Determinação do pesticida 2,4-D e produtos de degradação de herbicidas ácidos em águas superficiais e subterrâneas : desenvolvimento, validação e aplicação
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMT |
Texto Completo: | http://ri.ufmt.br/handle/1/2690 |
Resumo: | Mato Grosso is the second Brazilian state that most uses pesticides, due to its high agricultural production, mainly of soybean, corn and cotton crops. The second most used pesticide in the country is 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D). The World Health Organization (WHO) classifies the herbicide 2,4-D as low toxic, being harmful if ingested or inhaled, however, the degradation products of acidic pesticides such as 2,4-dichlorophenol (2,4-DCF), 4-chlorophenol (4-CF), 4-chloro-2-methoxybenzene (2,4-DCA) and 4-chloro-2- methylphenol (4C2MF), from microbial degradation or photolysis, are considered to be highly toxic, and may possibly cause cancer, have a mutagenic effect and affect development. In view of the above, an analytical method was developed, using extraction in solid dispersive phase (D-SPE) and liquid chromatographic coupled to mass spectrometry in sequence to determine and quantify these analytes in surface and ground water samples. Grab sampling was used to monitor the presence of these analytes in waters close to farms with intense agricultural cultivation and which are highly vulnerable to contamination. Two points were selected for surface water sampling and 2 points for samples of the phreatic aquifer, in three micro-basins located in the municipalities of Rondonópolis, Jaciara and Campo Verde and also 7 points for surface water sampling, 2 points for ground water collection and 3 points for samples of the water table in the municipality of Diamantino. For grab samples, the D SPE method was validated, obtaining recoveries between 49 and 116% and precision with relative standard deviation (DPR) below 20%, method detection limits (LDm) for the analytes 2,4- D and 4C2MF of 0.13 and 0.20 µg L-1 , respectively, below the maximum value established by current legislation for 2,4-D. The monitoring period for the grab samples was from September / 2019 to June / 2020, totaling 10 months and 110 samples collected. During the entire monitored period the analytes were not detected in the surface and groundwater samples. In order to verify the possibility of using passive sampling to monitor these analytes, different adsorbent phases and extraction methods were tested. The best results were obtained using C18 as the adsorbent phase and 10 mL of methanol as the extractor solvent. The extraction of the analytes from the passive sampler solid phase using the D-SPE method for 2,4-D, 4-CF and 4C2MF showed recoveries between 40 and 91% and precision with DPR <20%. The period of 7 days for exposure of the passive samplers in the field proved not to be long enough, since there was no detectable retention of any of the validated analytes, with the need for a study with a longer exposure time in order to analyze the viability of the POCIS sampler for environmental matrices. The use of the passive sampling technique is a great ally to the monitoring work because it acts more completely when compared to the grab sampling, since it allows to estimate the concentration of the analytes during its exposure period. Therefore, the method can be used to determine 2,4-D and 4C2MF in surface and groundwater samples using grab sampling and additional studies shall be carried out in order to determine the appropriate exposure time for passive samplers. |
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Determinação do pesticida 2,4-D e produtos de degradação de herbicidas ácidos em águas superficiais e subterrâneas : desenvolvimento, validação e aplicação2,4-DSPECNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA2,4-DSPEMato Grosso is the second Brazilian state that most uses pesticides, due to its high agricultural production, mainly of soybean, corn and cotton crops. The second most used pesticide in the country is 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D). The World Health Organization (WHO) classifies the herbicide 2,4-D as low toxic, being harmful if ingested or inhaled, however, the degradation products of acidic pesticides such as 2,4-dichlorophenol (2,4-DCF), 4-chlorophenol (4-CF), 4-chloro-2-methoxybenzene (2,4-DCA) and 4-chloro-2- methylphenol (4C2MF), from microbial degradation or photolysis, are considered to be highly toxic, and may possibly cause cancer, have a mutagenic effect and affect development. In view of the above, an analytical method was developed, using extraction in solid dispersive phase (D-SPE) and liquid chromatographic coupled to mass spectrometry in sequence to determine and quantify these analytes in surface and ground water samples. Grab sampling was used to monitor the presence of these analytes in waters close to farms with intense agricultural cultivation and which are highly vulnerable to contamination. Two points were selected for surface water sampling and 2 points for samples of the phreatic aquifer, in three micro-basins located in the municipalities of Rondonópolis, Jaciara and Campo Verde and also 7 points for surface water sampling, 2 points for ground water collection and 3 points for samples of the water table in the municipality of Diamantino. For grab samples, the D SPE method was validated, obtaining recoveries between 49 and 116% and precision with relative standard deviation (DPR) below 20%, method detection limits (LDm) for the analytes 2,4- D and 4C2MF of 0.13 and 0.20 µg L-1 , respectively, below the maximum value established by current legislation for 2,4-D. The monitoring period for the grab samples was from September / 2019 to June / 2020, totaling 10 months and 110 samples collected. During the entire monitored period the analytes were not detected in the surface and groundwater samples. In order to verify the possibility of using passive sampling to monitor these analytes, different adsorbent phases and extraction methods were tested. The best results were obtained using C18 as the adsorbent phase and 10 mL of methanol as the extractor solvent. The extraction of the analytes from the passive sampler solid phase using the D-SPE method for 2,4-D, 4-CF and 4C2MF showed recoveries between 40 and 91% and precision with DPR <20%. The period of 7 days for exposure of the passive samplers in the field proved not to be long enough, since there was no detectable retention of any of the validated analytes, with the need for a study with a longer exposure time in order to analyze the viability of the POCIS sampler for environmental matrices. The use of the passive sampling technique is a great ally to the monitoring work because it acts more completely when compared to the grab sampling, since it allows to estimate the concentration of the analytes during its exposure period. Therefore, the method can be used to determine 2,4-D and 4C2MF in surface and groundwater samples using grab sampling and additional studies shall be carried out in order to determine the appropriate exposure time for passive samplers.CAPESO Mato Grosso é o segundo estado brasileiro que mais utiliza pesticidas, devido a sua alta produção agrícola, principalmente de culturas de soja, milho e algodão. O segundo pesticida mais utilizado no país é o ácido 2,4-diclorofenóxiacético (2,4-D). A Organização Mundial de Saúde (OMS) classifica o herbicida 2,4-D como pouco tóxico, sendo nocivo se ingerido ou inalado, entretanto, os produtos de degradação de pesticidas ácidos como 2,4-diclorofenol (2,4-DCF), 4-clorofenol (4-CF), 4-cloro-2-metóxibenzeno (2,4-DCA) e o 4-cloro-2- metilfenol (4C2MF), provenientes de degradações microbianas ou fotólise, são considerados como altamente tóxicos, podendo possivelmente causar câncer, possuem efeito mutagênico e afetam o desenvolvimento. Diante do exposto, no presente trabalho desenvolveu-se um método analítico, utilizando extração em fase sólida dispersiva (D-SPE) e cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas em sequência para determinação e quantificação destes analitos em amostras de águas superficiais e subterrâneas. A amostragem pontual foi utilizada para monitorar a presença destes analitos, em águas próximas a fazendas com intenso cultivo agrícola e que apresentam alta vulnerabilidade à contaminação. Foram selecionados 2 pontos para coleta de amostras superficiais e 2 pontos para amostras do aquífero freático, em três micro-bacias situadas nos município de Rondonópolis, Jaciara e Campo Verde e também 7 pontos de coleta para amostras de águas superficiais, 2 pontos em poços tubulares e 3 pontos para amostras do aquífero freático no município de Diamantino. Para as amostras pontuais foi validado o método de D-SPE obtendo recuperações entre 49 e 116% e precisão com desvio padrão relativo (DPR) inferior a 20%, limites de detecção do método (LDm) para os analitos 2,4-D e 4C2MF de 0,13 e 0,20 µg L-1 , respectivamente, abaixo do valor máximo estabelecido pela legislação vigente para o 2,4-D. O período de monitoramentos dos analitos nas amostras pontuais foi de setembro/2019 a junho/2020, totalizando 10 meses e 110 amostras coletadas. Durante todo o período monitorado os analitos não foram detectados nas amostras de águas superficiais e subterrâneas. Afim de verificar a possibilidade da utilização da amostragem passiva para o monitoramento destes analitos, testou-se diferentes fases adsorventes e métodos de extração. Os melhores resultados foram obtidos utilizando C18 como fase adsorvente e 10 mL de metanol como solvente extrator. A extração dos analitos da fase sólida do amostrador passivo através do método D- SPE para 2,4-D, 4-CF e 4C2MF apresentou recuperações entre 40 e 91% e precisão com DPR <20%. O período de 7 dias para exposição dos amostradores em campo mostrou não ser o tempo suficiente, uma vez que que não houve retenção detectável para nenhum dos analitos validados, havendo a necessidade de um estudo com um tempo mais longo afim de se analisar a viabilidade do amostrador POCIS para matrizes ambientais. O uso da técnica de amostragem passiva é uma grande aliada ao trabalho de monitoramento pois atua de forma mais completa se comparada a amostragem pontual, uma vez que ela permite estimar a concentração dos analitos durante o seu período de exposição. Sendo assim, o método proposto pode ser utilizado para determinação de 2,4-D e 4C2MF em amostras de águas superficiais e subterrâneas utilizando amostragem pontual e estudos adicionais deverão ser realizados afim de determinar o tempo adequado de exposição de amostradores passivos.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em QuímicaBrugnera, Michele FernandaDores, Eliana Freire Gaspar de Carvalhohttp://lattes.cnpq.br/4094572237082106http://lattes.cnpq.br/5210611443974911Brugnera, Michelle Fernanda228.077.838-64http://lattes.cnpq.br/5210611443974911Dores, Eliana Freire Gaspar de Carvalho010.092.058-62http://lattes.cnpq.br/4094572237082106228.077.838-64010.092.058-62Oliveira, Adriana Paiva de186.726.198-70http://lattes.cnpq.br/2588854413383307Terezo, Marilza Castlho095.426.918-74http://lattes.cnpq.br/3560580165299597Tessaro, Leticia Louize Gonçalves2021-08-05T13:59:02Z2021-02-092021-08-05T13:59:02Z2020-08-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTESSARO, Letícia Louize Gonçalves. Determinação do pesticida 2,4-D e produtos de degradação de herbicidas ácidos em águas superficiais e subterrâneas: desenvolvimento, validação e aplicação. 2020. 74 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Cuiabá, 2020.http://ri.ufmt.br/handle/1/2690porBolsistainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2021-08-13T07:01:53Zoai:localhost:1/2690Repositório InstitucionalPUBhttp://ri.ufmt.br/oai/requestjordanbiblio@gmail.comopendoar:2021-08-13T07:01:53Repositório Institucional da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)false |
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