MÉTODO CROMATOGRÁFICO PARA DETERMINAÇÃO DE TOLUENO EM AMOSTRAS CONTAMINADAS POR BTEX

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Analítica

Autores

Rocha, S.M. (UFPI) ; Magalhães, J.L. (UFPI) ; de Moura, C.N.R. (UNIVERSIDADE DO PORTO)

Resumo

Compostos BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno) são hidrocarbonetos aromáticos, presentes em derivados de petróleo, que promovem risco à saúde humana, quando descartados de forma incorreta. Este trabalho consiste no desenvolvimento de um método analítico para determinação de tolueno em amostras contaminadas por BTEX. Para isso, realizou-se o estudo de validação do método de determinação de tolueno por meio de cromatografia gasosa, onde se observou boa seletividade e sensibilidade, com LD e LQ iguais à 0,12 e 0,40 ppm, respectivamente. Além disso, a exatidão do método foi verificada através do ensaio de recuperação, onde se obteve um percentual de recuperação de 119%, confirmando a potencialidade do método proposto para determinação de tolueno em amostras contaminadas por BTEX.

Palavras chaves

Compostos BTEX; Cromatografia gasosa; Determinação de tolueno

Introdução

O crescente desenvolvimento da urbanização, acompanhado pelo crescimento populacional, industrial, científico e tecnológico, promoveu avanços na sociedade relacionados a setores como, por exemplo, saúde, economia, meios de transportes, dentre outros. Porém, aliado a isso surgiram problemas associados à poluição que afetam negativamente o meio ambiente. Dentre as fontes de poluição ambiental, destacam-se os compostos aromáticos da classe dos BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno) que são constituintes da gasolina e que podem contaminar águas e solo por meio de vazamentos de petróleo e derivados em automóveis ou descarte inadequado de efluentes industriais (LIU et al., 2018). No organismo humano, os compostos BTEX possuem alta toxicidade, podendo afetar o sistema nervoso central, provocar irritações na pele ou olhos, sonolência, fadiga, tontura, náuseas, além de promover o surgimento de diversos tipos de cânceres (DEHGHANI et al., 2018). Dessa forma, a resolução nº 396 do CONAMA determina que as concentrações na água, para consumo humano, não devem ser superiores à 5, 170, 200 e 300 μg L-1 para benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos, respectivamente. Esse contexto revela a necessidade de monitoramento da quantidade de BTEX em amostras de água e solo. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo propor um método de determinação de tolueno em amostras contaminadas com BTEX por Cromatografia Gasosa.

Material e métodos

Para realização deste trabalho, foram adotadas as seguintes condições operacionais: coluna (60 m x 0,25 mm x 0,25 μm, fase estacionária dimetilpolissiloxano + 5% de fenol), gás de arraste (H2, 12 bar), injeção (Split, 1 μL, 250 °C), programação da temperatura (40 °C (3 min), 3 °C/min até 110 °C, 30 °C/min até 250 °C (2 min)), detector (Detector por ionização em chama, 250 °C). A curva de calibração foi obtida pelo método de adição de padrão interno. Para isso, foram preparadas seis soluções padrões de tolueno em metanol de concentrações 50, 100, 150, 200, 250, e 300 ppm, na qual foi adicionado, à cada solução padrão, 175 ppm de clorobenzeno. Feito isto, um volume fixo de 1 μL de cada solução padrão foi injetada separadamente no cromatógrafo. O Limite de detecção do método (LD) foi determinado através da equação [(S/N)/3 = C/LD], em que “S/N” expressa a razão entre amplitude do sinal analítico e desvio padrão da amplitude do ruído e “C” é a concentração da solução padrão analisada, enquanto o limite de quantificação (LQ) foi determinado através da equação LQ = 3,3LD. Para avaliação da exatidão do método, realizou-se ensaios de recuperação. O coeficiente de recuperação foi determinado através da equação Recuperação (%) = [((C.amostra fortificada) - (C. amostra não fortificada)) 100]/C.adicionada. Para análise da amostra real, a 1,0 g de solo foram adicionadas 10,00 mL de metanol e clorobenzeno de concentração final 175 ppm. Essa mistura foi sonicada, em recipiente fechado, e temperatura de ambiente por 15 minutos. Após a decantação da fase sólida, o sobrenadante foi filtrado em filtro de porosidade 0,40 μm e, então, analisado por cromatografia gasosa.

Resultado e discussão

O cromatograma característico de uma solução de BTEX (Figura 1) promoveu o surgimento de 4 picos em tempos de retenção de 5,40, 8,14, 11,42 e 12,70 min para o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno, respectivamente. Para determinação de tolueno em amostras de BTEX, foi obtida a curva de calibração pelo método do padrão interno (Figura 2) que apresentou um coeficiente de correlação linear fortíssimo entre os dados (R2 = 0,99998), descrita pela equação (Razão das áreas = 1,145 Razão das concentrações – 0,01). A avaliação da precisão do método classificou-o como preciso, já que se obteve análises com coeficiente de variação correspondente a 0,32%, indicando a obtenção de valores reprodutíveis. A exatidão foi avaliada através de ensaios de recuperação, em que se obteve o coeficiente de recuperação de 119%, que está dentro da faixa estabelecida como aceitável (70% ≤ recuperação (%) ≤ 120%) (ABREU; MATTA; MONTAGNER, 2008). A sensibilidade do método proposto foi avaliada pela determinação de um limite de detecção (LD) de 0,12 ppm e limite de quantificação (LQ) de 0,40 ppm, tornando o método proposto promissor para determinação de tolueno em amostras contaminadas por compostos BTEX. O método também foi aplicado para análise de amostra real, onde se pode determinar o teor de 117 ppm de tolueno em amostra de solo contaminada por gasolina, o que gera a necessidade de monitoramento.

Cromatograma gasoso obtido para solução de BTEX

Conclusões

Este trabalho consiste no desenvolvimento de um método cromatográfico para determinação de tolueno em amostras contaminadas por BTEX. O método apresentado possui boa seletividade, precisão, faixa linear de trabalho com R2 = 0,99998, descrito pela equação (Razão das áreas = 1,415 Razão das concentrações – 0,01). Os valores de LD e LQ de 0,12 e 0,40 ppm, respectivamente, apresentam a sensilibidade, enquanto a exatidão foi avaliada por ensaios de recuperação, obtendo-se recuperação de 119%, mostrando o método proposto como promissor para determinação de tolueno em amostras contaminadas por BTEX.

Agradecimentos

Ao Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (Porto, Portugal) pelos meios disponibilizados para realização deste trabalho.

Referências

ABREU, A. B. G.; MATTA, M. H. R.; MONTAGNER E. Desenvolvimento e validação de método de análise de glifosfato em grãos de soja. Química Nova, v. 31, n. 1, p. 5-9, 2008.
Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA): Resolução nº: 396, 2008.
DEHGHANI, M. et al. Characteristics and health effects of BTEX in a hot spot for a human pollution. Ecotoxicology and Environmental Safety, v. 155, p. 133-143, 2018.
LIU, A. et al. Understanding benzene series (BTEX) pollutant load characteristics in the urban environment. Science of the Total Environment, v. 619, p. 938-945, 2018.