Elaborado por: Luiz Augusto dos Santos Madureira Colaborador: Marina Pereira Coelho, graduanda em química. Bolsista IC.

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1 Elaborado por: Luiz Augusto dos Santos Madureira Colaborador: Marina Pereira Coelho, graduanda em química. Bolsista IC. 1 Hidrocarbonetos em amostras de água e sedimentos 1.1 Objetivos Avaliar e determinar a presença dos hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH, do inglês Total Petroleum Hydrocarbons) em amostras de água, com coletas semestrais, e nos sedimentos, em amostragens anuais, no escopo do projeto de monitoramento da REBIO Arvoredo. Avaliar e determinar a presença de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA, do inglês hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e coprostanol em amostras de sedimentos coletados anualmente, durante as campanhas de verão. 2 Água e Sedimentos 2.1 Organização Pré-operacional Em laboratório foi preparado o material para embarque e coleta das amostras de água e sedimentos. O procedimento de preparo seguiu os protocolos descritos nos Anexos 3 e 13 (Protocolos de Coleta PP0V Petrobras). Tanto os frascos de boca larga para coleta das amostras de sedimentos, quanto os frascos de garrafa de um litro âmbar foram inicialmente lavados com detergente, água ultrapura e solventes grau ultrapuro. As tampas foram revestidas com folhas de papel alumínio previamente calcinadas no laboratório. 2.2 Avaliação Geral das Campanhas de Verão e Inverno Os trabalhos nas campanhas de verão e inverno foram facilitados pelos ajustes realizados durante a Campanha Piloto. Essa campanha também foi importante para treinar os estagiários que auxiliaram nas coletas e, principalmente, para que ficassem atentos a possíveis contaminações que podem acontecer a bordo. As coletas foram realizadas em duas etapas, a coleta de verão foi realizada em Fevereiro/2015, durante a qual foram coletadas amostras de água e sedimento. A coleta de inverno foi realizada em Julho/2015, durante a qual foram coletadas somente amostras de água. 2.3 Amostragem e Conservação das amostras Para a determinação dos hidrocarbonetos nas amostras de água do mar, foi coletado em cada estação 1 litro de água durante as campanhas de verão e inverno de 2015 (Figura 1). As coordenadas de cada estação estão indicadas na Tabela 1. Nessas amostras foram avaliadas a distribuição dos hidrocarbonetos saturados e calculados os valores de TPH.

2 Figura 1: Detalhe da coleta de água com garrafa de vidro, presa em um peso, para a determinação de TPH. Foto: Acervo Projeto Maare. As amostras de sedimentos foram coletadas próximas aos mesmos locais das amostras de água com o auxílio de um amostrador do tipo van Veen (Figura 2). Após a coleta, as amostras foram colocadas em frascos de vidro devidamente etiquetados e acondicionados em caixa térmica com gelo até a chegada ao laboratório de geoquímica da UFSC. No laboratório foram mantidas em freezer até o início da extração. Cerca de 5 g de sedimento liofilizado foi pesado e extraído apropriadamente com uma mistura de solventes. Em seguida o extrato orgânico total foi submetido a um fracionamento em coluna de vidro para a separação das frações que contêm os hidrocarbonetos saturados, HPA e coprostanol. As frações foram analisadas por cromatografia a gás com os detectores por ionização de chama e espectrometria de massas. Figura 2: Detalhe da coleta de sedimento com amostrador do tipo van Veen para a determinação de hidrocarbonetos e coprostanol. Foto: Acervo Projeto Maare. Tabela 1 Estações das amostras de água e sedimentos coletadas durante as campanhas de verão e inverno de 2014 e 2015 ESTAÇÃO LATITUDE(S) LONGITUDE (W)

3 02 27 o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o Determinação de hidrocarbonetos nas amostras de água As amostras de água (e o branco) foram extraídas conforme o procedimento descrito no protocolo analítico baseado nas normativas da EPA (. A técnica usada foi a extração líquidolíquido (LLE). A amostra foi transferida para um funil de separação de 1 L até que a sua temperatura ficasse a temperatura ambiente. O padrão externo C 30d foi adicionado para que fosse possível avaliar a eficiência da extração. Após a extração com hexano (3 x 30 ml), secagem com Na 2SO 4 anidro e fortificação com os padrões analíticos deuterados, as amostras foram injetadas no cromatógrafo a gás com detector por ionização em chama (GC-FID). Para a realização das curvas de calibração foram usados os padrões de hidrocarbonetos, na faixa de C 8 até C 40 e o padrão interno deuterado (C 16d). Os valores de HTP (hidrocarbonetos totais de petróleo) estão sendo calculados para todas as amostras 2.5 Determinação de hidrocarbonetos nas amostras de sedimentos Após a liofilização e tratamento com cobre ativado, alíquotas das amostras de sedimentos foram extraídas com a mistura de diclorometano : hexano (1:1, v/v) em ultrassom, concentradas com o rotaevaporador e secas sob leve fluxo de nitrogênio. A etapa de extração foi realizada com três repetições. Os padrões internos foram adicionados aos frascos e, em seguida, as amostras foram ressolubilizadas em hexano, até cerca de 2 ml. O extrato foi transferido para uma coluna de vidro (30 cm x 13 cm) empacotada com 10 g de sílica 2% desativada (m/m) e 1 g de alumina 5% desativada (m/m), sobre lã de vidro previamente calcinada. Antes da eluição, a coluna foi empacotada com a sílica e utilizou-se hexano como solvente para evitar a formação de bolhas ou rachaduras (Figura 3). As frações foram separadas e estão sendo analisadas por cromatografia a gás com os detectores por ionização em chama (fração dos hidrocarbonetos lineares) e espectrômetro de massas (fração dos hidrocarbonetos aromáticos e esteróis, após a derivação).

4 Figura 3: Detalhe das colunas de vidro, com sílica e alumina, para o fracionamento do extrato total e obtenção das frações dos hidrocarbonetos e coprostanol. Foto: Acervo Projeto Maare. 3 Resultados obtidos Na maioria das amostras de água o perfil de distribuição observado para os hidrocarbonetos é característico de ambientes não contaminados com derivados de petróleo. Resultado este semelhante ao encontrado nas coletas de Entretanto, em algumas estações próximas à foz do rio de Tijucas e também na parte norte da Ilha de Santa Catarina, estação E2, fora da área da reserva, foi possível observar uma distribuição sem predomínio dos hidrocarbonetos ímpares em relação aos pares e uma pequena elevação da linha de base nos cromatogramas, semelhante aos perfis encontrados para os hidrocarbonetos derivados de petróleo (Figura 4). É possível que seja uma contaminação oriunda das águas do rio que se dispersam na região próxima à costa. Embora este perfil tenha sido observado em alguns locais, os valores calculados de HTP em todas as estações variaram de 0,03 a 3,24 mg L -1, abaixo do valor considerado como alerta para contaminação petrogênica. C 27 C 29 C 21 Tr (min) Figura 4 Cromatograma com a separação dos hidrocarbonetos saturados na faixa de n-c 20 até n-c 33 extraídos de uma amostra de água coletada próxima à Ilha de Santa Catarina, estação E2 (27º S, 48º W). TPH = 82,1 mg L -1. Campanha de verão de 2015.

5 A avaliação da distribuição dos hidrocarbonetos saturados nas amostras de sedimentos coletadas no verão de 2015 revelou que para a maioria das estações os perfis observados mantiveram-se semelhantes aos encontrados em ambientes com baixo nível de contaminação. Ressalta-se que em alguns locais próximos à foz do rio Tijucas foram observados perfis característicos de ambientes com contaminação recente de derivados de petróleo, com hidrocarbonetos saturados bem definidos, pouco degradados (Figura 5). Entretanto, o somatório das concentrações dos hidrocarbonetos saturados em todas as estações foi inferior a 50,0 mg kg -1, abaixo dos valores encontrados em locais onde se sobrepõe a contaminação petrogênica (Readman et al., 2002). Esses resultados estão de acordo com os valores calculados de TPH para as amostras de sedimentos, que variaram de 1,5 a 49,6 mg kg -1 e que sugerem pouca evidência de contaminação petrogênica na região. É importante ressaltar que a amostra com o maior valor de TPH (49,6 mg kg -1 ), estação E4, se encontra afastada da foz rio Tijucas, próximo à Ilha de Santa Catairna, fora da área da Reserva do Arvoredo. C 29 C 31 C 25 Tr (min) Figura 5 - Cromatograma parcial com a separação dos hidrocarbonetos saturados na faixa de n-c 20 até n-c 36 extraídos da amostra de sedimento coletada na isóbata de 10 m, estação E12 (27º S, 48º W). TPH = 26,9 mg kg -1. Campanha de verão de Nas amostras de sedimentos foram encontrados alguns HPA, com destaque para o fenantreno, fluoranteno e pireno. As concentrações para esses três compostos variaram entre 2 e 38 ng g -1 ; 1 e 11 ng g -1 e 1 e 10 ng g -1, respectivamente. Em algumas estações não foram encontrados valores para esses três compostos e nem para nenhum outro HPA acima do limite de quantificação do método (1,00 ng g -1 ). Os valores determinados para os três HPA são inferiores aos estipulados pelo Guia de Qualidade do Sedimento do NOAA (> 86,7 ng de fenantreno por grama de sedimento seco) como sendo a concentração limite dos poliaromáticos, abaixo da qual não se observa reações de toxicidade para a biota bêntica. 4. Recomendações para Monitoramento e Gestão da ReBio Arvoredo a) manter as análises dos hidrocarbonetos nas amostras de água. b) fazer coletas de sedimentos para determinar TPH, HPA, coprostanol, mas também os biomarcadores de petróleo, tais como as séries dos hopanos e esteranos.

6 5. Referências EPA 8270C Semivolatile organic compounds by gas. cromatography/mass spectrometry (CG/MS). In CD: Test method for evaluation solid waste physical/chemical methods. Laboratory manual. Vol. I-B. Environmental Protection Agency READMAN, J. et al. Petroleum and PAH contamination of the Black Sea. Marine Pollution Bulletin, v. 44, n. 1, p , jan. 2002

7 5. Referências EPA 8270C Semivolatile organic compounds by gas. cromatography/mass spectrometry (CG/MS). In CD: Test method for evaluation solid waste physical/chemical methods. Laboratory manual. Vol. I-B. Environmental Protection Agency MILLE, G. et al. Hydrocarbons in coastal sediments from the Mediterranean sea (Gulf of Fos area, France). Marine pollution bulletin, v. 54, n. 5, p , maio READMAN, J.. et al. Petroleum and PAH contamination of the Black Sea. Marine Pollution Bulletin, v. 44, n. 1, p , jan