PPGQUIM - Programa de Pós-Graduação em Química

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Browsing PPGQUIM - Programa de Pós-Graduação em Química by Author "Afonso, Robson José de Cássia Franco"

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    Avaliação da presença de microcontaminantes de preocupação emergente, por GC-MS, e de elementos inorgânicos, por TXRF, nas águas superficiais da Bacia do Rio Paraopeba/MG.
    (2018) Corrêa, Joane Mariela Miari; Afonso, Robson José de Cássia Franco; Moreira, Renata Pereira Lopes; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Afonso, Robson José de Cássia Franco
    A significativa diminuição do volume dos recursos hídricos e a constante poluição dos corpos d’águas por contaminantes orgânicos têm despertado a atenção para a necessidade de estudos dedicados à determinação destas substâncias, presentes no meio ambiente, e às alternativas de tratamento para remoção destes poluentes e recuperação dos sistemas afetados. Várias substâncias, frequentemente encontradas em baixas concentrações, são classificadas como microcontaminantes de preocupação emergente, devido às alterações que provocam no meio ambiente causando efeitos adversos para os seres vivos pela exposição contínua. Abrangem diversas classes de substâncias, tais como produtos farmacêuticos e de higiene pessoal, pesticicidas, herbicidas, nanomateriais, hormônios naturais e sintéticos. Os elementos inorgânicos também estão presentes em níveis elevados nas matrizes ambientais, representando potenciais riscos aos corpos hídricos, biota e saúde humana. Dessa forma, o presente trabalho buscou identificar e quantificar alguns microcontaminantes de preocupação emergente utilizando cromatografia gasosa acopladas à espectrometria de massas (GC-MS) e elementos inorgânicos por fluorescência de raios-X por reflexão total (TXRF) nas águas superficiais da Bacia do Rio Paraopeba-MG. As coletas das amostras foram realizadas em 4 campanhas, sendo 2 em período de chuva e 2 de estiagem. Foram selecionados 15 pontos de amostragem ao longo da bacia, assim, foi possível avaliar as variações sazonal e espacial dos compostos e observar a influência das diferentes atividades antropogênicas. Os 12 microcontaminantes de preocupação emergente selecionados foram: diclofenaco, ibuprofeno, naproxeno, paracetamol, genfibrozila, estrona, 17β-estradiol, 17α-etinilestradiol, estriol, bisfenol A, 4-nonilfenol, 4-octilfenol. Os 15 elementos inorgânicos foram: arsênio, bário, bromo, cálcio, chumbo, cobre, cromo, estrôncio, ferro, manganês, níquel, potássio, rubídio, titânio e zinco. A metodologia utilizada para a detecção destes compostos foi validada e aplicada em 60 amostras. Os procedimentos para a determinação dos compostos orgânicos envolveram filtração a vácuo seguida pela concentração e clean-up das amostras utilizando extração em fase sólida (SPE). Os extratos analisados por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-MS) foram previamente derivatizados com BSTFA: 1% TMCS, apresentando limites de quantificação para o método de 3,61 a 14,36 ng/L e valores de recuperação variaram de 46,11 a 107,15% para o nível mais baixo (10μg/L). As análises dos elementos inorgânicos foram realizadas por fluorescência de raios-X por reflexão total (TXRF). Os limites de quantificação do método foram de 4,47 a 111,63 µg/L. O microcontaminante de preocupação emergente de maior ocorrência foi o bisfenol A, detectado em 96,67% das amostras analisadas.Já os inorgânicos de maior incidência foram o cálcio e potássio encontrados em 100% das amostras. A ocorrência do maior número de microcontaminantes de preocupação emergente foi no período de menor índice pluviométrico, campanha 4. Os elementos inorgânicos tiveram maiores concentrações nas amostras coletadas no período das águas, campanha 1 e 2. Os dados obtidos foram tratados estatisticamente por análises multivariadas (PCA e HCA), sendo possível observar o perfil de contaminação das amostras coletadas e correlacioná-los com as influências antropogênicas, industriais e/ou naturais no processo de contaminação das águas superficiais da Bacia do Rio Paraopeba em Minas Gerais. Enfim, foi calculada uma estimativa da toxicidade de alguns microcontaminantes de preocupação emergente deste estudo.
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    Otimização e validação do método para análise de microcontaminantes de preocupação emergente por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas utilizando derivatização online.
    (2018) Campos, Alexandre Cristiano Vicente; Afonso, Robson José de Cássia Franco; Queiroz, Maria Eliana Lopes Ribeiro de; Froes, Roberta Eliane Santos; Afonso, Robson José de Cássia Franco
    Nas últimas décadas uma classe de contaminantes tem despertado interesse na comunidade científica, os microcontaminantes de preocupação emergente, em função dos seus possíveis efeitos adversos a humanos e ao meio ambiente. Dentro desse grupo, se destacam fármacos, antibióticos, produtos de higiene pessoal e desreguladores endócrinos. Como a remoção destes compostos em estações de tratamento de esgotos é geralmente ineficaz, eles chegam a corpos receptores, trazendo consequências à biota e aos seres humanos. Dentre os efeitos reportados, se destacam a preocupação com o aumento da resistência bacteriana, desregulação endócrina, distúrbios motores em animais aquáticos, dentre outros. Baseado nessas constatações, o presente trabalho envolve a validação e otimização, pelo planejamento de experimentos por superfície de respostas, do método de derivatização online, para determinação de 12 microcontaminantes de preocupação emergente por cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas. Foram avaliados 5 fármacos (ibuprofeno, diclofenaco, naproxeno, paracetamol e genfibrozila), compostos fenólicos, hormônios naturais e sintéticos de comprovada atividade estrogênica (4-nonilfenol, 4-octilfenol e bisfenol A, estrona, estradiol, etinilestradiol e estriol). No pré-tratamento da amostra foi utilizada extração em fase sólida (SPE), utilizando cartuchos Strata X e Strata SAX cujas recuperações variaram entre 70,8 a 109,3%. A otimização do método de derivatização online utilizou BSTFA e piridina. Os parâmetros investigados na otimização por superfície de respostas foram temperatura do injetor; pressão e volume de reagente derivatizante obtendo-se como condição ótima de análise 326,4 ºC de temperatura do injetor, 140 kPa de pressão do injetor e 1 μL de reagente derivatizante. Os limites de detecção e quantificação do método analítico variaram entre 0,8 a 20,6 ng.L-1 e 2,6 a 68,5 ng.L-1, respectivamente. O procedimento validado foi utilizado para analisar amostras de esgoto obtidas no Centro de Pesquisa e Treinamento em Saneamento UFMG/COPASA – CePTS, localizado na Estação de Tratamento de Esgoto Arrudas, em Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil. Nas amostras foram encontrados apenas bisfenol A (22,5 ng.L-1) e 4-octilfenol (13,0 ng.L-1).
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    Utilização da farinha da casca de Passiflora sp. (maracujá) como biossorvente para Cr(VI), Cd(II) e Pb(II), e filtro funcionalizado com pectina para Hg atmosférico.
    (2020) Santos, Emylle Emediato; Froes, Roberta Eliane Santos; Froes, Roberta Eliane Santos; Anunciação, Daniela Santos; Afonso, Robson José de Cássia Franco
    Diante das inúmeras formas de contaminação que são causadas pelo homem, a utilização de um resíduo agroindustrial como subproduto de interesse científico e tecnológico é a abordagem deste trabalho. A farinha da casca do maracujá (PFPF) foi utilizada como bissorvente para Pb(II), Cd(II) e Cr(VI), e como matéria-prima para extração de pectina. Os estudos cinéticos indicaram que Pb(II) e Cr(VI) se ajustaram a um modelo de pseudo-segunda ordem e Cd(II) a um modelo de pseudo-primeira ordem. O estudo das isotermas de adsorção indicou que para todos os analito o modelo de Langmuir foi mais bem ajustado, com Qmax=70,9 ± 2,2 mg g-1 para Pb(II), Qmax=76,3 ± 5,0 mg g-1 para Cd(II) e Qmax=265 ± 38 mg g -1 para Cr(VI). Por meio da isoterma de Dubinin-Radushkevich houve indícios que os processos envolvidos na adsorção de Pb(II) e Cd(II) são influenciados majoritariamente por um fenômeno de fisissorção. A aproximação do cálculo de energia livre de adsorção (ΔadsGº) indicou que a adsorção acontece de forma espontânea. O estudo de adsorção bicomponente evidenciou o efeito sinérgico na adsorção dos íons, contribuindo especialmente no aumento da adsorção de Pb(II). Nos testes em amostras de efluentes reais observou-se que a eficiência de remoção foi de 100% para Pb (II), em torno de 30% para Cd(II) e acima de 70% para Cr(VI). A partir do estudo de dessorção do sistema, observou-se que para eluição de Pb(II) a melhor solução foi de HNO3 0,1 mol L-1, para Cd(II) foi a mistura composta por 27% de água, 52% de HNO3 e 21% de NaNO3, e para Cr(VI) apenas água deionizada. Além disso, a PFPF é uma boa matéria prima para a extração de pectina. Os resultados obtidos pelo planejamento composto central (CCD) mostraram que foi possível obter pectina de alto teor de metilesterificação (HDM), em menor tempo e com rendimento maior que aqueles reportados na literatura com o mesmo solvente, obedecendo aos princípios de química verde. A partir das amostras geradas pelo planejamento CCD, foi possível agrupar as amostras em 5 clusters de acordo com os grupos funcionais identificados via análise de FTIR e comparáveis a padrões comerciais. A pectina extraída foi utilizada para a funcionalização de filtros de vidro visando a adsorção de vapor de mercúrio. Com este novo material foram realizadas caracterizações que indicaram a eficiência do recobrimento dos filtros com a pectina HDM. Os testes de adsorção de vapor de Hg apresentam resultados promissores.