Otimização e validação de metodologia para quantificação de trihalometanos em águas - Carlos, Elenice Aparecida (Universidade Federal de Viçosa, 2002)
O cloro é um agente desinfetante amplamente empregado no tratamento de águas destinadas ao consumo humano com o objetivo de eliminar agentes patogênicos e evitar a ocorrência de doenças que colocariam em risco a saúde da população. Mesmo sendo um processo indiscutivelmente vantajoso, a cloração tem o inconveniente de gerar, como subprodutos, os trihalometanos (THM’s). Estes compostos apresentam potencial carcinogênico e a quantidade máxima permitida em águas potáveis é estabelecida por legislação específica. Neste trabalho otimizou-se uma metodologia de extração e quantificação dos quatro principais THM’s em água: clorofórmio, bromodiclorometano, dibromoclorometano e bromofórmio. Para extrair os THM’s das amostras de água, foi empregada a técnica de extração por “headspace”, que consiste em aquecer a amostra, contida em um frasco hermeticamente fechado, provocando a volatilização destes compostos que se concentram na parte superior do frasco. Uma alíquota da fase gasosa é injetada em um cromatógrafo a gás equipado com detector de captura de elétrons (DCE). Alguns fatores que influenciam a extração dos THM’s foram avaliados e a técnica de extração otimizada. Os fatores avaliados foram: temperatura de aquecimento, tempo de equilíbrio após o aquecimento e volumes da fase gasosa - coletado e injetado. A quantificação dos THM’s por cromatografia gasosa foi também otimizada após avaliar diferentes colunas cromatográficas, fluxo do gás de arraste e programação de temperatura da coluna. A metodologia de extração e quantificação dos THM’s foi validada estabelecendo a faixa de trabalho, linearidade de resposta, limites de detecção e quantificação, precisão e exatidão. A precisão do método foi estudada sob condições de repetibilidade, reprodutibilidade e também sob condições intermediárias a estas. A reprodutibilidade do método foi avaliada em estudo interlaboratorial em que amostras de água tratada foram analisadas por dois outros laboratórios (CETEC e COPASA). O método de extração e quantificação otimizado mostrou-se adequado, com parâmetros de precisão, limites de detecção e quantificação, faixa de trabalho e linearidade de resposta e exatidão comparáveis a outros métodos. Apresenta ainda, em relação aos demais, a vantagem de ser mais barato e não necessitar do emprego de solventes orgânicos, de fases estacionárias para extração em fase sólida ou “purge-and- trap” e de fibras de microextração em fase sólida. Nas amostras de água coletadas na região do Município de Viçosa – M.G. foram detectados, além do clorofórmio, THM’s bromados, em níveis abaixo do valor máximo permitido pela legislação brasileira que é de 100 μg L-1. A origem dos THM’s bromados está associada à presença de brometo na água bruta. Na tentativa de determinar o nível de contaminação deste ânion na água bruta foi proposto um método espectrofotométrico baseado na metodologia padrão. O método modificado foi também otimizado e seus resultados comparados com o método padrão, apresentando a vantagem de empregar agente oxidante mais estável e barato.

Chlorine is a disinfectant agent widely used in the treatment of water meant for human consummation, with the purpose of eliminating pathogenic agents and thus preventing the occurrence of diseases that could put at risk the health of the population. Although indisputably an advantageous process, chlorination has the disadvantage of generating, as subproducts, trihalomethanes (THM’s). These compounds presents carcinogenic potential and the maximum permissible contents is established by specific legislation. In this investigation a method of extraction and quantification for the four main THM’s in water was optimized: chloroform, bromodichloromethane, dibromochloromethane and bromoform. To extract the THM’s from the water samples, the headspace method was employed, that consists in heating a sample contained in hermetically closed vessel provoking the volatibilization of these compounds that concentrates in the upper part of the vessel. An aliquot of gaseous phase is injected in a gas chromatograph equipped with a electron capture detector (ECD). Some of the factors influencing the extractions of the THM’s were evaluated and the extraction method optimized. The evaluated factors were: heating temperature, equilibrium time after heating, and the volumes of the gaseous phase collected and injected. The quantification of the THM’s by gas chromatography was also optimized after evaluating different chromatographic columns, flow of carrying gas and column temperature programming. The THM extraction and quantification methodology was validated by establishing the working range, linearity of response, limits of detection and quantification, precision and accuracy. The precision of the method was studied for conditions of repeatability, reproducibility and also for intermediate conditions. The reproducibility of the method was evaluated by means of an inter laboratory study in which the treated water was analyzed by two other laboratories (CETEC and COPASA). The optimized extraction and quantification method was found to be adequate, with precision, limits of detection and quantification, working range and linearity of response and accuracy parameters comparable to the other methods. Also, in comparison with the other methods, it has the advantage of being less expensive and not needing organic solvents, stationary phases for solid phase extraction or purge- and-trap, and fibers for solid phase microextraction. In the water samples collected in the region of Viçosa county, state of Minas Gerais, Brazil, besides chloroform, brominated THM’s were detected, in levels below the maximum limits allowed by brazilian legislation, which is 100 μg L-1. The origin of these brominated THM’s is associated with the presence of bromide in the gross supply water. In an attempt to determine de contamination levels of this anion in the gross water supply, a photo spectrometric method was proposed, based on the standard method. The modified method was also optimized and the results compared to the standard method, having the advantage of using cheaper and less expensive oxidizing agents.
Optimization e validation of methodology for quantification of trihalomethanes in water
Keywords: Trihalometanos; Headspace; Cromatografia Gasosa; Água; Ciências Exatas e da Terra