Basicamente, a determinação de fármacos e DEs em amostras aquosas ambientais, como esgotos sanitários, industriais, corpos receptores ou mesmo água de abastecimento, envolve três etapas: amostragem, pré-concentração da amostra e determinação analítica. Tendo em vista a baixa quantidade destes poluentes em amostras ambientais, aspectos como amostragem, transporte, estocagem, sensibilidade dos equipamentos, etc. são fundamentais para a confiabilidade dos resultados (LIU;ZHOU et al., 2004).
Na Figura 8 é mostrado um fluxograma com a compilação de etapas comumente utilizadas para análise de poluentes orgânicos em amostras sólidas ambientais como solo e lodo, bem como amostras líquidas, tais como esgotos e águas superficiais e de abastecimento.
Figura 8 - Fluxograma das etapas para análise de micropoluentes emergentes.
Fonte: adaptado de TERNES e JOSS, 2006.
O fluxograma apresentado na Figura 8 mostra as várias etapas que podem ser realizadas para determinação de micropoluentes emergentes, sendo
inicialmente a etapa de extração ou pré-concentração do analito descrita anteriormente no item 3.3, tendo em seguida a etapa de identificação realizada por técnicas cromatográficas, podendo ser realizada por cromatografia líquida ou gasosa.
Na primeira etapa do processo de determinação de micropoluentes emergentes, as técnicas de extração e/ou pré-concentração permitem que a análise dos componentes de interesse se torne possível, visto que a complexidade da amostra real não possibilita frequentemente a análise direta (QUEIROZet al., 2001).
A preparação pode incluir a dissolução da amostra, extração do analito diluído a um nível dentro dos limites de detecção, conversão química do analito a uma forma que seja detectável e, finalmente, remoção ou mascaramento de espécies interferentes. Mesmo com os cuidados anteriormente mencionados, alguns problemas na detecção de fármacos e DEs podem ocorrer pelo efeito matriz ou simplesmente por causa de analitos que ainda estejam sorvidos na matriz sólida (LANÇAS, 2004).
O acoplamento de um cromatógrafo com o espectrômetro de massas combina as vantagens da cromatografia (alta seletividade e eficiência de separação) com as vantagens da espectrometria de massas (obtenção de informação estrutural, massa molar e aumento adicional da seletividade) (CHIARADIA;COLLINS et al., 2008).
De acordo com Moreira (2008), a metodologia de análise ideal deve ser rápida, exata, precisa, de fácil adaptação e consumir a menor quantidade de insumos possíveis. A maioria dos métodos para a determinação de micropoluentes em águas residuárias tem utilizado a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em série (LC/MS/MS), que nos fornece uma maior sensibilidade de detecção. Apesar de tais métodos serem bastante eficientes na determinação de micropoluentes a niveis traços, o alto custo da instrumentação coloca esta técnica fora do alcance de muitos pesquisadores. Já a cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) é um sistema muito mais comum no meio laboratorial, embora pouco se tem publicado sobre métodos que utilizem GC/MS para a análise de rotina de fármacos e micropoluentes em matrizes ambientais (BISCEGLIA;YU et al., 2010).
Na identificação, destaca-se a cromatografia gasosa que será a técnica utilizada no estudo. Neste caso um dos principais requerimentos para a análise envolvendo cromatografia gasosa é a volatilidade suficiente dos analitos, que resulta em mobilidade na coluna cromatográfica. Portanto, como muitos compostos orgânicos possuem uma relativa baixa volatilidade, como a maioria dos fármacos e DEs, estes devem ser derivatizados antes da separação cromatográfica gasosa para melhorar sua volatilidade (TERNES ;JOSS, 2006).
O termo derivatização refere-se, em cromatografia, à transformação de um composto químico em outro com o intuito de se obter uma análise mais rápida, conveniente ou mais exata (LANÇAS, 1993). Portanto, várias técnicas de derivatização têm sido empregadas com sucesso na análise de micropoluentes emergentes. Neste contexto a reação química de sililação, onde os derivatizantes mais comumente utilizados são: MSTFA (n-metil-n-trimetilsilil-trifluoroacetamida), BTFSA (bis-trimetilsilil-trifluoro-acetamida, MTBSTFA (n-terc-butildimetilsilil-n-metil- trifluoracetamida) (MOL;SUNARTO et al., 2000; TERNES, 2001). Estes são também
empregados na análise de produtos farmacêuticos de reatividade amplamente variada, incluindo muitos com amina e de grupos funcionais fenólicos (BISCEGLIAet al., 2010).
As técnicas analíticas para quantificação de fármacos são bem estabelecidas e registradas nos órgãos governamentais, como a ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária). As metodologias oficiais são utilizadas tanto para o controle da qualidade da matéria-prima quanto para o controle do produto que entrou no mercado (CUNHA, 2005). Entretanto, a detecção e quantificação de fármacos a níveis traços em amostras ambientais é uma área ainda bastante incipiente.
Diferentes métodos analíticos para determinação de fármacos e DEs em amostras ambientais são disponíveis na literatura (STUMPFet al., 1999; TERNESet al., 1999b; TERNES, 2001; GHISELLI, 2006; MANIEROet al., 2008; LIN ;TSAI, 2009; BISCEGLIAet al., 2010; SIM;LEE et al., 2011).
Ternes (2001) fez uma revisão de todos os métodos analíticos utilizados na determinação de vários fármacos residuais, a níveis de ng/L, em diferentes matrizes aquosas. Para detecção de fármacos residuais em ambiente aquático na faixa de µg/L e ng/L, os métodos descritos na literatura são baseados na extração
em fase sólida, em alguns casos derivatização da amostra em meio ácido e subsequente determinação do derivado por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) ou cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (CLAE/MS). A detecção por espectrometria de massas é usada para assegurar a identificação das substâncias estudadas.
Bisceglia et al. (2010) descrevem um método por GC/MS para a determinação simultânea de 13 produtos farmacêuticos (acetaminofeno, albuterol, alopurinol, amitriptilina, bromfeniramina, carbamazepina, diazepam, carisoprodol, ciclopirox, fenofibrato, metoprolol, primidona e terbinafina) e 5 derivados de contaminantes em águas residuárias (cafeína, dietiltoluamida, n-butilbenzeno sulfonamida, n-nonilfenol e n-octilfenol) por extração em fase sólida (SPE) e derivação com BSTFA. O método foi aplicado na análise de amostras de esgoto sanitário bruto e tratado. Todos os analitos foram detectados no esgoto bruto, e 14 dos 18 analitos foram detectados no esgoto tratado.
O método de análise baseado em técnicas enzimáticas ou bioensaios também tem sido estudado, todavia, seu maior custo operacional e a pouca especificidade do método tem favorecido o uso das técnicas cromatográficas na análise de DEs (FARRÉ;KUSTER et al., 2007)
Para determinação de DEs, em particular os estrogênios, diferentes métodos analíticos são relatados na literatura, os quais primeiramente foram validados para matrizes biológicas como sangue, tecido e urina. A análise em amostras ambientais foi possível após algumas adaptações de metodologia (BILA ;DEZOTTI, 2007). Petrovic et al. (2001) apresentaram uma revisão de métodos analíticos usados na detecção dos DEs: alquilfenóis, PCDD, PCDF, bisfenol A, ftalatos, PBDEs (difenil-éteres polibromados) e estrogênios, em amostras ambientais, tais como: águas superficiais e subterrâneas, sedimentos, solo e lodo biológico.
Na Tabela 5, são apresentadas as diferentes técnicas utilizadas na detecção de micropoluentes emergentes em amostras de esgotos e águas superficiais e de abastecimento.
Tabela 5 - Metodologias utilizadas na determinação de micropoluentes emergentes em diferentes amostras ambientais.
Analito Amostra Separação/
Detecção LD Referência Diclofenaco de sódio Esgoto bruto Esgoto bruto Água superficial Esgoto tratado HPLC/DAD LC/MS/MS GC/MS GC/MS 5ng/L 10ng/L 700ng/L 500ng/L (SILVA et al., 2008) (TERZIC;SENTA et al., 2008) (WEN et al.,2004) (MATAMOROS;ARIAS et al., 2009)
Estrona Esgoto bruto
Água superficial Esgoto tratado GC(NCI)/MS GC/MS LC/MS/MS 3,4 ng/L 0,6 ng/L 0,8ng/L (KUCH e BALLSHMILER,2001) (LAGANÀ;BACALONI et al., 2004) (YANG;LUAN et al., 2006)
β-Estradiol Esgoto bruto
Água sup. GC(NCI)/MS GC(NCI)/MS 0,9ng/L 0,7ng/L (KUCH e BALLSHMILER, 2001) (KUCH e BALLSHMILER, 2001)
SMX Esgoto bruto LC/MS/MS 1ng/L (TERZICet al., 2008)
DEHP Esgoto tratado GC/MS/MS 30ng/L (FROMME;KÜCHLER et al., 2002)
Cafeína Água superficial
EF hosp. Esgoto bruto LC/MS/MS GC/MS GC/MS 0,35ng/L 20µg/L 30µg/L (ALMEIDA e WEBER, 2005) (WEIGEL et al., 2004) (MATAMOROSet al., 2009)
EE2 Esgoto bruto
Água superficial EF hosp. Efluente tratado GC (NCI)/MS GC/MS HPLC/MS/MS GC/MS/MS 1,4 ng/L 5ng/L 25ng/L 0.5ng/L (KUCH e BALLSHMILER,2001) (KOLPIN et al., 2002) (LIN ;TSAI, 2009)
(TERNES;KRECKEL et al., 1999a)
HPLC/DAD: cromatografia líquida de alta eficiência acoplada detector de diodo array; LC/MS/MS – cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em série; GC/MS - cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas; LD: limite de detecção; GC (NCI) /MS - cromatografia gasosa acoplada a espectrômetros de massa com ionização química negativa; EF: efluente; DEHP: bis-2-etil- hexil ftalato; SMX: sulfametoxazol; EE2: etinilestradiol.
Fonte: Elaborado pelo autor.
3.5 Remoção de micropoluentes emergentes em Estações de Tratamento de