MF-0484.R-0 - MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DE HERBICIDAS FENOXIÁCIDOS

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1 MF-0484.R-0 - MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DE HERBICIDAS FENOXIÁCIDOS Notas: Aprovado pela Deliberação CECA n.3.969, de 16 de janeiro de 2001 Publicado no DOERJ de 23 de janeiro de OBJETIVO Definir o método para determinação de herbicidas fenoxiácidos, a ser adotado nas atividades de controle de poluição das águas de abastecimento e efluentes líquidos industriais, como parte integrante do SLAP. 2 DOCUMENTO DE REFERÊNCIA MF Método de preservação e acondicionamento de amostras de água, sedimento e organismos aquáticos. 3 PRINCÍPIO DO MÉTODO O método se baseia na identificação e quantificação dos herbicidas fenoxiácidos após derivação por cromatografia gasosa, utilizando detetor de captura de elétrons. A amostra de água é alcalinizada com hidróxido de potássio. A identificação é feita por comparação do tempo de retenção da amostra com o dos padrões nas mesmas condições e pode ser confirmada através de duas ou mais colunas específicas e de polaridades diferentes. A quantificação é efetuada por comparação direta padrão/amostra. 4 RESUMO DA TÉCNICA A amostra, após tratamento preliminar para remoção de interferentes, é esterificada com trifluoreto de boro e extraída com tolueno. O extrato orgânico é injetado no cromatógrafo gasoso. 5 APLICABILIDADE Este método é aplicável na determinação, em águas de abastecimento e efluentes líquidos industriais, dos seguintes herbicidas fenoxiácidos: ácido 2-metil-4-clorofenoxiacético (MCPA); ácido(3,5,6-tricloro-2-pyridinyl) oxyacético (Triclopyr); ácido 2,4-Diclorofenoxiacético (2,4-D); ácido 2,4,5-Triclofenoxiacético (2,4,5-T); ácido 2-(2,4,5-Triclofenoxi) propiônico (2,4,5-TP).

2 6 INTERFERÊNCIAS 6.1 A não utilização de solventes de pureza grau pesticida pode ser fonte de interferências. 6.2 A vidraria dever ser criteriosamente limpa, selada e estocada em local isento de poeira. 6.3 Muitas substâncias orgânicas podem interferir na análise, entretanto, o reagente trifluoreto de boro em metanol (BF 3 -metanol) apresenta a vantagem de reagir especificamente com ácidos carboxílicos. 6.4 Os ácidos orgânicos, principalmente ácidos clorados, fenóis, clorofenóis e ftalatos, causam a maioria das interferências. A hidrólise alcalina e subsequente extração eliminam muitos dos inseticidas clorados. 6.5 Os herbicidas reagem facilmente com substâncias alcalinas, podendo ocorrer perdas se houver contato com o álcali em qualquer etapa que não seja a da hidrólise alcalina. As perdas podem ser minimizadas através da lavagem da vidraria e da lã de vidro com ácido e posterior acidificação do sulfato de sódio. 7 PRECISÃO E EXATIDÃO Na análise de um lote de 10 (dez) amostras, a variação analítica foi de 10%. 8 ALCANCE DO MÉTODO ANALÍTICO 8.1 Sensibilidade do aparelho: 1 µg/l de 2,4 D. 8.2 Limite de detecção do método: 0,2 µg/l de 2,4 D. 8.3 Faixa ótima de trabalho: 1 a 5 µg/l de 2,4 D. Nota: Os valores acima foram obtidos nas seguintes condições de trabalho: Coluna 5% OV-210 Temperatura da coluna 170 º C Temperatura do injetor 220 º C Temperatura do detetor 290 º C Fluxo de N 2 30 ml/min.

3 9 APARELHAGEM E MATERIAL 9.1 Cromatógrafo gasoso equipado com detetor de captura de elétrons, provido de colunas de vidro borossilicato com 180 cm de comprimento e 0,2 cm de diâmetro interno, empacotada com 3% OV-1 ou similar e 1,5% OV ,95% QF-1 ou similar, tendo como suporte sólido terra diatomácea (chromosorb) 100/120 mesh tratada com dimetil dicloro silano. 9.2 Integrador e/ou registrados. 9.3 Micro seringa cromatográfica de 5 L ou 10 L. 9.4 Cilindro de nitrogênio (N 2 ) UP, com regulador de pressão. 9.5 Balança analítica com precisão de 0,1 mg. 9.6 Evaporador rotativo a vácuo. 9.7 Banho-maria com termostato regulável. 9.8 Agitador mecânico. 9.9 Mufla com termostato regulável até 1000ºC Funis de separação em vidro borossilicato com capacidade para 250 ml e 500 ml com tampa e torneira de vidro esmerilhado ou PTFE (Politetrafluoroetileno) Provetas graduadas de diversos volumes Pipetas volumétricas e graduadas de diversos volumes Balão concentrador em vidro borossilicato, equipado com tubo graduado de 5 ml, adaptável ao evaporador rotativo. (figura 1) Balões volumétricos de diversos volumes Béquer em vidro borossilicato em vários volumes Micro coluna de vidro com 130 mm de altura por 8 mm de diâmetro interno com mecha de lã de vidro. 10 REAGENTES E SOLUÇÕES 10.1 Gás de arraste: Nitrogênio ultra-puro ou mistura especial de argônio/metano (95:5)

4 10.2 Solução de ácido sulfúrico Adicionar lentamente com agitação e refrigeração 50 ml de ácido sulfúrico concentrado (H 2 SO 4 ) p.a. a 50 ml de água destilada Cloreto de sódio (NaCl) p.a. Levar à mufla a 550 ºC por 12 horas. Armazenar em frascos fechados Solução de sulfato de sódio a 5%. Pesar 5 g de sulfato de sódio (Na 2 SO 4 ) p.a e diluir a 100 ml com água destilada. Extrair a solução 2 vezes com 20 ml de hexano (10.6) em funil de separação e desprezar a fase orgânica. Guardar a solução extraída Hidróxido de potássio, KOH, p.a Hexano, (C 6 H 14 ) para análise de resíduo Solução de Trifluoreto de Boro a 20% em Metanol (disponível no comércio): Retirar uma alíquota de 10 ml e extrair três vezes com 10 ml de hexano e desprezar a fase orgânica. Guardar a solução extraída, sob refrigeração Éter etílico (CH 3 CH 2 ) 2 O, p.a., destilado Tolueno (C 7 H 8 ), para análise de resíduos Acetona (C 3 H 6 O), para análise de resíduos Metanol (CH 3 OH), para análise de resíduos Água destilada e desmineralizada Recheio para coluna: 3% de metil silicone, 10% fenil substituído (1) sobre suporte sólido WHP 80/100 (4) ou 1,5% de metil silicone; 50% fenil substituído (2) + 1,95% de trifluoropropil metil silicone (3). sobre suporte sólido WHP 80/100 (4) Onde: (1) OV 3 (2) OV - 17 (3) QF - 1 (4) Chromosorb WHP Nota: A melhor resolução dos ésteres metílicos é obtida com a coluna OV - 3.

5 10.14 Padrões Analíticos dos Ácidos Magnésia/sílica gel (Florisil) 60/200 mesh: Levar à mufla a 680 ºC por uma noite, esfriar no dessecador e armazenar em frasco de vidro âmbar com tampa de vidro. Antes de usar, colocar em estufa a 130 ºC por uma noite Lã de vidro silanizada (lavada com ácido) Papel de filtro tipo Whatman nº 40 ou similar com diâmetro de 150 mm. Nota: Lavar o papel deixando-o imerso em hexano e secar no dessecador Sulfato de sódio (Na 2 SO 4 ) anidro p.a Levar à mufla a 400 ºC por 12 horas. Guardar em frascos fechados. Pesar 100g de sulfato de sódio muflado e cobrir com éter etílico. Adicionar 0,1 ml de ácido sulfúrico concentrado e misturar bem. Remover o éter usando filtração a vácuo. Misturar 1 g deste sulfato de sódio com 5 ml de água isenta de orgânicos e medir o ph. Este deve ser menor do que 4. Estocar o restante do sulfato de sódio em um recipiente de vidro, na estufa a 130 ºC. 11 PROCEDIMENTOS 11.1 Preparo das soluções-padrão para herbicidas ácidos Solução padrão estoque (2,4 D) = 0,01 mg/ml. Pesar 1,0 mg do padrão e dissolver em acetona e completar o volume a 100 ml em balão volumétrico Solução intermediária I 1 µg/ml Diluir 1 ml da solução padrão a 10 ml em acetona Solução intermediária II 0,1 µg/ml Diluir 1 ml da solução intermediária I a 10 ml com acetona Solução de trabalho 0,005 µg/ml Diluir 1 ml da solução intermediária II a 20 ml com tolueno.

6 Pipetar 5 ml da solução e transferir para o balão (figura anexa). Adicionar 5 ml da solução de trifluoreto de boro em metanol (10.7), tampar e mergulhar o tubo em banho-maria a 60ºC por 20 minutos. Nota: Manter todo o conteúdo do tubo imerso no banho Após esfriar, remover a tampa, adicionar 10 ml de solução saturada de sulfato de sódio (10.4), agitar vigorosamente por 2 minutos. Deixar as fases separarem Retirar, com auxílio de uma pipeta, a fase aquosa e desprezar. Guardar a fase orgânica em tubo de vidro bem fechado sob refrigeração Análise das amostras Nota: Utilizar 100 ml de água destilada e seguir as etapas de a que será utilizada como branco Homogeneizar a amostra. Filtrar e transferir 100 ml do filtrado para funil de separação de 500 ml Adicionar 1 g de hidróxido de potássio (10.5) à amostra, tampar e agitar por 2 minutos Adicionar 40 ml de éter etílico (10.8), tampar e agitar por 5 minutos. Após a separação das fases, drenar a camada alcalina inferior para outro funil de separação de 500 ml Adicionar ao funil contendo a solução alcalina: 4 ml de solução 1+1 de ácido sulfúrico (10.2), g de cloreto de sódio (10.3) e 100 ml de éter etílico (10.8). Tampar o funil e agitar por 10 minutos em agitador mecânico Após a separação das fases, transferir com pipeta volumétrica uma alíquota de 25 ml (Vi) da fase etérea e passar por sulfato de sódio (10.18) contido em um funil analítico e recolher para um balão (9.13) Concentrar até cerca de 3 ml. Adicionar 1 ml de tolueno e continuar a concentração até que todo o éter se evapore Adicionar 1 ml da solução de trifluoreto de boro em metanol (10.7), tampar e mergulhar o tubo em banho-maria a 60 ºC por 20 minutos. Nota: Manter todo o conteúdo do tubo imerso no banho Após esfriar, remover a tampa, adicionar 4 ml de tolueno (Vf), 10 ml de solução saturada de sulfato de sódio (10.4), e agitar vigorosamente por 2 minutos. Deixar as fases separarem Retirar, com auxílio de uma pipeta, a fase aquosa e desprezar. Guardar a fase orgânica em tubo de vidro bem fechado sob refrigeração.

7 11.3 Injeção Injetar os 3 L do branco, padrão e amostra no cromatógrafo Comparar os cromatogramas obtidos da amostra com o cromatograma do padrão nas mesmas condições de análise. Caso haja algum pico no cromatograma do branco e no mesmo tempo de retenção da amostra e/ou padrão, calcular a altura ou área e descontar nos cálculos finais Se houver pico coincidente da amostra com o padrão injetar em outra coluna de confirmação Se necessário diluir o extrato com hexano para que a altura do pico da amostra se assemelhe em altura ao pico do padrão Se houver interferentes, realizar "clean-up" de acordo com o item "CLEAN-UP" 12.1 Colocar na micro coluna (9.16), florisil até uma altura de 2,5 cm e a mesma altura para sulfato de sódio Transferir 1 ml do extrato orgânico para coluna Eluir com 4 ml de tolueno Coletar em (9.13) e concentrar a 1 ml. Injetar no cromatógrafo. Nota: Repetir este procedimento para branco e padrões. 13 CÁLCULOS Ha Hb C Hp Hb x CPVf Vi x fd Onde: C = Concentração do herbicida na amostra em µg/l. Ha = Altura ou área referente ao pico da amostra. Hp = Altura ou área referente ao pico padrão. Hb = Altura ou área referente ao pico no branco. Cp = Concentração do padrão em µg/l. Vf = Volume final do extrato em ml (5) Vi = Volume inicial da amostra em ml (25). fd = Fator de diluição.

8 14 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 14.1 ANALYSIS FOR RESIDUES OF ACIDIC HERBICIDES - David J. Jensen & Rodald D. Glas - Agricultural Products Department, Dow Chemical - U.S.A., Midland, Michigan Method EPA 8151

9 A N E X O Balão de evaporação acoplado ao tubo concentrador