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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE – UFRN
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA – CCET INSTITUTO DE QUÍMICA
DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE COLETA E AVALIAÇÃO DA PRESENÇA DE HPAs NA ATMOSFERA DE ESTACIONAMENTOS
FECHADOS, NO MUNICÍPIO DE NATAL/RN.
ALYSON DE SOUZA MELO
Natal/RN Junho-2016.
ALYSON DE SOUZA MELO
AVALIAÇÃO DA PRESENÇA DE HPAS NA ATMOSFERA DE
ESTACIONAMENTOS COM ALTA ROTATIVIDADE DE VEÍCULOS E BAIXA
CIRCULAÇÃO DE AR, NO MUNICÍPIO DE NATAL/RN
Trabalho de conclusão de curso apresentado como parte integrante dos requisitos necessários para a obtenção do grau de bacharel em Química do Petróleo pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Orientador: Profº Dr. Jailson Vieira de Melo
Natal/RN Junho-2016.
Catalogação da Publicação na Fonte Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Sistema de Bibliotecas - SISBI Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Setorial do Instituto de Química - IQ
ALYSON DE SOUZA MELO
Avaliação da presença de HPAs na atmosfera de estacionamentos com
alta rotatividade de veículos e baixa circulação de ar, no município de
Natal/RN
Trabalho de Conclusão de Curso de graduação apresentado ao Instituto
de Química da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como
requisito necessário para a obtenção do título de Bacharel (a) em Química
do Petróleo.
Aprovado em: ____ de _______ de 2016.
__________________________________________
Dr. Jailson Vieira de Melo
Orientador - UFRN
__________________________________________
Dr. Alcides de Oliveira Wanderley Neto
UFRN
__________________________________________
Dr. Henrique Eduardo Bezerra da Silva
UFRN
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pelas conquistas, por meu filho Miguel, por minha
família, por minha esposa e amigos.
Ao meu orientador, Professor Jailson, pela dedicação e grande ajuda no
decorrer do trabalho, que sempre esteve disposto e não mediu esforços para
tornar esse trabalho possível.
Ao técnico do Laboratório da Central Analítica Espesctroscopia UV e VIS,
Joadir. Sua ajuda foi de grande importância, valeu mesmo!
Aos amigos Etemístocles, Andreia, Marcel, Clenildo, Anna Paula, entre
outros que se fizeram presentes e me ajudaram no decorrer do curso. Muito
obrigado!
Dedicatória:
Dedico esse trabalho ao meu filho Miguel e a minha família. Sem vocês não sou nada
RESUMO
Os HPAs (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos) são compostos
considerados poluentes orgânicos persistentes, que recebem uma grande
atenção devido ao seu grande potencial carcinogênico e mutagênico. Estes
compostos são originados de várias formas, como queima de carvão, erupções
vulcânicas, obtenção de alumínio, até fumaça de cigarro. Porém, a maior
produção dessas substâncias vem dos veículos de combustão interna, a partir
da queima dos combustíveis fósseis, principalmente em atmosferas pobre em
oxigênio. Com o grande crescimento da frota de veículos em todo o país torna
significativa a ocupação de locais abertos, públicos ou privados que possam
servir como estacionamentos. Como forma de contornar esse problema, usa-se
como estacionamentos locais fechados com circulação de ar reduzida em
subsolos, principalmente de prédios comerciais. A carência de oxigênio nesses
ambientes leva a produção de diversos poluentes, dente eles os HPAs.
Portanto, este trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema de coleta
desses poluentes que fosse, ao mesmo tempo eficiente. O sistema
desenvolvido foi adaptado a um automóvel. Os HPAs foram coletados em 2
locais com características diferentes. O local 1 foi a garagem de um edifício
que abriga diversos consultórios e clínicas médicas. O local 2 foi o
estacionamento de um grande shopping de Natal. A coleta foi feita com a
injeção de ar da atmosfera em estudo, diretamente em um tubo contendo
clorofórmio, durante uma hora em um fluxo de 4,6 L/h. Ensaios iniciais foram
realizados no laboratório com a naftalina comercial como fonte de naftaleno,
um HPA, uma vez que essas substâncias apresentam semelhança em suas
propriedades. As técnicas usadas para caracterização foi a absorção molecular
e a espectrofluorimetria, Os resultados obtidos através das duas técnicas
espectroscópicas mostraram que as duas amostras coletadas apresentavam
HPAs em sua composição.
PALAVRAS-CHAVE: Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos - HPAs,
fluorescência molecular, absorção Molecular, poluição atmosférica.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 3. 1 - ESTRUTURA DOS 16 HPAS CONSIDERADOS PRIORITÁRIO PELA USEPA
........................................................................................................ 18
FIGURA 3. 2 – ESQUEMA DA FORMAÇÃO DOS HPAS FORMADOS DE FORMA PIROLÍTICA.
........................................................................................................ 19
FIGURA 3. 3 - TRANSPORTE E TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS DOS HPAS ..................... 21
FIGURA 3. 4 - DIAGRAMA DE NÍVEIS DE ENERGIA. FENÔMENOS QUE PODEM OCORRER
COM A ENERGIA APÓS SUA ABSORÇÃO ................................................. 29
FIGURA 3. 5 - ESPECTROS DE FLUORESCÊNCIA MOLECULAR DE HPAS. ................... 30
FIGURA 3. 6 - ESPECTRO DE EMISSÃO DE 280 A 550 NM, COM EXCITAÇÃO EM 282NM.
........................................................................................................ 30
FIGURA 4. 1 - SISTEMA UTILIZADO PARA OS PRIMEIROS ENSAIOS NO LABORATÓRIO. .. 33
FIGURA 4. 2 -SISTEMA 2 UTILIZADO PARA PRÉ-CONCENTRAÇÃO DA NAFTALINA EM
CLOROFÓRMIO. .................................................................................. 33
FIGURA 4. 3 - SISTEMA USADO PARA AS COLETAS NO CAMPO. (1) BATERIA, (2)
CONVERSOR 12-220 V, (3) CÉLULA E (4) BOMBA DE COLETA DE AR. ....... 34
FIGURA 5. 1 - ESPECTRO DE EMISSÃO DO NAFTALENO. ........................................... 36
FIGURA 5. 2 - ESPECTRO DO NAFTALENO EM FUNÇÃO DO TEMPO NO LABORATÓRIO. . 37
FIGURA 5. 3 - ESPECTROS DE EXCITAÇÃO E EMISSÃO OBTIDOS APÓS 30 MIN DE
INJEÇÃO DE VAPORES DE NAFTALENO AO CLOROFÓRMIO. ...................... 37
FIGURA 5. 4 - ESPECTROS DAS AMOSTRAS 1 E 2 EXCITADOS NO COMPRIMENTO DE
ONDA DE 276NM. ............................................................................... 39
FIGURA 5. 5 - ESPECTROS DE ABSORÇÃO MOLECULAR DAS AMOSTRAS NA REGIÃO DO
ULTRAVIOLETA. .................................................................................. 40
FIGURA 5. 6 - ESPECTRO DO ABSORÇÃO DAS AMOSTRAS 1 E 2, JUNTAMENTE COM O
NAFTALENO. ...................................................................................... 41
FIGURA 5. 7 - ESPECTROS DE EXCITAÇÃO DAS AMOSTRAS 1 E 2. ............................. 42
FIGURA 5. 8 - ESPECTRO DE EMISSÃO DAS AMOSTRAS DOS LOCAIS 1 E 2, COM
EXCITAÇÃO EM 288NM ........................................................................ 43
LISTA DE TABELAS
TABELA 3. 1 – MASSA MOLAR E PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DOS HPAS
PRIORITÁRIOS .................................................................................... 20
TABELA 3. 2 – NOME, FÓRMULA MOLECULAR, MASSA MOLECULAR, ABREVIATURA E
FÓRMULA ESTRUTURAL DOS 16 HPAS PRIORITÁRIOS. ........................... 23
TABELA 3. 3 - CLASSIFICAÇÃO DE 18 HPAS, QUANTO Á CARCINOGENECIDADE E FATOR
DE TOXICIDADE EQUIVALENTE (TEF). ................................................... 26
LISTA DE ABREVIAÇÕES, SIGLAS E SÍMBOLOS
Ace Acenafteno
Acy Acenaftileno
Ant Antraceno
B((g,h,i)P Benzo(g,h,i)perileno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benzo(a)pireno
BbF Benzo(b)fluoranteno
BkF Benzo(k)fluoranteno
Chr Criseno
Cs Solubilidade em água
DB(a,h)A Dibenzo(a,h)perileno
DNA Ácido desoxirribonucleico
Flt Fluoranteno
Flu Fluoreno
HPA Hidrocarboneto policíclico aromático
I(c,d)P Indeno(1,2,3-c,d)pireno
IUPAC União Internacional de Química Pura e Aplicada
Kow Coeficiente de partição octanol-água
M.M. Massa molar
Nap Naftaleno
NHPA Hidrocarboneto Políciclico Aromático Nitrado
nm Nanometro
p Pressão de vapor
P.E. Ponto de ebulição
P.F. Ponto de fusão
Phe Fenantreno
POP Poluentes Orgânicos Persistentes
Pyr Pireno
USEPA Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 13
2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 15
2.1. Gerais: ............................................................................................................ 15
2.2. Específicos: .................................................................................................... 15
3. REVISÃO DA LITERATURA ................................................................................ 16
3.1. Poluição Atmosférica ...................................................................................... 16
3.2. Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) ........................................... 17
3.2.1. Processo de formação dos HPAs por fontes pirolíticas .......................... 19
Fonte: (Andrade, et al., 1996) ................................................................................ 19
3.2.2. Propriedades Físico-Química dos HPAs ................................................. 19
3.2.3. Processos físicos e transporte dos HPAs ............................................... 21
3.2.4. Origem dos HPAs ................................................................................... 24
3.2.5. Efeitos dos HPAs na saúde .................................................................... 24
3.2.6. Exposição aos HPAs ............................................................................... 27
3.3. Fluorescência Molecular ................................................................................ 27
4. METODOLOGIA ................................................................................................... 31
4.1. Seleção dos locais de coleta .......................................................................... 31
4.2. Descrição preliminar do trabalho .................................................................... 31
4.3. Montagem do sistema de coleta e testes preliminares no laboratório ........... 32
4.4. Obtenção dos espectros de fluorescência ..................................................... 33
4.5. Sistema de coleta de amostras no campo ..................................................... 34
4.6. Coleta das amostras ...................................................................................... 35
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................ 36
5.1. Obtenção do espectro de emissão da naftalina ............................................. 36
5.2. Estudo da pré-concentração de vapores de naftaleno em clorofórmio. ......... 37
5.3. Espectros de emissão amostra 1 e amostra 2 ............................................... 38
5.4. Espectros de absorção molecular das amostras na região do ultravioleta .... 39
5.5. Espectro de absorção do naftaleno. ............................................................... 41
Fonte: Autor, 2016. ................................................................................................... 41
5.6. Espectro de excitação das amostras 1 e 2. ................................................... 42
5.7. Espectro de emissão das amostras 1 e 2, com excitação em 288nm. .......... 43
6. Conclusões .......................................................................................................... 44
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 45
13
1. INTRODUÇÃO
Entende-se como poluente atmosférico qualquer forma de matéria ou energia
com intensidade e quantidade, concentração, tempo ou características em
desacordo com os níveis estabelecidos, e que tornem ou possam tornar o ar:
impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde; inconveniente ao bem estar público; danoso
aos materiais, à fauna e flora; prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade
e as atividades normais da comunidade (CONAMA, 1990)
Compostos químicos são emitidos em grandes quantidades, diariamente em
áreas urbanas, sejam elas por indústria, emissões veiculares ou outras formas
decorrentes da atividade humana. Cerca de 3000 compostos são emitidos de forma
antropogênica já foram identificados na atmosfera o que serve de alerta e fator de
preocupação devido ao seu impacto ambiental e sobretudo à saúde de animais e
humanos (GUARIEIRO, et al., 2011).
Nas últimas décadas, em função dos resultados de políticas de distribuição de
renda, facilidade na aquisição de crédito, incentivos à aquisição de automóveis e,
sobretudo, a má qualidade do transporte coletivo, a frota brasileira cresceu de forma
assustadora. Este fator, aliado à falta de planejamento das médias e grandes
cidades tem causado alguns problemas como grandes engarrafamentos nos
horários de maior movimento e a falta de estacionamentos públicos.
Essa carência de vagas nas ruas tem induzido à adaptação de lugares
fechados ou a criação de grandes estacionamentos com pouca ventilação que,
propiciam à formação e acúmulo de substâncias tóxicas em virtude da queima
incompleta dos combustíveis. As substâncias geradas no processo de combustão
dependem de fatores como o tipo de combustível e a quantidade de oxigênio
presente no ambiente da queima.
A queima de combustíveis à base de hidrocarbonetos em uma atmosfera rica
em oxigênio leva à formação de gás carbônico (CO2) e água. Em atmosferas pobres
em oxigênio os subprodutos podem ser aldeídos, ácidos carboxílicos, monóxido de
carbono, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), dentre outras substâncias
(GUARIEIRO, et al., 2011)
.
14
Inúmeros trabalhos presentes na literatura, inclusive de autores brasileiros,
abordam este assunto, mostrando a grande relevância do tema. Devido o seu grau
de toxicidade, substâncias como formaldeído e acetaldeído são bastante estudadas
em ambientes onde ocorre a queima de combustíveis na ausência de uma boa
circulação de ar, porém, os HPAS são menos estudados, apesar de ser uma classe
que vem requerendo bastante atenção devido o seu grande poder mutagênico e/ou
carcinogênico e estarem presentes em locais em que a população costuma a
freqüentar diariamente, além de trabalhadores, como os que fazem a segurança dos
locais, que passam o dia no ambiente (SILVA JÚNIOR, 2009; GUARIEIRO, et al.,
2011; Anjos, 2012).
Existem mais de 100 compostos são reconhecidos pela União Internacional de
Química Pura e Aplicada (IUPAC), dentre eles 16 são considerados prioritários no
monitoramento pela USEPA – Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos,
por poderem reagir, de forma direta ou através da metabolização do composto com
o DNA, modificando-o (Anjos, 2012). Os ambientes alvos deste trabalho são os
estacionamentos de grande circulação de veículos e baixa circulação de ar, como os
de grandes shoppings, supermercados, hospitais, locais esses que além de propiciar
a formação dos compostos também os armazenam, pelo fato dos compostos
formados serem poluentes orgânicos persistentes (POP) (Bezerra, 2010).
15
2. OBJETIVOS
2.1. Gerais:
Avaliar a presença de HPAs em atmosferas estacionamentos com grande
rotatividade de veículos e pouca circulação de ar.
2.2. Específicos:
1) Identificar dentro da cidade do Natal estacionamentos com pouca
ventilação onde circule um grande número de veículos.
2) Desenvolver uma metodologia para coleta das amostras.
3) Analisar, por espectrofluorimetria e espectrofotometria no UV-Vis, as
amostras coletadas no sentido identificar a presença dos HPAs.
16
3. REVISÃO DA LITERATURA
3.1. Poluição Atmosférica
A urbanização das cidades e o aumento do consumo de combustível pelo
grande crescimento da frota de veículos vêm a cada dia poluindo mais nosso
planeta, até na cidade do Natal, há décadas chamada de “ar mais puro das
Américas” o mesmo problema acontece, com uma frota de veículos que aumentou
90% na última década, manter a qualidade do ar boa é, sem dúvida, um grande
desafio (DETRAN-RN, 2016).
Com a falta de planejamento ao crescente aumento da frota nas cidades, Com
uma crescente demanda, as vagas nas ruas não são suficientes, a solução
normalmente adotada para suprir essa demanda de vagas é a criação de
estacionamentos em ambientes fechados, com pouca ventilação, e em grande parte
em subsolos, o que diminui ainda mais a circulação do ar, essa ação contribui
significativamente para a produção de locais com atmosfera pobre em oxigênio
(Jachic, 2002).
A baixa circulação do ar combinado com o processo de combustão dos
combustíveis dos veículos favorecem a formação e acúmulo de substâncias tóxicas
conhecidas e prejudiciais ao homem e ao meio ambiente, como o CO, CO2, NOx,
SOx, O3, material particulado, ácidos carboxílicos, etc. Na ausência parcial ou
completa de oxigênio, outros compostos são formados, como aldeídos (formaldeídos
e acetaldeídos) e os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) (GUARIEIRO,
et al., 2011).
Podendo ser originados a partir de fontes naturais ou atividade antropogênicas,
os HPAs podem ser encontrados presentes ubíquos no ambiente, contaminando
água, ar e solo. E por ser um composto orgânico de difícil degradação, uma vez
depositado em um local, ele pode permanecer durante anos.
Os HPAs são compostos de grande importância ambiental e toxicológicas,
estando relacionados a problemas como o aparecimento de tumores e câncer em
diversos órgãos do corpo. O fato dessa classe de compostos não terem suas
emissões regulamentadas pelos órgãos brasileiros não caracteriza que os
compostos não são nocíveis à saúde, e sim que o Brasil deve ter um maior
17
monitoramento sobre compostos dessa importância. Além de estabelecer um
mínimo tolerável de exposição, de forma a tornar esse problema menor.
3.2. Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs)
Os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) são compostos formados
apenas por carbonos e hidrogênio constituídos de dois ou mais anéis aromáticos
condensados, podendo apresentar-se na forma heterogênea, em que possuem
heteroátomos formando os compostos nitrogenados (NHPAs) e os oxigenados.
Os HPAs apresentam mais de 100 compostos considerados poluentes
orgânicos identificados (Moura, 2009). Estudos constataram seus efeitos prejudiciais
desde 1775, onde nos primeiros estudos, foi descoberto por Percival Pott, que certos
compostos podiam originar câncer, e posteriormente, em 1953 estudou os efeitos do
cigarro na saúde descobriram ser a causa primária do câncer de pulmão, analisando
a composição da fumaça do cigarro, foi constatado vários HPAs presentes, o
composto mais cancerígeno da família é o Benzo[a]pireno (Moura, 2009).
Entre os compostos identificados, 16 são considerados poluentes orgânicos
prioritários pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA) como
carcinogênico e/ou mutagênico. A figura 3.1 apresenta os 16 compostos
identificados pela USEPA como prioritários no monitoramento (Moura, 2009).
18
Figura 3. 1 - Estrutura dos 16 HPAs considerados prioritário pela USEPA
Fonte: (Moura, 2009)
Os HPAs são originados principalmente pela queima incompleta de
combustíveis fósseis, ocasionado pela deficiência ou falta de oxigênio na atmosfera.
Os HPAs podem ser transportados a grandes distâncias adsorvidos em material
particulado fino ou por meio aquoso, por esse motivo e por apresentar difícil
degradação é um composto ubíquo, podendo ser encontrado contaminando a água,
solo e ar.
Pelo fato de serem altamente lipossolúveis são rapidamente absorvidos pelo
tecido adiposo e outros órgãos, uma vez absorvidos, o organismo tenta eliminá-los,
metabolizando-os, o que nesse processo torna a molécula reativa com possibilidade
de reagir com o DNA (Anjos, 2012).
19
3.2.1. Processo de formação dos HPAs por fontes pirolíticas
As principais emissões lançadas na atmosfera são decorrentes de processos
de combustão incompleta a elevadas temperaturas. A formação pelo processo
pirolítico é bastante variável e complexa, que depende de vários fatores como
pressão e temperatura. O esquema de formação mais aceito é o de polimerização
via radicais livres, que ocorre em várias etapas até chegar ao composto
propriamente dito (Andrade, et al., 1996). A figura 3.2 apresenta um esquema que
mostra a formação dos HPAs pela via pirolítica.
Figura 3. 2 – Esquema da formação dos HPAs originados de forma pirolítica.
Fonte: (Andrade, et al., 1996)
3.2.2. Propriedades Físico-Química dos HPAs
Os sistemas de duplas ligações conjugadas presentes nos HPAs são o que
determina suas propriedades físico-químicas. São molécuas altamente hidrofóbicas,
apresentam altas temperaturas de ebulição e fusão e comumente baixa pressão de
vapor.
Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos podem ser divididos em dois
grupos, de acordo com a sua massa molar, compostos com dois ou três anéis
aromáticos são considerados de baixa massa molar, já os HPAs com quatro ou mais
anéis aromáticos condensados, como o fluoranteno, pireno, benzo(a)antraceno,
20
criseno, benzo(b)fluoranteno, benzo(k)fluoranteno, benzo(a)pireno, indeno(1,2,3-
cd)pireno, dibenzo(ah)antraceno e benzo(g,h,i)perileno são considerados de alta
massa molar. Os sistemas de duplas ligações conjugadas juntamente com o arranjo
em que os anéis estão presentes nos HPAs são o que determina suas propriedades
físico-químicas (Moura, 2009).
Tabela 3. 1 – Massa molar e propriedades físico-químicas dos HPAs prioritários
HPA Nº de
anéis M.M
P.F
(ºC)
P.E
(ºC)
Cs
(mg L-1)
Log
Kow
P
(Torr a 20ºC)
Naftaleno 2 128 80 218 30 3,37 4,9 x 10-2
Acenaftileno 3 152 92 265 3,93 4,07 2,1 x 10-2
Acenafteno 3 154 96 279 3,47 4,33 2,0 x 10-2
Fluoreno 3 166 116 293 1,98 4,18 1,3 x 10-2
Fenantreno 3 178 101 340 1,29 4,46 6,8 x 10-4
Antraceno 3 178 216 340 7,0 x 10-2 4,45 1.9 x 10-4
Fluoranteno 4 202 111 - 2,6 x 10-1 5,33 6,0 x 10-6
Pireno 4 202 149 360 1,4 x 10-1 5,32 6,8 x 10-7
Benzo(a)antraceno 4 228 158 400 1,4 x 10-2 5,61 5,0 x 10-9
Criseno 4 228 255 - 2,0 x 10-3 5,61 6,3 x 10-7
Benzo(b)fluoranteno 5 252 167 - 1,2 x 10-3 6,57 5,0 x 10-7
Benzo(k)fluoranteno 5 252 217 480 5,5 x 10-4 6,84 5,0 x 10-7
Benzo(a)pireno 5 252 179 496 3,8 x 10-3 6,04 5,0 x 10-7
Indeno(1,2,3-
cd)pireno
6 276 163 - 6,2 x 10-2 7,66 1,0 x 10-10
Dibenzo(ah)antraceno 5 278 262 - 5,0 x 10-3 5,97 1,0 x 10-10
Benzo(g,h,i)perileno 6 276 222 - 2,6 x 10-4 7,23 1,0 x 10-10
M.M. = massa molar; P.F. = ponto de fusão; P.E. = ponto de ebulição; Cs= solubilidade em água;
Kowcoeficiente de partição octanol-água; p = pressão de vapor
Fonte: (Ferreira, 2010)
A massa molar dos HPAs estão diretamente relacionadas com a sua
estabilidade a reações de óxido-redução de forma que a estabilidade cresce
21
conforme a massa molar, assim como a linearidade dos compostos está relacionada
com a solubilidade de forma que um composto linear, de forma que por exemplo, o
antraceno, que possui cadeia linear é em torno de 20 vezes menos insolúvel que o
fenantreno que não é linear, com a mesma massa molar.
3.2.3. Processos físicos e transporte dos HPAs
Em função da semi volatilidade de alguns HPAs, juntamente com sua difícil
degradação, os HPAs se fazem ubíquos no ambiente, de forma a estar presente no
solo, água, ar e até alimentos. Além dos mais voláteis poderem se deslocar na forma
de vapor, os com menor volatilidade podem viajar longas distâncias adsorvidos em
material particulado HPAs com 2 ou 3 anéis, estão em grande parte na forma de
vapor, enquanto os de 4 anéis possui semi volatilidade e os de 5 ou mais anéis não
tendem a volatilizar e são transportados adsorvidos em algum material (CARUSO, S.
F.; ALABRURDA, J., 2008).
Podem também ser transportado em meios aquáticos, sendo depositado
posteriormente nos sedimentos, ficando acumulado em certos animais marinhos que
são incapazes de metabolizá-los ou também, degradados por certos tipos de algas
(CARUSO, S. F.; ALABRURDA, J., 2008).
A figura 3.3 mostra um esquema dos locais em que os HPAs podem ser
encontrados depositados, assim como onde ocorrem suas transformações físicas.
Figura 3. 3 - Transporte e transformações físicas dos HPAs
Fonte: (Moura, 2009)
22
Os HPAs com suas respectivas fórmulas moleculares com suas respectivas
fórmulas moleculares e estruturais dos 16 HPAs de maior importância ambiental são
mostrados na tabela 3.2 (Moura, 2009).
23
Tabela 3. 2 – Nome, fórmula molecular, massa molecular, abreviatura e
fórmula estrutural dos 16 HPAs prioritários.
HPAs Fórmula molecular Massa
molecular Abreviatura Estrutura
Naftaleno C10H8 128 Nap
Acenaftileno C12H8 152 Acy
Acenafteno C12H10 154 Ace
Fluoreno C13H10 166 Flu
Fenantreno C14H10 178 Phe
Antraceno C14H10 178 Ant
Fluoranteno C16H10 202 Flt
Pireno C16H10 202 Pyr
Benzo(a)antraceno C18H12 228 BaA
Criseno C18H12 228 Chr
Benzo(b)fluoranteno C20H12 252 BbF
Benzo(k)fluoranteno C20H12 252 BkF
Benzo(a)pireno C20H12 252 BaP
Indeno(1,2,3-c,d)pireno C22H12 276 I(c,d)P
Dibenzo(a,h)perileno C22H14 278 DB(a,h)A
Benzo(g,h,i)perileno C22H12 276 B((g,h,i)P
Fonte: (Moura, 2009).
24
3.2.4. Origem dos HPAs
As fontes de HPAs podem ocorrer de várias formas, tanto de forma natural
como as antropogênicas. As fontes ambientais são limitadas e pode ser citada
erupções vulcânicas, queima espontânea de florestas, e emissões de algumas
plantas, sendo liberado concentrações em níveis pouco nocível. Já os HPAs
emitidos por fontes antropogênicas são inúmeras e representam o principal processo
de emissão. A queima de carvão, fumaça de cigarro, calefação e fotocopiadoras
(Andrade, et al., 1996; Anjos, 2012).
Os HPAs podem ser também emitidos como fontes antropogênicas por vias
tecnológicas, que podem ser móveis ou estacionárias. Na fonte móvel destaca-se a
emissão pela queima incompleta de combustíveis fósseis e de biomassa, em
motores de combustão interna utilizados por uma crescente frota de veículos que
são utilizados no transporte de cargas e passageiros, onde os HPAs liberados são
liberados na atmosfera. As fontes estacionárias estão associadas a fontes pontuais,
como atividades domésticas, geração de energia elétrica e calor e como principais
fontes estacionárias industriais está a produção do alumínio, gaseificação do coque,
exaustão de plantas de incineração de rejeitos (Andrade, et al., 1996; Anjos, 2012).
3.2.5. Efeitos dos HPAs na saúde
O grande interesse em estudar os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos está
diretamente relacionado ao fato deles serem potencialmente carcinogênicos e
mutagênicos (CARUSO, S. F.; ALABRURDA, J., 2008).
As primeiras publicações tratando sobre a carcinogenecidade dos compostos
são datadas de 1775, em que Percival Pott relaciona a exposição à fuligem ao
aparecimento de câncer nos profissionais limpadores de chaminés na época (Luz,
2010).
Uma vez absorvido, o organismo começa a tentar metabolizá-lo de forma a
eliminar os HPAs. Na metabolização, formam epóxidos e, posteriormente é formado
compostos poliidroxilados (compostos mais solúveis), que são eliminados mais
facilmente pela urina. Nessa metabolização, são formados compostos intermediários
capazes de reagir com a guanina do DNA, e assim modificar as células de forma a
fazerem se replicar com erro, resultando assim na tumoração (Andrade, et al., 1996).
Os HPAs de baixo peso molecular possuem características menos
carcinogênicas, enquanto as frações mais pesadas, possuem um maior potencial
25
(Souza, 2006). O Benzo(a)pireno, devido o seu grau de carcinogênico, tem sido
tradicionalmente usado como marcador de nível de exposição humana aos HPAs
totais presentes no ar. Porém, foram descobertos novos compostos, com maior
potencial, como é o caso do dibenzo[a,h]antraceno e do dibenzo(a,1)pireno, que
podem serem respectivamente de 5 a 100 vezes mais cancerígenos que o
benzo(a)pireno (Castro, 2010).
26
Tabela 3. 3 - Classificação de 18 HPAs, quanto á carcinogenecidade e fator de
toxicidade equivalente (TEF).
Composto Abreviatur
a
USEPA 1 IARC 2 TEF 3
Naftaleno Naph C * 2B 0,001
Acenaftileno Aci D * não
avaliad
o
0,001
Acenafteno Ace não avaliado 3 0,001
Fluoreno Fl D * 3 0,001
Antraceno Ant D * 3 0,01
Fenantreno Phe D * 3 0,001
Fluoranteno Ft D * 3 0,001
Pireno Pyr D * 3 0,001
Benz[a]antraceno B[a]A B2 * 2B 0,1
Criseno Chr B2 * 2B 0,1
Benzo[b]fluoranteno B[b]F B2 * 2B 0,1
Benzo[k]fluoranteno B[k]F B2 * 2B 0,1
Benzo[a]pireno B[a]P B2 * 1 1
Dibenz[a,h]antraceno DB[a,h]A B2 * 2A 5
Indeno[1,2,3-
cd]pireno
InP B2 * 2B 0,1
Benzo[g,h,i]perileno B[g,h,i]P D * 3 0,01
Benzo[j]fluoranteno B[j]F não avaliado 2B 0,1
Dibenzo[a,l]pireno DB[a,l]P não avaliado 2A 100
Adaptado: (Castro, 2010).
1(US-EPA, 2005; US-EPA, 1990, ): Grupo A – cancerígeno para os humanos; Grupo B –
provavelmente cancerígeno para os humanos (B1 – baseado em evidências carcinogénicas limitadas
no homem e suficientes em animais; B2 – baseado em evidências carcinogénicas suficientes em
animais); Grupo C – possivelmente cancerígeno para os humanos; Grupo D – não classificável como
cancerígeno para os humanos (Apud Castro,2010)..
2(IARC, 1983; IARC, 2002; IARC, 2008; IARC, 2010): Grupo 1 – cancerígeno para os humanos;
Grupo 2A – provavelmente cancerígeno para os humanos; Grupo 2B – possivelmente cancerígeno
para os humanos; Grupo 3 – não classificável como cancerígeno para humanos (Apud Castro,2010).
3 (Nisbet e Lagoy, 1992; Pufulete et al., 2004; Okona-Mensah et al., 2005) Fator de toxicidade
equivalente, estimada tendo como base o benzo[a]pireno (Apud Castro,2010).
27
Estudos evidenciaram que trabalhos ligados a atividades como metalúrgica,
construção e manutenção de estradas estão sujeitos a um aumento do risco de
desenvolver câncer em especial no pulmão, pele e bexiga (Castro, 2010). Levando
para o estudo, trabalhar em estacionamentos fechados e com pouca circulação de
ar, também eleva o risco, pelo fato de ter HPAs presentes.
3.2.6. Exposição aos HPAs
As formas de exposição aos HPAs podem ser múltiplas, decorrente da
ubiqüidade dos mesmos, pela grande facilidade de serem transportados e serem
adsorvidos nas superfícies. Os humanos estão sujeitos à inalação de ar poluído,
ingestão de água contaminada ou alimentos. A inalação mesmo que passiva da
fumaça de cigarro ou manuseio de matérias primas que contenham esses
compostos (Moura, 2009).
A exposição por alimento pode ocorrer pela contaminação do mesmo seja pela
forma de confecção, conservação e/ou armazenamento dos alimentos, podendo
ocorrer pelo meio ambiente (ar, solo ou água contaminados) ou durante o
processamento, como etapas de defumação, ou em processos que utiliza elevadas
temperaturas. Alguns que em seu processo de fabricação gerou ou adquiriu HPAs
são: óleos vegetais, margarinas, maionese, café, etc (CARUSO, S. F.;
ALABRURDA, J., 2008). Os HPAs podem também estar presentes em peixes (que
podem bioacumular por não conseguir metabolizá-los) e folhas de vegetais
(espinafre, alface, etc) (Moura, 2009; Castro, 2010).
Por apresentarem características lipofílicas, os HPAs uma vez presente no
organismo, tendem a se acumular nos tecidos lipídicos de plantas e animais. Nas
plantas, se acumulam principalmente em sua superfície (CARUSO, S. F.;
ALABRURDA, J., 2008).
3.3. Fluorescência Molecular
A fluorescência molecular um processo de fotoluminescência em que átomos
ou moléculas após serem excitadas, relaxam voltando ao seu estado fundamental
liberando parte de seu excesso de energia na forma de fótons. É uma técnica que
28
parte de um fenômeno simples e sensível que oferece grandes vantagens em
relação a outras técnicas.
Os HPAs, por possuírem cadeias conjugadas devido à condensação dos anéis
aromáticos, apresentam fluorescência em regiões bastante próximas quando
excitados na região do ultravioleta.
Uma molécula quando excitada eletronicamente tende a perder o excesso de
energia e voltar ao seu estado de menor energia. Essa perda de energia pode
ocorrer de duas importantes formas: relaxação não-radiativa e emissão fluorescente.
A relaxação radiativa pode ocorrer de duas formas: relaxação vibracional e
conversão interna que resultam em um pequeno aumento da temperatura do meio.
O processo de fluorescência ocorre em molécula que possuem em sua
estrutura duplas ligações conjugadas, que tornem a estrutura da molécula rígida que
não favoreça os processos de relaxação vibracional e conversão interna, dessa
forma, a fluorescência molecular é um fenômeno que ocorre em poucas moléculas.
Os HPAs possuem as características necessárias para fluorescer, trabalhos
utilizando a técnica de fluorescência molecular foram realizados nos trabalhos com
HPAs em águas produzidas por (Bezerra, 2010) e (Santos, 2010), com obtenção de
espectros com bandas em comprimentos de ondas próximos. A figura 3.4 apresenta
um diagrama de energia mostrando os processos que ocorrem após uma molécula
absorver radiação.
29
Figura 3. 4 - Diagrama de níveis de energia. Fenômenos que podem ocorrer com a
energia após sua absorção
(Skoog D. A.; West D. M.; Holler F. J.; Crouch S. R., 8ª Ed.)
Segundo (Skoog D. A.; West D. M.; Holler F. J.; Crouch S. R., 8ª Ed.), a
fluorescência molecular é medida excitando-se a amostra no comprimento de onda
de absorção e medindo-se a emissão a um comprimento de onda mais alto
denominado comprimento de onda de fluorescência. No trabalho de Santos, foi
obtido o espectro de emissão na região de 300 a 450, o resultado é mostrado na
figura a seguir (Santos, 2010).
30
Figura 3. 5 - Espectros de fluorescência molecular de HPAs.
Fonte: (Santos, 2010)
Bezerra, também obteve espectros de emissão dos HPAs, em seu trabalho
realizado com água produzida. Os espectros obtidos são mostrados na figura a
seguir (Bezerra, 2010).
Figura 3. 6 - Espectro de emissão de 280 a 550 nm, com excitação em 282nm.
Fonte: (Bezerra, 2010)
31
4. METODOLOGIA
4.1. Materiais e reagentes
Os materiais e reagentes utilizados foram:
Tubo de ensaio
Kitassato
Erlenmeyer
Dessecador
Tubos de vidro
Borbulhador de vidro
Bomba de ar
Aquecedor
Medidor de vazão de película de sabão
Clorofórmio Vetec 99,8%
Naftaleno (naftalina comercial)
Gelo
4.2. Seleção dos locais de coleta
Uma avaliação prévia foi feita, através de simples visitas, em diversos
ambientes possíveis de serem usados como objeto deste estudo. Em alguns locais
constatou-se uma atmosfera bastante insalubre, com um grande tráfego de veículos
e pouca ou nenhuma ventilação, inclusive, com pessoas trabalhado o dia inteiro no
ambiente. Entre os ambientes visitados foi feita uma seleção levando-se em
consideração as características quanto à rotatividade de veículos e ventilação.
4.3. Descrição preliminar do trabalho
Normalmente, a presença de poluentes no ar se encontra em concentrações
baixas, de modo que seriam necessárias técnicas de alta sensibilidade para
identificá-los e quantificá-los na forma gasosa. Alem do mais, haveria a necessidade
de equipamentos específicos que permitissem tanto a coleta quanto a análise nestas
32
condições. Uma forma mais acessível de análise é fazendo-se uma pré-
concentração do analito em um solvente líquido apropriado. Duas características
essenciais do solvente é o ponto de ebulição elevado para evitar sua evaporação
durante a injeção do ar e a elevada solubilidade do analito no mesmo. Dependendo
da concentração do analito no ar, a pré-concentração pode necessitar de bastante
tempo. Como o estudo foi realizado em ambientes privados, havia a necessidade de
se desenvolver um sistema que fosse eficiente, prático e, sobretudo, discreto, de
modo a permitir a coleta sem ser percebido. Portanto, imaginamos um sistema que
fosse adaptado a um automóvel e alimentado diretamente pela bateria.
Como não dispúnhamos de cromatógrafos para o estudo, nesta etapa do
trabalho usamos a espectrometria de fluorescência molecular como técnica para
avaliar a presença de HPAs, uma vez que estas espécies apresentam elevados
níveis de fluorescência, normalmente, numa região comum do espectro. Nesta etapa
do trabalho não foi possível fazer quantificação dos HPAs, apenas constatação da
sua presença.
4.4. Montagem do sistema de coleta e testes preliminares no laboratório
Nesta etapa usou-se a naftalina comercial como fonte de naftaleno. Os ensaios
consistiram em estudos de pré-concentração de vapores de naftaleno em
clorofórmio. Para tanto, colocou-se naftalina em pó dentro de um erlenmeyer e
acoplou-se a um kitassato contendo um tubo com o solvente (clorofórmio Vetec
99,8%), através de um tubo de vidro. O kitassato foi acoplado a um dessecador sob
vácuo, seguindo o esquema mostrado na Figura 4.1. Ao abrir a válvula do
dessecador vapores de naftalina eram sugados de aprisionados no solvente. Os
tempos de amostragem foram de 5, 10,20 e 30 minutos. Terminado o tempo de
borbulhamento, as amostras foram analisadas por espectrometria de fluorescência
molecular. Posteriormente, o dessecador foi substituído por um compressor de
nebulizador, usado de forma invertida para fazer o vácuo.
33
Figura 4. 1 - Sistema utilizado para os primeiros ensaios no laboratório.
Fonte: Autor, 2016
Por verificar pouca eficiência dos sistemas usados anteriormente na pré-
concentração da naftalina, desenvolveu-se outro método, mostrado na figura 4.2.
Neste caso a naftalina foi fundida num kitassato, com auxílio de um aquecedor com
o intuito de se aumentar sua pressão de vapor. O vapor gerado é conduzido até o
recipiente contendo clorofórmio, com auxílio do ar injetado por uma bomba de fluxo.
Após o término de injeção a amostra foi analisada por espectrofluorimetria.
Figura 4. 2 - Sistema 2 utilizado para pré-concentração da naftalina em clorofórmio.
Fonte: Autor, 2016
4.5. Obtenção dos espectros de fluorescência
As análises de fluorescência foram realizadas em um espectrofluorímetro
Shimadzu, modelo RF-5301PC no formato de excitação e emissão. Como os HPAs
34
apresentam uma banda de fluorescência em torno de 330 nm, este comprimento de
onda foi usado para obtenção dos espectros de excitação, varrendo-se a faixa de
220 a cerca de 300 nm. Inicialmente, adicionou-se um pouco de naftalina a uma
porção de clorofórmio e obteve-se o espectro. Devido à elevada fluorescência desta
solução, a mesma foi diluída até níveis de concentração que permitissem a obtenção
de um bom espectro que servisse de referência para o trabalho.
4.6. Sistema de coleta de amostras no campo
O sistema usado na coleta foi adaptado no automóvel seguido a ilustração
apresentada na Figura 4.2. Um conversor de tensão de 12 para 220 V, indicado pelo
número (2) na figura abaixo foi ligado à bateria (1). Este conversor foi usado para
alimentar a bomba (4). Essa bomba tinha a função de sugar o ar da atmosfera e
injetar na célula (3) contendo o solvente.
Figura 4. 3 - Sistema usado para as coletas no campo. (1) bateria, (2) conversor 12-
220 V, (3) célula e (4) bomba de coleta de ar.
Fonte: Autor, 2016
35
4.7. Coleta das amostras
A coleta foi feita de forma bem simples. Colocava-se o automóvel adaptado
dentro do estacionamento e acionava-se uma chave localizada no conversor de
tensão (2) para ligar a bomba (4). A célula (3) era composta de um tubo de vidro
com cerca de 3 cm de diâmetro contendo 25 mL de clorofórmio. Esse tubo era
mantido numa caixa térmica com gelo para minimizar a perda do solvente. Um
borbulhador conectado à bomba, através de um tubo de vidro, foi introduzido no
solvente permitindo a transferência dos HPAs. O tempo de borbulhamento do ar no
solvente foi de uma hora e o branco foi coletado numa região da cidade onde a
presença desses poluentes era mínima. As amostras foram coletadas em 2 pontos
além do branco. O ponto 1 refere-se a um estacionamento localizado no subsolo de
um edifício de consultórios e clínicas médicas. O ponto 2 foi o estacionamento de
um shopping da cidade. Após a coleta, as amostras foram transferidas para balões
volumétricos e mantidas sob refrigeração até chegar ao laboratório. As análises
foram feitas em seguida. Análises repetidas alguns dias após a coleta, com as
amostras mantidas em refrigerador, não apresentaram alterações nos resultados.
36
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1. Obtenção do espectro de emissão da naftalina
Inicialmente foi realizado um espectro de emissão do naftaleno, obtendo o
espectro da figura 5.1.
Figura 5. 1 - Espectro de emissão do naftaleno.
Fonte: Autor, 2016
Como não dispúnhamos de padrões de HPAs, utilizamos como material de
referência a naftalina comercial, uma excelente fonte de naftaleno. A amostra foi
preparada segundo o procedimento descrito no item 4.4 Inicialmente, obtivemos o
espectro de excitação, onde observamos que a transição eletrônica que produz a
maior intensidade de emissão ocorre em 240 nm. Portanto, os espectros de emissão
do naftaleno foram obtidos excitando-se em 240 nm e varrendo-se a faixa de
emissão a partir de 320 nm. Vários trabalhos da literatura mostram que os espectros
de emissão de vários HPAs apresentam bastante semelhança (Bezerra, 2010;
Santos, 2010). O espectro obtido na Figura 5.1 está de acordo com aqueles
apresentados na literatura e apresentados nas Figuras 3.4 e 3.5.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
320 370 420 470
Inte
nsid
ade
Comprimento de onda (nm)
Espectro de emissão da naftalina
Naftalina
37
5.2. Estudo da pré-concentração de vapores de naftaleno em clorofórmio.
Após o espectro de emissão do naftaleno, analisou a absorção dos vapores
da naftalina em função do tempo de injeção.
Figura 5. 2 - Espectro do naftaleno em função do tempo no laboratório.
Figura 5. 3 - Espectros de excitação e emissão obtidos após 30 min de injeção de
vapores de naftaleno ao clorofórmio.
Fonte: Autor, 2016.
0
20
40
60
80
100
120
300 325 350 375 400 425 450 475
Inte
nsid
ade
Comprimento de onda (nm)
Branco
Naftaleno 5 min
Naftaleno 10 min
Naftaleno 20 min
Naftaleno 30 min
0
50
100
150
200
250
200 250 300 350 400 450
Inte
nsid
ade
Comprimento de onda (nm)
Expectro de excitação x emissão do naftaleno
Excitação donaftaleno
Emissão donaftaleno
38
Os resultados obtidos a partir dos espectros de fluorescência das soluções
obtidas através da injeção de vapores do naftaleno utilizando o esquema da figura
4.1 apontaram uma baixa eficiência no método de pré-concentração, ou seja, os
espectros das amostras, praticamente, não diferiam daquele apresentado pelo
branco.. Em princípio, a interpretação dada foi que a pressão de vapor da naftalina
sólida era muito baixa, de modo que a concentração de naftaleno na forma gasosa
era ínfima. Partindo desse princípio, desenvolveu-se o sistema mostrado na figura
4.2. Os resultados dos espectros após diferentes tempos de pré-concentração do
naftaleno está apresentados na Figura 5.2. Os espectros obtidos são semelhantes
ao apresentado na figura 5.1 e mostram um crescimento na intensidade de
fluorescência com o aumento to tempo de injeção do vapor de naftalina, indicando
uma maior eficiência do sistema utilizado. Os resultados iniciais teve como objetivo
principal a caracterização do naftaleno no sentido de comparação desses resultados
com os resultados obtidos com as amostras de campo. Os espectros da Figura 5.2
foram obtidos excitando-se em 250 nm. Após a última etapa de injeção do naftaleno
(30 minutos), obteve-se um espectro de excitação no sentido de se identificar o
melhor comprimento de onda para excitar, onde se determinou o comprimento de
onda 275 como sendo mais adequado. Em seguida obteve-se um novo espectro de
emissão com excitação em 275 nm, obtendo-se um resultado com maior eficiência
quântica, como mostra a Figura 5.3.
5.3. Espectros de emissão amostra 1 e amostra 2
Após as coletas nos dois locais escolhidos, foram realizadas análise de
emissão no comprimento de onda 276nm, que foi escolhido pelo espectro de
excitação realizado anteriormente com a amostra 1.
39
Figura 5. 4 - Espectros das amostras 1 e 2 excitados no comprimento de onda de
276nm.
Fonte: Autor, 2016
A figura 5.4 refere-se aos espectros do branco e das amostras 1 e 2. Uma
avaliação inicial dos resultados apontou resultados contraditórios em relação ao
esperado. Aparentemente, o ambiente onde se coletou a amostra 1 era bem mais
insalubre que o da amostra 2, pois se trata de um local fechado, praticamente sem
ventilação e com grande fluxo de automóveis. Os espectros de emissão foram
obtidos com excitação em 276 nm. Apesar de a fluorescência ocorrer na mesma
região da emissão observada para o naftaleno, indicando a presença dos HPAs em
ambos os ambiente, esperava-se que a fluorescência da amostra 1 fosse mais
intensa que da amostra 2, o que não ocorreu, como mostra a Figura 5.3. Como o
experimento foi realizado nas mesmas condições empregadas para as amostras
obtidas nas primeiras coletas, resolveu-se fazer estudos complementares, no
sentido de esclarecer essas dúvidas.
5.4. Espectros de absorção molecular das amostras na região do ultravioleta
A análise de absorção molecular foi realizada com objetivo tentar esclarecer os
problemas observados no item anterior. Como já conhecido da literatura, os HPAs
0
50
100
150
200
250
320 370 420 470
Inte
nsid
ade
Comprimento de onda (mm)
40
apresentam absorção na região do ultravioleta (CARUSO, S. F.; ALABRURDA, J.,
2008). Portanto, resolveu-se usar esta técnica como uma forma complementar para
tentar esclarecer os problemas observados no item anterior.
Figura 5. 5 - Espectros de absorção molecular das amostras na região do
ultravioleta.
Fonte: Autor, 2016.
A Figura 5.5 mostra os espectros obtidos para as amostras 1 e 2. Os
resultados obtidos mostraram o contrário do observado para a fluorescência. A
amostra do ponto 1 apresentou intensidade de absorção bem superior à observada
para a amostra 2. Em princípio suspeitou-se de erros experimentais, porém
sucessivas repetições da análise com as duas técnicas mostraram os mesmos
resultados. Apesar das duas amostras apresentarem duas bandas de absorção
entre 220 a 300 nm, é possível observar que os comprimentos de onda de máxima
absorção são diferentes para cada uma. Esse resultado indica que o material
coletado é HPA, porém se trata de compostos diferentes, portanto, que devem
fluorescer também de forma diferente.
41
5.5. Espectro de absorção do naftaleno.
Como estudo complementar fez-se também o espectro de absorção do
naftaleno no sentido de compará-lo com aqueles obtidos a partir das duas amostras.
A figura 5.6 mostra os espectros do naftaleno juntamente com aqueles obtidos para
a amostra 1 e 2. Do mesmo modo que se observou semelhança na região de
fluorescência das amostras em relação ao naftaleno, também foi observado no
espectro de absorção, Figura 4. Esses resultados reforçam a idéia de que o material
coletado se trata realmente de HPAs.
Figura 5. 6 - Espectro de absorção das amostras 1 e 2, juntamente com o naftaleno.
Fonte: Autor, 2016.
42
5.6. Espectro de excitação das amostras 1 e 2.
Posteriormente foi realizado os espectros de excitação das duas amostras
coletadas, apresentado na figura 5.7.
Figura 5. 7 - espectros de excitação das amostras 1 e 2.
Fonte: Autor, 2016.
Partindo do princípio que se tratava de HPAs diferentes em cada amostra,
indicado tanto pelos resultados de fluorescência quanto de absorção molecular,
resolveu-se fazer o espectro de excitação das duas amostras. Os espectros
apresentados na Figura 5.7 mostram que as amostras realmente são diferentes. A
amostra 1 apresenta duas bandas de excitação bem definidas, sendo a primeira em
torno de 265 nm e a segunda em 290 nm. O espectro da amostra 2 apresenta
emissão sob a forma de uma banda larga que se estende de 250 a 295 com máximo
de excitação em 288 nm. A partir desse resultado foi possível entender porque a
intensidade de emissão no espectro de missão do local 1 ter apresentado uma
banda com intensidade muito menor que o local 2 no espectro de emissão.
0
50
100
150
200
250
220 230 240 250 260 270 280 290 300
Inte
nsid
ade
Comprimento de onda (nm)
Local 1
Local 2
43
5.7. Espectro de emissão das amostras 1 e 2, com excitação em 285 (local 2)
e 290nm (local 1).
Com base no resultado do espectro de excitação das duas amostras foi
realizado novos espectros de emissão que é apresentado na figura 5.8
Figura 5. 8 - Espectro de emissão das amostras dos locais 1 e 2, com excitação em 288nm
Os espectros de excitação mostrados na figura 5.7 mostram que as duas
amostras apresentam maior intensidade de emissão quando excitado em 290 e 285
nm para as amostras 1 e 2, respectivamente. A figura 7.7 mostra os espectros de
emissão obtidos nos respectivos comprimentos de onda de excitação de maior
eficiência. Comparando-se com os espectros apresentados na figura 5.4 que são
diferentes em intensidade, os espectros da Figura 5.8 são muito semelhantes. Esse
comportamento ocorre porque as intensidades de emissão nos espectros de
excitação são iguais para as duas amostras 1 e 2 quando excitadas em 290 e 285,
respectivamente
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
320 345 370 395 420 445 470 495
Inte
nsid
ade
Comprimento de onda (nm)
Branco
Local 1
Local 2
Fonte: Autor,
2016.
44
6. CONCLUSÕES
A partir da avaliação dos resultados conclui-se que:
O sistema desenvolvido apresenta promissor para coleta dos HPAs e também
outros poluentes gasosos presentes na atmosfera.
As propriedades espectroscópicas do naftaleno serviram como um bom
padrão de comparação com os HPAs presentes nas amostras.
Apesar dos HPAs terem sido coletados em ambientes com características
semelhantes, ou seja, estacionamentos com pouca ventilação, os espectros de
absorção e fluorescência mostram que se trata de amostras com estruturas
diferentes.
Apesar do trabalho está no início, os resultados obtidos já forneceram
informações importantes em relação ao direcionamento das próximas etapas.
Perspectivas para trabalhos futuros
Fazer um estudo sistemático em cada local de coleta, ou seja, coletar em
horários diferentes no sentido de avaliar a dinâmica de recuperação da
atmosfera.
Incluir outros locais de coleta com características semelhantes.
Usar a cromatografia como uma técnica analítica que permita tanto a
identificação como a quantificação dos HPAs em cada ambiente.
45
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