INTERAÇÕES ENTRE INTERFERENTES ENDÓCRINOS E TURFAS. INTERACTIONS BETWEEN ENDOCRINE DISRUPTORS AND PEAT.

INTERAÇÕES ENTRE INTERFERENTES ENDÓCRINOS E TURFAS.

INTERACTIONS BETWEEN ENDOCRINE DISRUPTORS AND PEAT.

Fracácio, Leonardo Fernandes Fraceto

Campus de Sorocaba – Faculdade de Engenharia Ambiental –aninha_gi@hotmail.com – PIBIC/CNPq. Palavras-chave: interferentes endócrinos; turfa; substâncias húmicas; estrona; estradiol; etinilestradiol; bisfenol A Keywords: endocrine disruptors; peat; humic substances; estrone; estradiol; ethinylestradiol;, bisphenol A 1.INTRODUÇÃO

O Brasil possui em seu território cerca de 1,6 bilhões de metros cúbicos de turfa e são escassas as pesquisas desenvolvidas no país considerando-se as suas possíveis aplicações tecnológicas e ambientais. As substâncias húmicas (SH’s) podem ser encontradas na turfa e possuem grande influência na sorção de contaminantes orgânicos em solos e sedimentos, tanto em ambientes aquáticos quanto em terrestres. Dentre os poluentes orgânicos destaca-se uma classe emergente denominada interferentes endócrinos (IE’s) que apesar de pouco estudada tem sido detectada com frequência em ambientes naturais e em concentrações crescentes ao longo do tempo. Atribui-se esse fato à utilização de tais contaminantes sem conhecimento de seus possíveis efeitos biológicos. Essa falta de conhecimento tem dificultado a regulamentação sobre o tema, agravando ainda mais as questões ambientais e de saúde pública.

Os IE’s orgânicos estudados no presente trabalho são a estrona (E1), o estradiol (E2), o etinilestradiol (EE2) e o bisfenol A (BPA).

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E OBJETIVO

A primeira tentativa de isolar as frações húmicas da turfa foi em 1786 quando se submeteu turfas a solventes alcalinos e sabe-se desde então que as SH’s podem ser extraídas da turfa (ROCHA & ROSA, 2003). Esse fato tornou-se importante pela propriedade das SH’s em adsorver poluentes e de certa forma atuar na dinâmica dos poluentes em ambientes naturais.

A sorção é um processo importante, pois controla o destino e os riscos ecotoxicológicos de compostos orgânicos presentes nos solos e sedimentos (SUN et al., 2007). É amplamente reconhecido que as SH’s, nos compartimentos acima citados, são os principais fatores capazes de controlar tal interação (HUR & SCHLAUTMAN, 2004; XIAO et al., 2004).

Dentre o grupo de produtos químicos, os estrogênios esteróides podem ser representados pela estrona (E1); 17β-estradiol (E2) (ambos estrogênios esteróides naturais), 17α-etinilestradiol (EE2) (estrogênio esteróide artificial), e compostos fenólicos xenoestrogênicos, como bisfenol A (BPA). Esses interferentes endócrinos exigem uma atenção particular pelo fato de os primeiros possuírem altas taxas de estrogenicidade, sendo o último composto caracterizado por apresentar ação estrogênica moderada. No entanto, apesar dessa atuação menos severa, tal poluente tem estado presente em concentrações muito maiores no ambiente, chegando à ordem de µgL−1 (YING, G.G., WILLIAMS, B., KOOKANA, R., 2002).

Diante do exposto, o objetivo desse trabalho foi realizar uma análise elementar e de espectroscopia óptica e em seguida associar o poder de sorção de compostos orgânicos das SH’s presentes em turfas para avaliar qual a eficiência da adsorção de compostos como os IE’s no ambiente e qual o tempo de dessorção.

3.MATERIAIS E MÉTODOS 3.1. Equipamentos

• Balança analítica com precisão 0,0001 g, SHIMADZU Mod. AW220; • Thermo Finnigan Flash EA 1112;

• Bomba de vácuo, TECNAL Mod. TE-058;

• Capela para exaustão de gases, FORT LINE Mod. BR-CA 100;

• Cromatógrafo em fase gasosa acoplado a espectrometria de massas, VARIAN, Mod. 450CG-220MS;

• Estufa com circulação e renovação de ar, SOLAB; • Manifold de extração em fase sólida, Varian;

• Micro pipetas automáticas Lab Mat+ HTL feita por HT, vários volumes (fixos e variáveis); • Sistema destilador e deionizador para purificação de água, MILIPORE Mod. Milli-Q Plus; • Ultrassom, Laboratory Supplies Co., Inc. Mod. G112SP1T e Mod. G112SP1G (acoplados); • Vidraria comum a laboratório de Química Analítica.

3.2. Reagentes e Soluções

Destilou-se e purificou-se previamente toda água em sistema deionizador de água, marca Milli-Qplus, até apresentar resistividade 18,2 M ohm.cm-1 a 25°C.

• 2,2,4-trimetilpentano (isoctano), Sigma-Aldrich, pureza >99%; • acetato de etila, Sigma-Aldrich, pureza >99%;

• estrona, 17β-estradiol, 17α-etiniestradiol e bisfenol a, Sigma-Aldrich, pureza >99%; • metanol, Sigma-Aldrich, pureza >99%;

• N,O-Bis(trimetilsilil)trifluoracetamida (BSTFA) Sigma-Aldrich, pureza >99%.

Coletaramse as amostras de turfa em duas turfeiras (Turfeira de Santo Amaro das Brotas -TSA (36°58’52,93’’W, 10°49’3,63’’S), região costeira do estado do Sergipe, e Turfeira de Serra de Itabaiana – TSI (37°20’25,88’’W, 10°45’29,31’’S), região do agreste Sergipano). Coletaram-se as amostras em diferentes profundidades (0-20, 20-40, 40-60 cm).

Em laboratório realizou-se a separação granulométrica da turfa. Após desagregação peneirou-se a turfa em peneira de 2 mm retirando as raízes. Armazenou-se a turfa já tratada e processada granulometricamente em um saco de polietileno hermeticamente fechado tomando-se o cuidado de deixar o mínimo possível de ar contido para não decompor a amostra.

Realizou-se a análise elementar (C, H, N, S) que foi feita em equipamento Thermo Finnigan Flash EA 1112 de acordo com recomendações do fabricante. A análise de espectroscopia na região do infravermelho em amostras de turfa foi feita de acordo com o procedimento descrito por ROMÃO e colaboradores (2007).

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Realizou-se a análise elementar para determinar as porcentagens de carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N) e oxigênio (O), os quais são os principais constituintes das amostras de turfas. Na Tabela 1 são apresentados os resultados obtidos da análise elementar das amostras de turfas, com suas respectivas razões atômicas.

As razões atômicas H/C e O/C são indicadores da porcentagem de saturação de C atômico no interior da molécula orgânica e do conteúdo de carboidratos, respectivamente. Quanto menor a razão H/C, maior a aromaticidade das amostras.

A menor razão atômica O/C das amostras TSA (Turfeira de Santo Amaro das Brotas) indicam o menor teor de carboidrato e os maiores teores de conteúdo orgânico das amostras de turfas, indicam também que estas amostras possuem maior porcentagem de matéria orgânica, e que esse teor aumenta com a profundidade.

Já as razões atômicas C/N são indicativas da origem da matéria orgânica em ambientes naturais. De acordo com a literatura, valores das razões C/N inferiores a 20, indicam que o processo de humificação foi mais favorecido pela atividade microbiana. Razões atômicas superiores a 20 indicam a predominância de resíduos de plantas que contribuem para a maior contribuição para humificação da matéria orgânica presente nas amostras de turfas.

Tabela 1: Análise elementar, em porcentagem, das amostras de turfas coletadas no Estado de Sergipe e as

respectivas razões atômicas H/C, C/N e O/C.

Amostra Localidade %N %C %H %O H/C C/N O/C TSA 0-20 cm Estado do Sergipe 3,10 36,61 2,49 28,20 0,81 13,80 0,58 TSA 20-40 cm Estado do Sergipe 3,14 44,03 3,50 29,21 0,95 16,68 0,50 TSA 40-60 cm Estado do Sergipe 3,11 53,02 4,51 31,04 1,02 20,09 0,44 TSI 0-20 cm Estado do Sergipe 2,00 24,30 1,92 20,21 0,95 14,43 0,63 TSI 20-40 cm Estado do Sergipe 3,79 17,96 Nd* 14,30 - 5,55 0,59 TSI 40-60 cm Estado do Sergipe 2,24 18,17 Nd* 14,70 - 9,43 0,61

A espectroscopia na região do infravermelho tem sido utilizada para caracterizar as turfas, fornecendo informações estruturais e funcionais das moléculas que as compõem (ROMÃO et al., 2007). Na Figura 1 estão apresentados os espectros de IV para as amostras de turfas coletadas em diferentes profundidades.

Os espectros apresentam picos característicos de matéria orgânica, principais constituintes das turfas. As amostras apresentam uma banda larga e intensa, em aproximadamente 3500 cm-1, atribuída a uma superposição de bandas, relacionadas com estiramento de O-H de grupamentos carboxílicos, fenólicos e/ou álcoois. Em 2920 e 2850 cm-1 observa-se o aparecimento de duas bandas, mais acentuados nas turfas TSA, referentes a estiramentos C-H de carbonos alquilas (alifáticos) (ROMÃO et al., 2007). A banda intensa na região de 1600 cm-1 pode ser atribuída ao estiramento v(C=C) do anel, e as vibrações da estrutura aromática. Esta banda também pode ser atribuída ao estiramento anti-simétrico do grupo carboxilato (COO-) e ao estiramento (C=O) do grupo COOH, devido ao H ligado ao grupo OH em posição orto, como no ácido salicílico (ROCHA & ROSA, 2003).

Em 1086 cm-1 observa-se pico mais predominante nas amostras de turfas TSI do que nas amostras de TSA, referentes aos grupos Si-O presentes, indicando presença de sílica nas amostras e menor intensidade nas amostras TSA. Comparando-se os espectros de IV obtidos com a caracterização elementar, observa-se corroboração dos resultados, em que as amostras de TSA possuem maior teor de matéria orgânica e menor teor de inorgânicos (como sílica, por exemplo). Pela Figura 2, pode-se observar que o pH e o tipo da turfa utilizada, influencia no processo de adsorção pelos IE, principalmente para o EE2 e BPA. A interação entre a matéria orgânica (MO) e os interferentes endócrinos possui influência do pH, sendo que dependendo deste, haverá influencia no transporte e biodisponibilidade dos IE no ambiente. O intervalo de pH estudado foi de 4,0 a 8,0 pelo fato de corresponder ao intervalo que abrange a maioria dos solos tropicais.

Amostra TSA 40-60 cm Amostra TSA 20-40 cm Amostra TSA 0-20 cm Amostra TSA 40-60 cm Amostra TSA 20-40 cm Amostra TSA 0-20 cm (b) (a)

Figura 2: Efeito do pH na sorção de interferentes endócrinos por turfa coletada na Serra de Itabaiana (a) e

Santo Amaro das Brotas (b). BPA (Bisfenol A), E1 (estrona), E2 (17β-estradiol) e EE2 (17α-etinilestradiol). Condições: Concentração da solução de IE 2,0 mg L-1, massa de turfa 0,5 g, volume 100 mL, 120 rpm, 25 ± 1 °C.

5. CONCLUSÕES

Os resultados obtidos a partir desses experimentos de sorção mostraram que houve uma interação entre os interferentes endócrinos com as amostras de turfa. Estes resultados demonstram que a disponibilidade dos interferentes endócrinos pode estar diretamente relacionada à presença de material orgânico, consequentemente, estudos de sorção como estes aqui apresentados são importantes para uma melhor compreensão da mobilidade, transporte e / ou reatividade de contaminantes emergentes em sistemas aquáticos.

6. REFERÊNCIAS CITADAS

HUR, J.; SCHLAUTMAN, M.A.. Influence of humic substance adsorptive fractionation on pyrene partitioning to dissolved and mineral-associated humic substances. Environ. Sci. Technol. 38, 5871–5877. 2004.

ROCHA, J. C.; ROSA, A. H.. Substâncias húmicas aquáticas: interações com espécies metálicas. São Paulo: Editora UNESP, 2003. 120 p.

ROMÃO, L.P.C; LEAD, J.R.; ROCHA, J.C.; OLIVEIRA, L.C.; ROSA, A.H.; MENDONÇA, A.G.R.; RIBEIRO, A.S.; Structure and properties of Brazilian peat: Analysis by spectroscopy and microscopy, Journal Brazilian Chemical Society, v. 14, n. 4, p. 714-720, 2007.

SUN, W. L.; NI, J. R.; XU, N.; SUN, L. Y.. Flourescence of sediment humic substances and its effect on the sorption of selected endocrine disruptors. Chemosphere, v. 66, p. 700-707, 2007.

XIAO, B.H.; YU, Z.Q.; HUANG, W.L.; SONG, J.Z.; PENG, P.A.. 2004. Black carbon and kerogen in soils and sediments. 2. Their roles in equilibrium sorption of less-polar organic pollutants. Environ. Sci.Technol. 38, 5842–5852.

YING, G.G.; WILLIAMS, B., KOOKANA, R.. 2002. Environmental fate of alkylphenols and alkylphenol ethoxylates – A review. Environmental International 28, 215–226.

(b) (a)

AGRADEÇIMENTOS

AO PIBIC/CNPQ PELA BOLSA CONCEDIDA

À FAPESP PELO APOIO FINANCEIRO, PROCESSO NO. 2008/09682-9

AO PROF. DR. ANDRÉ HENRIQUE ROSA PELA COORDENAÇÃO DO PROJETO E ORIENTAÇÃO.