Implementação e validação de métodos de ensaio para a monitorização de compostos orgânicos em águas usando amostradores passivos

Tese de mestrado em Química Tecnológica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2018A amostragem pontual (amostragem tradicional com frascos) limita-se apenas a captar informações momentâneas sobre a qualidade do ambiente aquático. Este tipo de amostragem não tem em consideração a dinâmica dos processos ambientais, uma vez que as condições do meio aquático podem ser modificadas num curto intervalo de tempo, causadas por exemplo, por precipitação abundante ou descargas industriais. Desta forma, a análise da água fica comprometida com este tipo de amostragem, sendo necessário um maior número de recolhas de amostras, o que tornaria todo o processo de amostragem mais demorado, trabalhoso e dispendioso. Os amostradores passivos permitem captar, de uma forma integrativa, os analitos na fase adsorvente, detetar e determinar a concentração média de contaminantes durante o período de amostragem, reduzindo os custos pelo facto de um único dispositivo conseguir recolher informações sobre a presença de compostos orgânicos numa grande área, durante esse período. Este trabalhou resultou de um protocolo de colaboração estabelecido entre a EPAL – Empresa Portuguesa das Águas Livres, S.A. e a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, com o objetivo de desenvolver um método que permitisse a recuperação eficaz de um grupo de poluentes, os HAP – Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos, após adsorção nos amostradores passivos. A primeira parte do trabalho consistiu na otimização de um processo de extração pelo sistema de ultrassons, após adsorção de uma mistura de HAP num nível de concentração conhecido, para os amostradores passivos em estudo: SPMD, POCIS - Pesticidas e POCIS –Fármacos. A condição ótima de extração dos HAP pelo sistema de ultrassons para o amostrador SPMD foi obtida em modo fracionado, durante 1h 30 min (30 min + 30 min + 30 min), com ciclohexano. Posteriormente, os amostradores passivos foram colocados num reservatório de água de consumo durante dois períodos distintos - 10 dias e 6 meses. Após adsorção e submissão a processo de extração adequado, efetuou-se a análise do extrato por HPLC-DAD-FLD para a monitorização de HAP, e a análise por GC-MS em modo Full scan para pesquisa de outros compostos orgânicos que tenham sido adsorvidos pelo amostrador passivo. Relativamente à monitorização de HAP, não foram encontrados vestígios significativos destes compostos no local de amostragem estudado. Quanto a outros compostos orgânicos, constatou-se que os amostradores possuem afinidade para compostos constituintes de massas lubrificantes e compostos formados durante o processo de desinfeção das águas com cloro.Traditional sampling (traditional sampling with flasks) is limited to only getting momentary information on the quality of the aquatic environment. This type of sampling does not take into account the dynamics of environmental processes, since the conditions of the aquatic environment can be modified in a short time, caused for example by abundant precipitation or industrial discharges. Thus, water analysis is compromised with this type of sampling, requiring a greater number of sample collections, which would make the entire sampling process more time-consuming, laborious and expensive. Passive samplers allow the integrative capture of analytes in the adsorbent phase, detect and determine the mean concentration of contaminants during the sampling period, reducing costs because a single device can collect information about the presence of organic compounds in a large area, during that period. This work is the result of a collaboration protocol established between EPAL - Empresa Portuguesa das Águas Livres, S.A. and the Faculty of Sciences of the University of Lisbon, with the goal of developing a method that would allow the effective recovery of a group of pollutants, PAH - Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, after adsorption on passive samplers. The first part of the work consisted in the optimization of an extraction process by ultrasonic system, after adsorption of a mixture of PAHs at a known concentration level, in the passive samplers under study: SPMD, POCIS-Pesticides and POCIS-Drugs, The PAH optimal extraction condition by the ultrasonic system for the SPMD sampler was obtained in fractional extraction mode during 1h 30 min (30 min + 30 min + 30 min) with cyclohexane. Afterwords, the passive samplers were placed in a drinking water reservoir during two distinct periods - 10 days and 6 months. After adsorption and submission to an appropriate extraction process, the extract was analyzed by HPLC-DAD-FLD for monitoring of PAH, and by GC-MS in Full Scan mode to investigate other organic compounds that have been adsorbed by the passive sampler. Concerning the monitoring of PAH, no significant traces of these compounds were found at this sampling site. In the monitoring of others organic compounds, it was found that the samplers have affinity for lubricants constituents and compounds formed during the waters disinfection process