Implementação de metodologias sustentáveis para a determinação de fármacos, agrotóxicos e compostos odoríferos em águas superficiais

Abstract

Neste trabalho, foi realizado estudo da qualidade da água potável produzida em uma Estação de Tratamento de Água da cidade de Porto Alegre (ETA-São João). Os parâmetros avaliados foram a presença dos compostos odoríferos 2-MIB e Geosmina (GSM), bem como os agrotóxicos de controle presentes nas Portaria Federal e Estadual e 48 fármacos, que se encontram entre os mais consumidos pela população da cidade de Porto Alegre – RS. A metodologia analítica utilizada para a determinação dos compostos odoríferos foi a Microextração em Fase Sólida (SPME), no modo Headspace (HS), utilizando a Cromatografia a Gás acoplada à Espectrometria de Massas (GC-MS), no modo de Monitoramento de Íons (SIM), como técnica instrumental. A metodologia proposta que melhor atendeu aos critérios utilizados (guia SANTE e guias do INMETRO e MAPA) fez uso de fibra de SPME com revestimento de DVB/CAR/PDMS, tempo de equilíbrio de 10 min, exposição de 30 min, na temperatura de 60°C, com 30% (m/v) de NaCl, utilizando 10 mL de amostra, sob agitação. Os dados de LD e LQ, respectivamente, foram de 2,0 ng/L e 10 ng/L para 2-MIB e 1,0 ng/L e 5,0 ng/L para GSM. Estes valores estão próximos aos valores de concentração detectados pelo olfato humano (2 – 15 ng/L para 2-MIB e 4 – 10 ng/L para GSM). A determinação de agrotóxicos e fármacos foi realizada por metodologia previamente validada no grupo de pesquisas, utilizando Extração em Fase Sólida e análise por Cromatografia de Ultra Alta Eficiência acoplada à Espectrometria de Massas por Tempo de Voo (UHPLC-Q-TOF-MS). Paralelamente, a metodologia por injeção direta (ID) foi proposta e validada. Os limites de detecção e quantificação (LD e LQ) foram utilizados para comparar as duas metodologias. Em termos de atendimento às portarias Federal e Estadual, a ID atendeu a grande parte dos agrotóxicos, em termos de Limite Máximo Permitido. Para os fármacos, não há legislação, portanto apenas foram comparados os dados de LQ e LD em água bruta e tratada. Durante 12 meses entre 2022 e 2023, foi realizado monitoramento da água bruta e tratada da ETA-São João para 2-MIB e GSM e para agrotóxicos e fármacos. No mês de maio de 2023, houve um evento de gosto e odor na água de Porto Alegre. Durante o período do evento foram realizadas diversas amostragens para a determinação dos compostos odoríferos. Os dados mostraram a presença de 2-MIB e GSM, que variaram desde n.d. até valores entre o LD e o LQ. Na avaliação de agrotóxicos e de fármacos, como os LDs do método por SPE estão na faixa de ng/L, enquanto por ID, na faixa de

In this work, a study on the quality of drinking water produced in a Water Treatment Plant in the city of Porto Alegre (ETA-São João) was carried out. The evaluated substances were the odorous compounds 2-MIB and Geosmine (GSM), as well as the control pesticides present in Federal and State Ordinances and 48 pharmaceuticals, which are among the most consumed by the population of the city of Porto Alegre – RS. The analytical methodology used to determine the odoriferous compounds was Solid-Phase Microextraction (SPME), in Headspace (HS) mode, using Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry (GC-MS) in Ion Monitoring mode (SIM) as an instrumental technique. The proposed methodology that best met the criteria used (SANTE guide and INMETRO and MAPA guides) made use of SPME fiber with DVB/CAR/PDMS coating, equilibrium time of 10 min, exposure of 30 min, at a temperature of 60 °C, with 30% (m/v) NaCl, using 10 mL of sample, under agitation. The LD and LQ data, respectively, were 2.0 ng/L and 10 ng/L for 2-MIB and 1.0 ng/L and 5.0 ng/L for GSM. These values are within the concentration values detected by human smell (2 – 15 ng/L for 2-MIB and 4 – 10 ng/L for GSM). The determination of pesticides and pharmaceuticals was carried out using a methodology previously validated in the research group, using Solid-Phase Extraction and analysis by Ultra High Performance Chromatography coupled to Time of-Flight Mass Spectrometry (UHPLC-Q-TOF-MS). At the same time, the direct injection (DI) methodology was proposed and validated. The detection and quantification limits (LOD and LOQ) were used to compare the two methodologies. In terms of compliance with Federal and State ordinances, ID complied with the majority of pesticides, in terms of Maximum Allowed Limit. For pharmaceuticals, there is no legislation, so only LQ and LD data in raw and treated water were compared. For 12 months between 2022 and 2023, monitoring of raw and treated water from ETA-São João was carried out for 2-MIB and GSM and for pesticides and pharmaceuticals. In May 2023, there was a taste and odor event in the water of Porto Alegre. During the event period, several samples were taken to determine odorous compounds. The data showed the presence of 2-MIB and GSM, which varied from n.d. to values between LOD and LOQ. In the evaluation of pesticides and pharmaceuticals, as the LDs of the SPE method are in the range of ng/L, while for ID, in the range of ng/L to µg/L, many analytes were detected only using SPE. However, the ID methodology has the advantage of not using materials such as cartridges and solvents, reducing costs and total preparation time.