Amazon, which is a region exposed to
extensive biomass burning due to deforestation. In rainwater samples, collected in two different
events, levoglucosan was detected showing that biomass burning has a significant contribution in
the emission of gases and PM in Goiânia atmosphere. The method developed in this work using
PADs with colorimetric detection was successfully apllied to levoglucosan determination in PM
and rainwater samples. This process used low volume of samples and reagents, the analysis are
rapid, the operation is easy, the cost of production is low and the devices are portable, being an
advantageous technique. / A poluição atmosférica é um problema ambiental vivenciado por diversas regiões do mundo. Os
aerossóis ou material particulado (MP) são poluentes atmosféricos que estão associados a
mudanças climáticas e a saúde humana, sendo responsável por um crescente número de mortes a
cada ano. No Brasil, os incêndios florestais e a queima da cana-de-açúcar são algumas das fontes
de emissões de gases e MP para a atmosfera. Os anidro açúcares levoglucosano e seus
estereoisômeros manosano e galactosano, são marcadores de queima de biomassa, pois estes são
produzidos por meio da pirólise celulósica em altas temperaturas. Assim, este trabalho buscou
desenvolver um método empregando Paper-based Analytical Devices (PADs, Dispositivos
Analíticos fabricados em Papel) com detecção colorimétrica para determinar marcadores de queima
de biomassa em amostras ambientais: MP e água de chuva, da cidade de Goiânia. Neste método, o
levoglucosano contido nas amostras foi hidrolisado à glicose e após reação enzimática apresentou
coloração magenta na presença de cromógeno. O PAD foi escaneado gerando uma imagem digital
cuja intensidade de cor foi correlacionada à concentração do analito. O método apresentou taxa de
conversão de levoglucosano em glicose de 81%, boa linearidade na faixa de trabalho de 0 a 0,4
mmol.L-1
, limite de detecção (LD) de 2 μg.mL-1
e limite de quantificação (LQ) de 6 μg.mL-1
para
hidrólise em ácido sulfúrico. Além disso, o método possui seletividade para estes marcadores, pois
os interferentes podem ser detectados e quantificados. As concentrações de levoglucosano
determinadas em MP foram altas e variaram de 0,08 a 1,10 μg.m-3
(média de 0,44 ± 0,29; n = 10),
estas concentrações foram similares às determinadas na Amazônia, uma região que sofre com
intensa queima de biomassa devido ao desmatamento. Nas amostras de água de chuva, coletadas
em dois eventos diferentes, levoglucosano foi detectado, mostrando que a queima de biomassa tem
significativa contribuição na emissão de gases e partículas para a atmosfera de Goiânia. O método
desenvolvido neste trabalho empregando PAD com detecção colorimétrica apresenta
potencialidade elevada para análise de levoglucosano em amostras de MP e água de chuva,
possuindo como vantagens a utilização de volumes reduzidos de amostras e reagentes, análise
rápida, fácil operação, baixo custo de produção e portabilidade.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/8459 |
| Date | 26 February 2018 |
| Creators | Dias, Isabela Milhomem |
| Contributors | Urban, Roberta Cerasi, Coltro, Wendell Karlos Tomazelli, Urban, Roberta Cerasi, Coltro, Wendell Karlos Tomazelli, Duarte, Gabriela Rodrigues Mendes |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Química (IQ), UFG, Brasil, Instituto de Química - IQ (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 663693921325415158, 600, 600, 600, 600, 7826066743741197278, 1571700325303117195, -961409807440757778 |
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