L ES APPROCHES THÉORIQUES DE LA COORDINATION VERTICALE

Na literatura, o método de extração de microcontaminantes em matrizes ambientais mais comumente usado é a extração em fase sólida (EFS). Buscando o desenvolvimento de um método simples, de fácil execução e de menor custo, foram feitos testes preliminares para a execução do método de extração líquido-líquido com partição em baixa temperatura (ELL- PBT).

Na maioria dos trabalhos em que foi utilizada a técnica ELL-PBT, o solvente extrator que obteve melhores recuperações foi a acetonitrila (GOULART, 2004; VIEIRA et al, 2007, GOULART et al, 2010; MAGALHÃES et al, 2012). Em 2010, Pinho e colaboradores extraíram pesticidas (clorpirifós, cialotrina, cipermetrina e deltametrina) em amostras de mel utilizando a ELL-PBT. No entanto, o melhor solvente extrator foi a misturas de 4,33 : 1 de acetonitrila e acetato de etila. O acetato de etila é um excelente solvente extrator e, por ser menos polar (log Kow = 0,73) que a acetonitrila (log Kow = -0,34), a mistura de ambos é uma

boa opção. Neste trabalho optou-se por não utilizar o acetato de etila por se tratar de amostras de esgoto e, portanto, muito complexas, podendo ser extraídos interferentes dos analitos de interesse e componentes da amostra que poderiam comprometer a corrida cromatográfica.

Foi avaliado previamente o tempo de resfriamento da extração. Foram testados os tempos de 1, 3 e 12 horas no freezer para extração dos analitos na concentração de 12,5 µg/L em 4 mL de amostra e 8 mL de acetonitrila. Os extratos foram derivatizados como descrito no item 4.4 e analisados por CG-EM. Os resultados da porcentagem de recuperação para os três tempos estão apresentados na tabela 5.1.

Tabela 5.1- Porcentagem de recuperação estimada pela razão das áreas para os tempos de 1, 3 e 12 horas de resfriamento. Analito 1 h 3 h 12 h AAS 36,2 32,2 31,9 IBU 33,9 31,4 32,0 PCT 50,1 39,3 39,1 4-OP 42,0 44,8 47,4 CAF 40,9 43,1 32,2 NPX 33,8 29,4 31,6 4-NP 72,5 62,7 64,8 GEN -4,7 30,3 31,5

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Tabela 5.1- Porcentagem de recuperação estimada pela razão das áreas para os tempos de 1, 3 e 12 horas de resfriamento (continuação)

Analito 1 h 3 h 12 h BPA 61,2 55,6 63,3 DCF 72,6 66,7 66,6 E1 62,7 59,7 55,2 E2 61,6 56,3 56,9 EE2 54,2 51,6 50,2

É possível observar que não houve grande diferença na recuperação dos analitos para os três tempos de resfriamento estudado, exceto para a genfibrozila que não foi extraída no tempo de 1 hora. Porém, para esse mesmo tempo, houve dificuldade na extração da fase orgânica cujo volume foi bem menor do que dos outros dois tempos. A partir disso, com o objetivo de obter uma melhor recuperação de todos os analitos, foi decidido utilizar o método de extração múltipla. Foi posto que seriam realizadas três extrações e cada uma delas com tempo de resfriamento de 3 horas.

Foi realizado o planejamento fatorial completo 23 com ponto central para o estudo mais completo de variáveis que poderiam influenciar na extração dos analitos. O volume de amostra de esgoto utilizado foi fixo em 4 mL e contaminado com padrão de todos os analitos obtendo uma concentração de 10 µg/L. A tabela 5.2 apresenta quais varáveis são significativas para cada analito.

Tabela 5.2- Valores dos efeitos e do parâmetro p (α = 0,05) para cada variável estudada no planejamento fatorial completo 23 com quadruplicata no ponto central. Os valores em destaque são os que se mostraram significativos de acordo com o valor de p (p < 0,05).

Analito Média p

V1 (volume de

solvente)

p V2 (força _iônica) p V3 (pH da _amostra) p AAS 2,748 0,0008 0,5394 0,5107 -0,7236 0,3882 1,232 0,1749 IBU 1,085 8E-05 0,1978 0,2864 -0,2077 0,2664 0,08622 0,6206 4-OF 2,842 1E-06 -0,3803 0,0619 0,6306 0,01300 -0,4494 0,0384 CAF 1,013 3E-06 0,2768 0,0123 0,04561 0,5147 0,09025 0,2306 4-NF 4,307 1E-06 -1,915 0,0012 0,1194 0,6363 -0,7902 0,0278 GEN 2,020 8E-06 -0,05535 0,7564 -0,1593 0,3930 -0,2155 0,2654 NPX 1,736 2E-05 0,1860 0,3853 -0,2923 0,2008 -0,2322 0,2910

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Tabela 5.2- Valores dos efeitos e do parâmetro p (α = 0,05) para cada variável estudada no planejamento fatorial completo 23 com quadruplicata no ponto central. Os valores em destaque são os que se mostraram significativos de acordo com o valor de p (p < 0,05) (continuação). Analito Média p V1 (volume de solvente) p V2 (força iônica) p V3 (pH da amostra) p BPA 8,188 1E-06 -0,1185 0,7919 -0,3154 0,4947 -1,131 0,05460 DCF 0,8338 0,0001 -0,2746 0,1077 -0,3680 0,05040 -0,6058 0,01040 E1 1,852 1E-05 -0,09351 0,6148 -0,2073 0,2937 -0,1556 0,4157 E2 1,851 6E-07 -0,1513 0,1301 -0,2035 0,06290 -0,1815 0,08470 E3 0,6540 2E-06 0,01620 0,6947 -0,1451 0,01940 -0,09111 0,07650 EE2 1,362 4E-07 -0,08897 0,1622 -0,2556 0,00790 -0,1950 0,01990

Para que uma extração líquido-líquido seja eficiente a proporção amostra/volume do solvente é um fator de grande importância. Espera-se que quanto maior o volume de solvente extrator usado maior será a quantidade de analito extraído. No entanto, é possível observar pela tabela acima que a variável 1 volume de solvente se mostrou significativa para apenas dois analitos, sendo para a cafeína significativa no nível positivo (maior volume de solvente) e para o 4-nonilfenol no nível negativo (menor volume de solvente).

A força iônica é uma variável interessante de ser estudada uma vez que a presença de sal diminuiria a solubilidade do solvente em água devido o efeito de solvatação das moléculas de água pelos íons de sal. Com isso, os analitos de interesse seriam extraídos com maior eficiência devido a maior disponibilidade de solvente extrator. No entanto, esta variável se mostrou significativa para apenas três analitos, sendo que para dois deles foi significativa no nível negativo (sem adição de sal). Por fim, o pH teve influência para quatro analitos e para todos eles no nível negativo (pH baixo).

Para definir quais seriam as condições ótimas de extração bem como analisar se haveria necessidade de realizar um planejamento mais aprofundado, como uma superfície de resposta, por exemplo, também foi calculada a porcentagem de extração dos analitos em cada ensaio realizado no planejamento. Esse cálculo foi realizado comparando as áreas dos analitos extraídos com as áreas de um padrão na concentração de 400 µg/L considerando o fator de concentração do método de extração de 40 vezes. Um branco de cada ensaio foi feito para que pudesse ser descontado nos valores das áreas antes de realizar o cálculo. A tabela 5.3 mostra

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as porcentagens encontradas. Cabe ressaltar que os valores de índice de recuperação são relativos, pois, não consideraram o efeito da matriz na resposta dos analitos nos extratos de esgoto quando comparados com soluções em solvente. O paracetamol não está representado na tabela abaixo devido ao fato de que o mesmo não obteve resposta cromatográfica quando as análises foram realizadas. Mais tarde, no entanto, foi possível analisá-lo.

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Tabela 5.3- Porcentagem de extração dos analitos em cada ensaio do planejamento fatorial completo 23.

Ensaio/Analito AAS IBU 4OP CAF 4NP GEN NPX BPA DCF E1 E2 EE2 E3

1 83,3 75,0 52,9 46,2 82,4 94,2 56,6 90,8 65,3 97,1 85,9 103,5 90,1 2 100,0 76,0 45,5 69,2 39,3 74,0 58,8 82,8 55,6 84,5 70,8 82,8 79,8 3 43,4 42,3 47,2 61,8 61,9 71,3 39,7 76,4 67,7 80,3 60,5 76,1 60,9 4 59,6 66,1 31,4 82,6 34,1 74,4 51,1 88,2 60,0 80,6 66,8 75,9 70,3 5 100,8 67,1 35,4 69,0 51,1 69,0 45,0 77,5 53,8 85,7 66,9 80,8 71,6 6 111,5 75,0 12,3 81,2 24,2 72,7 48,9 71,5 49,0 79,5 62,0 78,2 71,0 7 97,5 62,2 39,6 58,5 48,1 68,1 42,9 74,1 27,2 74,1 68,5 65,9 55,8 8 114,2 74,8 64,0 74,6 58,3 73,6 45,0 71,8 -8,2 76,8 60,4 69,2 64,1 9 58,3 55,5 40,1 66,8 46,1 67,0 41,8 84,4 43,5 75,6 69,6 75,7 71,2 10 53,4 55,9 40,7 63,9 50,0 64,7 38,7 79,2 25,5 68,1 63,6 75,4 70,6 11 51,1 50,0 35,5 56,8 43,0 63,2 38,2 73,7 42,4 68,4 62,0 72,9 67,2 12 48,6 46,8 43,4 61,5 51,2 63,6 41,3 70,3 42,2 69,3 62,5 72,8 58,7

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Segundo a tabela acima é possível observar que o ensaio 1 obteve maiores recuperações para a maioria dos analitos. Tal ensaio foi realizado com todas as variáveis no nível negativo, ou seja, menor volume de solvente extrator estudado, sem adição de sal e amostra com pH ácido. Este resultado é coerente com a análise da influência das variáveis, que na maioria das vezes, se apresentaram significativas no nível mais baixo. Portanto, não se fez necessário um estudo mais detalhado das variáveis e considerou-se como condições ótimas para o método de múltipla extração líquido-líquido com partição em baixa temperatura em amostras de esgoto: 4 mL de amostra com pH 2, três porções de 3 mL de acetonitrila e sem adição de sal, cujo procedimento está exposto na figura 5.1.

Figura 5.1- Procedimento de preparação de amostra