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Lopes W A Tese de Doutorado IQ-UFBA 2007.PDF: 2585828 bytes, checksum: 5e4ecce83a58663cda34dce3a68a966c (MD5) / CNPq, FINEP, FAPESB e ANEEL / Os Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) são poluentes formados geralmente
durante a combustão incompleta de petróleo e derivados, carvão mineral, biomassa e outros
materiais orgânicos. São emitidos por diversas fontes naturais ou antrópicas e estão presentes
na atmosfera, hidrosfera e litosfera. A atmosfera é o seu principal meio de transporte onde se
encontram em fase vapor ou adsorvidos em material particulado. Em centros urbanos, sua
emissão está associada principalmente aos veículos automotores, movidos a diesel e gasolina.
Os HPA e seus derivados, por exemplo, os nitro-HPA e oxi-HPA, são agentes cancerígenos
e/ou mutagênicos, daí a importância de estudos sobre a sua presença na atmosfera e em outras
matrizes ambientais, sobre a reatividade e atividades biológicas. Neste trabalho, foram
determinadas as concentrações atmosféricas para 16 HPA considerados como poluentes
prioritários pela agência de proteção ambiental dos Estados Unidos da América (U. S. EPA),
em amostras de material particulado atmosférico (MPA), usando o método de CG-EM com
monitoramento de íons selecionados. As amostras de MPA foram coletadas em amostradores
de grande volume (Hi-vol) e, em seguida, foram extraídas usando a técnica de sonicação e uma
solução de acetonitrila e diclorometano (3:1) como solvente. Os extratos foram pré-
concentrados (10/1) e em seguida analisados por CG-EM/SIM. Com o objetivo de assegurar
uma boa separação dos 16 HPA, no menor tempo de análise, foi utilizado o planejamento
multivariado para estabelecer as condições de programação de temperatura do forno
(aquecimento da coluna). O processo de otimização foi realizado por meio do planejamento
fatorial fracionário e através do planejamento do tipo Box-Behnken, sendo avaliados os
seguintes fatores: temperatura inicial (oC), velocidade de elevação da temperatura N° 1
(°C.min-1), temperatura intermediária (oC), velocidade de elevação da temperatura N° 2
(°C.min-1) e temperatura final (oC). As condições otimizadas para a separação dos 16 HPA
foram estabelecidas em: 70 °C (2 min) ? 200 °C (30 °C/min, 5 min) ? 300 °C (5 °C/min,
1,67 min). O tempo total da análise, com uma boa separação dos 16 analitos, ficou em 33
minutos. A validação da técnica de CG-EM, no modo SIM, apresentou resultados considerados
satisfatórios para a repetitividade da resposta do detector, repetitividade do tempo de retenção,
e linearidade das curvas de calibração. Os limites de detecção foram estabelecidos entre 0,13 e
0,34 ng mL-1 (área) e 0,18 e 0,72 ng mL-1 (altura de pico) e os limites de quantificação entre
0,38 e 1,04 ng mL-1 (área) e entre 0,61 e 2,39 ng mL-1 (altura de pico). As amostras ambientais
de MPA foram coletadas em quatro diferentes locais, apresentando os seguintes resultados: i)
Estação da Lapa (Salvador, BA) - Os HPA presentes em concentrações mais altas foram o
criseno (CRI), pireno (PIR) e benzo[b]fluoranteno (BbF), apresentando concentrações médias
de respectivamente 2,62, 1,32 e 1,30 ng m-3, e perfil compatível com emissões de veículos
movidos a diesel; ii) Porto de Aratu (Candeias, BA) - Os HPA presentes em maiores
concentrações foram o benzo[b]fluoranteno (BbF), benzo[g,h,i]perileno (BgP) e Indeno[1,2,3-
c,d]pireno (IND), apresentando concentrações médias de respectivamente 2,53, 1,22 e 1,12 ng
m-3 (AGV-PTS) e 1,74, 0,82 e 0,73 (AGV MP10); iii) Ilha de Maré, (Salvador, BA) – os valores
mais altos foram observados para o benzo[b]fluoranteno (BbF), benzo[b]fluoranteno (BkF) e
benzo[g,h,i]perileno (BgP), apresentando concentrações médias de respectivamente 1,62, 0,73
e 0,72 ng m-3; iv) Cidade Universitária da USP (São Paulo, SP) - Os HPA que apresentaram
maiores concentrações médias foram o benzo[b]fluoranteno (BbF), criseno (CRI) e o
benzo[g,h,i]perileno, com os valores de, respectivamente, 0,93, 0,50 e 0,49 ng m-3. Os
resultados foram avaliados em termos de perfil das concentrações, prováveis fontes de
emissões e, em alguns casos, por comparação com análises anteriores. / Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are ubiquitous pollutants that are emitted
from several natural or anthropic sources and may be present in the atmosphere, hydrosphere
and lithosphere. They usually originate during the incomplete combustion of petroleum and its
derivatives, mineral coal, biomass and other organic materials. They are mainly transported in
the atmosphere, being present either in the vapor phase or adsorbed in particulate material. In
urban centers, emission is mainly associated with diesel- and gasoline-powered motor vehicles.
Since PAH and derivatives, e.g. nitro-PAH and oxy-PAH, are carcinogenic and/or mutagenic
agents, to study the effect of their presence in the atmosphere and in other environmental
matrices on the biological activity and reactivity are of key relevance. In this study, the
atmospheric concentrations of the 16 PAHs that are considered priority pollutants by the U.S.
Environmental Protection Agency were evaluated in samples of atmospheric particulate
material (APM), using gas chromatography / mass spectrometry with selected-ion monitoring
mode (GC-MS/SIM). APM samples were collected in high-volume air samplers (Hi-vol) and
then extracted under sonication with a solution of acetonitrile and dichloromethane (3:1) as a
solvent. Extracts were pre-concentrated (10/1) and analyzed by GC-MS/SIM. In order to assure
an adequate separation of the 16 PAHs, in the shortest analysis time, a multivariate design was
used to set the conditions of the oven temperature program (column warming). The
optimization process was carried out using factorial fractional design and Box-Behnken design.
The following factors were evaluated: initial temperature (ºC), temperature rate N°1 (ºC.min-1),
intermediate temperature (ºC), temperature rate N°2 (ºC.min-1) and final temperature (ºC). The
optimized conditions for the separation of the 16 PAH were set at: 70 ºC (2 min) → 200 ºC (30
ºC/min, 5 min) → 300 ºC (5 ºC/min, 1.67 min). Total analysis time, with an adequate
separation of the 16 analytes was 33 minutes. Validation of GC-MS in the SIM mode rendered
satisfactory results for repeatability of detector response, repeatability of retention time, and
linearity of calibration curves. Detection limits were established between 0.13 and 0.34 ng mL-
1 (area) and 0.18 and 0.72 ng mL-1 (peak height). Environmental samples of PMA were
collected at four different locations, with the following results: i) Lapa Bus Station (Salvador,
BA) - The PAH with the highest concentrations were crysene (CRY), pyrene (PYR) and
benzo[b]fluoranthene (BbF), with mean concentrations of 2.62, 1.32, and 1.30 ng m-3,
respectively, suggesting a profile compatible with diesel vehicle emissions; ii) Port of Aratu
(Candeias, BA) – The PAH with the highest concentrations were benzo[b]fluoranthene (BbF),
benzo[g,h,i]perylene (BgP) and indeno[1,2,3-c,d]pyrene (IND), with mean concentrations of
2.53, 1.22, and 1.12 ng m-3 (TSP) and 1.74, 0.82 e 0.73 (PM10), respectively; iii) Ilha de Maré,
(Salvador, BA) – The PAH with the highest concentrations were benzo[b]fluoranthene (BbF),
benzo[k]fluoranthene (BkF) and benzo[g,h,i]perylene (BgP), with mean concentrations of 1.62,
0.73 e 0.72 ng m-3, respectively; iv) University of São Paulo (São Paulo, SP) - The PAH with
the highest mean concentrations were benzo[b]fluoranthene (BbF), chrysene (CRI) and
benzo[g,h,i]perylene (BgP) with values of 0.93, 0.50 and 0.49 ng m-3, respectively. The results
were evaluated with respect to concentration profile, probable emission sources and in some
cases, were compared to prior analyses.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/20282 |
| Date | 09 February 2007 |
| Creators | Lopes, Wilson Araújo |
| Contributors | Andrade, Jailson Bittencourt de, Pinto, Ângelo Cunha, Viertles, Hans, Pereira, Pedro Afonso de Paula, Ferreira, Sérgio Luis Costa |
| Publisher | Instituto de Química, Programa de Pós Graduação em Química, IQ, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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