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 2001 1 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-408 - 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).
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.
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-17 + 1,95% 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. 9.10 Funis de separação em vidro borossilicato com capacidade para 250 ml e 500 ml com tampa e torneira de vidro esmerilhado ou PTFE (Politetrafluoroetileno). 9.11 Provetas graduadas de diversos volumes. 9.12 Pipetas volumétricas e graduadas de diversos volumes. 9.13 Balão concentrador em vidro borossilicato, equipado com tubo graduado de 5 ml, adaptável ao evaporador rotativo. (figura 1). 9.14 Balões volumétricos de diversos volumes. 9.15 Béquer em vidro borossilicato em vários volumes. 9.16 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)
10.2 Solução de ácido sulfúrico 1+1 - Adicionar lentamente com agitação e refrigeração 50 ml de ácido sulfúrico concentrado (H 2 SO 4 ) p.a. a 50 ml de água destilada. 10.3 Cloreto de sódio (NaCl) p.a. Levar à mufla a 550 ºC por 12 horas. Armazenar em frascos fechados. 10.4 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. 10.5 Hidróxido de potássio, KOH, p.a. 10.6 Hexano, (C 6 H 14 ) para análise de resíduo. 10.7 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. 10.8 Éter etílico (CH 3 CH 2 ) 2 O, p.a., destilado. 10.9 Tolueno (C 7 H 8 ), para análise de resíduos. 10.10 Acetona (C 3 H 6 O), para análise de resíduos. 10.11 Metanol (CH 3 OH), para análise de resíduos. 10.12 Água destilada e desmineralizada. 10.13 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.
10.14 Padrões Analíticos dos Ácidos 10.15 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. 10.16 Lã de vidro silanizada (lavada com ácido). 10.17 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. 10.18 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. 11.1.1 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. 11.1.2 Solução intermediária I 1 µg/ml Diluir 1 ml da solução padrão a 10 ml em acetona. 11.1.3 Solução intermediária II 0,1 µg/ml Diluir 1 ml da solução intermediária I a 10 ml com acetona. 11.1.4 Solução de trabalho 0,005 µg/ml Diluir 1 ml da solução intermediária II a 20 ml com tolueno.
11.1.5 Pipetar 5 ml da solução 11.1.4 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. 11.1.6 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. 11.1.7 Retirar, com auxílio de uma pipeta, a fase aquosa e desprezar. Guardar a fase orgânica em tubo de vidro bem fechado sob refrigeração. 11.2 Análise das amostras Nota: Utilizar 100 ml de água destilada e seguir as etapas de 11.2.1 a 11.2.9 que será utilizada como branco. 11.2.1 Homogeneizar a amostra. Filtrar e transferir 100 ml do filtrado para funil de separação de 500 ml. 11.2.2 Adicionar 1 g de hidróxido de potássio (10.5) à amostra, tampar e agitar por 2 minutos. 11.2.3 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. 11.2.4 Adicionar ao funil contendo a solução alcalina: 4 ml de solução 1+1 de ácido sulfúrico (10.2), 30-45 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. 11.2.5 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) 11.2.6 Concentrar até cerca de 3 ml. Adicionar 1 ml de tolueno e continuar a concentração até que todo o éter se evapore. 11.2.7 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. 11.2.8 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. 11.2.9 Retirar, com auxílio de uma pipeta, a fase aquosa e desprezar. Guardar a fase orgânica em tubo de vidro bem fechado sob refrigeração.
11.3 Injeção 11.3.1 Injetar os 3 L do branco, padrão e amostra no cromatógrafo. 11.3.2 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. 11.3.3 Se houver pico coincidente da amostra com o padrão injetar em outra coluna de confirmação. 11.3.4 Se necessário diluir o extrato com hexano para que a altura do pico da amostra se assemelhe em altura ao pico do padrão. 11.3.5 Se houver interferentes, realizar "clean-up" de acordo com o item 12. 12 "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. 12.2 Transferir 1 ml do extrato orgânico para coluna. 12.3 Eluir com 4 ml de tolueno. 12.4 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.
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. 14.2 Method EPA 8151
A N E X O Balão de evaporação acoplado ao tubo concentrador