Sistematização de metodologias para avaliação de metabólitos e produtos de transformação em amostras de águas superficiais

Abstract

Contaminantes emergentes (CEs) são um grupo de compostos, não legislados, cujo a estrutura, propriedades e efeitos sobre a saúde humana e meio ambiente ainda não estão totalmente compreendidos, fato que justifica sua investigação. Metabólitos e Produtos de transformação (TPs) são exemplos de CEs onipresentes no meio ambiente e que foram avaliados neste trabalho quanto a sua incidência, distribuição, foto- transformação e toxicidade. Um fluxo de trabalho pós data foi desenvolvido e aplicado nas amostras de águas superficiais oriundas do monitoramento realizado em seis pontos do Arroio Dilúvio, em Porto Alegre- RS, entre os anos de 2016 e 2018, através da metodologia de suspect screening, partindo-se de uma base de dados de 2028 compostos. Para dimensionar todas as etapas envolvidas na busca suspect screening utilizando processos de fotodegradação, um segundo fluxo trabalho, paralelo e independente, foi desenvolvido para avaliar os TPs gerados pelo processo de fotólise direta em água, utilizando o inseticida Propoxur como modelo. Os fármacos, agrotóxicos, hormônios e drogas de abuso foram as classes de compostos identificadas nos estudos de monitoramento. Os metabólitos 4-amino-antipirina (4-AA), 4-acetil-amino- antipirina (4-AAA), Fenpiroximato M-13 e Benzoilecgonina, foram os compostos majoritários, apresentando as maiores áreas. As regiões de maior incidência foram nos pontos 3, 4 e 5, nos meses de Junho e Setembro dos anos de 2016 e 2018. Em relação aos TPs gerados nos estudo de fotodegradação, três foram identificados, formados pela recombinação de radicais do Propoxur via rearranjo foto-fries ou por compostos intermediários, sendo um deles ainda não previsto anteriormente na literatura. A toxicidade in silico, através do método QSAR, foi utilizada para realizar a avaliação de risco de todos compostos identificados. Os metabólitos Carbofurano-fenol e Carbendazim foram previstos como mutagênicos, ao ponto que Dihidrotestosterona e 4-hidroxinorefedrina são tóxicos para o desenvolvimento reprodutivo humano. Os três TPs do Propoxur são carcinogênicos, mas não apresentam perfil mutagênico ao contrário do Propoxur. As previsões de biodegradabilidade imediata foram avaliadas, porém os resultados obtidos apresentaram baixa confiabilidade.

Emerging contaminants (ECs) are a group of non-legislated compounds whose structure, properties and effects on human health and the environment are not yet fully understood, a fact that justifies their investigation. Metabolites and transformation products (TPs) are examples of ECs that are ubiquitous in the environment and were evaluated in this work in terms of their incidence, distribution, photo-transformation and toxicity. A post-dating workflow was developed and applied to surface water samples from the monitoring carried out at six points in the Dilúvio Stream, in Porto Alegre, RS, between 2016 and 2018, using the suspect screening methodology, starting from a database of 2028 compounds. In order to scale up all the steps involved in suspect screening using photodegradation processes, a second, parallel and independent workflow was developed to evaluate the TPs generated by the direct photolysis process in water, using the insecticide Propoxur as a model. Pharmaceuticals, pesticides, hormones and drugs of abuse were the classes of compounds identified in the monitoring studies. The metabolites 4-amino-antipyrine (4-AA), 4-acetyl-amino-antipyrine (4-AAA), Phenpyroximate M-13 and Benzoylecgonine were the majority compounds, with the largest areas. The regions with the highest incidence were at points 3, 4 and 5 in June and September 2016 and 2018. Regarding the TPs generated in the photodegradation studies, three were identified, formed by the recombination of Propoxur radicals via photo-Fries rearrangement or by intermediate compounds, one of which was not previously predicted in the literature. In silico toxicity, using the QSAR method, was used to carry out the risk assessment of all the compounds identified. The metabolites Carbofuran-phenol and Carbendazim were predicted to be mutagenic, while Dihydrotestosterone and 4-hydroxynorephedrine are toxic to human reproductive development. Propoxur's three TPs are carcinogenic, but do not have a mutagenic profile, unlike Propoxur. Ready biodegradability predictions were evaluated, but the results obtained showed low reliability.