ÁREA
Química Analítica
Autores
Rodrigues, L.S. (PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO)
RESUMO
Este trabalho tem como objetivo verificar as correlações existentes entre elementos presentes em marcas de cigarros. Para isto, determinou-se as concentrações de 12 elementos (As, Ba, B, Cd, Co, Cu, Fe, Mn,Hg, Ni, Sr e Zn) utilizando técnicas espectrométricas, em 10 marcas de cigarros obtidas em tabacarias locais. Utilizou-se o teste de correlção de Pearson para verificar as relações entre os elementos. Em seguida comparou-se os resultados obtidos com uma revisão da literatura a respeito do estado químico mais abundante destes elementos na planta do tabaco, com o intuito de verificar se as relações entre os elementos seguia alguma lógica. Por fim utilizou-se a Análise de Agrupamentos Hierárquicos (AAH). Os resultados mostraram similaridades entre Ba e Sr, Fe e Zn com Sr e Co.
Palavras Chaves
Correlação entre elemento; Análise Multielementar ; Cigarros
Introdução
De acordo com a Organização Mundial da Saúde, o consumo global de cigarros aumentou ao longo dos anos, de 3.261.565 milhões em 1970 para 5.710.889 milhões em 2000 (GUINDON e BOISCLAIR,2003). O impacto na saúde causado pelo tabagismo não é restrito apenas aos fumantes ativos, ou seja, aqueles que fazem uso de tabaco ou produtos afins, mas também aos chamados fumantes passivos, que são pessoas que não usam tabaco, mas estão, frequentemente, expostos à fumaça do cigarro. Os danos à saúde causados pelo tabagismo, tanto no fumante ativo quanto no passivo, envolvem principalmente eventos no trato respiratório, como asma e rinite (BAENA-CAGNANI et al. 2009) e câncer de pulmão (STAVRIDES 2006; BAE et al. 2007; PAVLOVSKA et al. 2008). A planta do tabaco, Nicotiana tabacum, é conhecida por absorver facilmente os oligoelementos do solo e acumulá-los em suas folhas em concentrações excepcionalmente altas. Alguns desses oligoelementos são tóxicos para os seres humanos, mesmo em níveis muito baixos de ingestão. A fumaça dos cigarros acaba transportando boa parte desses oligoelementos para o corpo, os armazenando dentro dos pulmões, sendo que a fração de um determinado metal que é transferida para a fase de fumaça varia substancialmente, dependendo da volatilidade e de outras propriedades do elemento. A necessidade de se desenvolver novos métodos para a interpretação das correlações existentes entre os elementos presentes nos cigarros motiva a existência desse trabalho. Deste modo, determinou-se doze elementos em variadas marcas de cigarros comercializadas no país, a partir de análises espectrométricas, e aplicou-se o teste de correlação linear de Pearson e Análise de Agrupamentos Hierárquicos para interpretação das possíveis correlações.
Material e métodos
As amostras de cigarros foram obtidas em tabacarias locais. Na determinação de Hg foram pesados, em tubos de 50 mL , cerca de 0,5 g das amostras das marcas de cigarros analisadas, cada marca com 10 réplicas, e adicionou-se 10 mL de solução sulfonítrica (0,1% m /m de V2O5 em mistura de HNO3 e H2SO4 1:1) para a dissolução. Posteriormente, as amostras foram aquecidas a 90 °C, em bloco digestor por 1 hora e 30 minutos. Após resfriamento, as amostras foram centrifugadas por 3 minutos, a 3300 rpm, e o sobrenadante foi separado em um segundo tubo de 50 mL. Ao resíduo, foi acrescentado 10 mL de água ultrapura , homogeneizando a mistura e levando novamente a centrifugação. Ao término desta etapa, o sobrenadante presente nesse tubo foi adicionado ao extrato previamente separado do primeiro tubo utilizado, e, à solução resultante, foi pipetado um excesso de solução de KMnO4 5% m/v até a manutenção da sua forma oxidada, indicada pela coloração violeta na solução final. Todas as bateladas de preparo das amostras foram acompanhadas por uma medição de material NIST-SRM 1573a e dois brancos de preparo. No momento da determinação do elemento, adicionou-se volume suficiente da solução de N2OH.HCl 10 % m/v para a redução do íon mercuroso. Posteriormente a solução resultante foi avolumada para 50 mL e encaminhada para o o equipamento contendo 2 mL de solução de SnCl2. A mistura resultante foi encaminhada para o CV-AAS. Para a determinação dos outros 11 elementos calcinou-se 1 g da amostra em uma mufla, a 550 °C durante 6 h. Em seguida solubilizou-se as cinzas com 2 mL de ácido nítrico concentrado e armazenado em um tubo de 25 mL. A seguir avolumou-se o tubo para 25 mL, sendo centrifugado por 5 min, a 3300 rpm. Por fim, retirou-se uma alíquota de 10 mL do sobrenadante.
Resultado e discussão
Primeiramente, calculou-se o coeficiente de correlação de Pearson utilizando o
software Statistica. Os resultados desta análise apresentaram valores de r ≥
0,40, indicando uma correlação moderada entre os elementos. Com isto, verifica-
se a existência de correlação linear entre o Sr com Ba, B, Fe e Zn. Também foi
verificada a correlação do Mn com Cd e do Fe com o Ba. Esses resultados podem
ser visualizadas graficamente pelas Figuras 1, onde percebe-se que os pontos se
agrupam formando uma reta, indicando uma possível correlação linear positiva.
Para interpretar corretamente os resultados obtidos para o teste de correlação
de Pearson faz-se necessário uma revisão bibliográfica sobre o comportamento
químico desses elementos nas folhas do tabaco. O Boro, é um elemento essencial
para o funcionamento do metabolismo das plantas, estando presente nas folhas do
tabaco majoritariamente na forma de borato (B4O5(OH)4) e minoritariamente na
forma de ácido bórico (H3BO3), sendo adicionado na planta durante o processo de
cultivo Por se apresentar no estado de oxidação B3+ (TALHOUT, 2015), possuindo a
distribuição eletrônica similar ao cerne de [He], quimicamente este elemento não
apresenta semelhança com os demais contradizendo, portanto, o teste de
correlação. A partir destas análises prévias foi possível interpretar os
resultados obtidos para a AAH. A Figura 2 mostra o diagrama de árvore obtido
para esta análise. quando se considera as observações obtidas através dos testes
de correlação.Tem-se a existência de 7 grupos, representados pelo retângulo
maior.
Gráficos com os valores de correlações lineares de \r\nPearson entre os elementos
Clusteres formados, a partir do método de Ward, \r\nentre os elementos estudados
Conclusões
A patir das informações obtidas com os valores de correlação de Pearson e da análise dos perfis químicos de cada elemento, a metodologia adotada conseguiu detectar a existência da formação de um agrupamento entre o Sr e Ba, sendo que o Sr, por sua vez também forma um grupo com o Fe e com o Zn. O agrupamento entre B e Co na realidade inexiste. Suspeita-se que a baixa concentração de Co presente nos cigarros contribuiu para que o software detectasse a formação deste grupo inexistente. Por fim tem-se que o Mn forma um agrupamento com o Cd, e um pequeno agrupamento com Co e o Fe.
Agradecimentos
Os autores agradecem a CAPES e CNPq pelo formento e a PUC-Rio, por ceder o espaço e os equipamentos para a execução deste trabalho
Referências
GUINDON, G. E., & BOISCLAIR, D. (2003). Past, current and future trends in tobacco use. HNP Discussion Paper, Economics of Tobacco Control Paper no. 6, Tobacco Free Initiative, World Health Organization.
BAENA-CAGNANI. et al . Impact of environmental tobacco smoke and active tobacco smoking on the development and outcomes of asthma and rhinitis. Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology, 9,136–140, 2009.
BAE, J. M. et al.. Cigarette smoking and risk of lung cancer in Korean men: The Seoul male câncer cohort study. Journal of Korean Medical Science, 2007, p. 508–512.
STAVRIDES, J. C. Lung carcinogenesis: Pivotal role of metals in tobacco smoke. Free Radical Biology & Medicine, n° 41, p.1017–1030, 2006.
PAVLOVSKA, I. et al (2008). Lung cancer and the smoking habit—Case control study. Prilozi, n°29(2), p. 269–280.
