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Fabiana Ribeiro Fontenelle Estudo de biodisponibilidade de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos – HPAs na água do mar nos ecossistemas marinhos do Sistema Estuarino de Santos - São Vicente e do Sistema Estuarino-Lagunar de Cananéia- Iguape Dissertação apresentada ao Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciências, área de Oceanografia Química. Orientador: Prof. Dr. Rafael André Lourenço São Paulo – SP 2018
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Fabiana Ribeiro Fontenelle
Estudo de biodisponibilidade de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos
– HPAs na água do mar nos ecossistemas marinhos do Sistema Estuarino
de Santos - São Vicente e do Sistema Estuarino-Lagunar de Cananéia-
Iguape
Dissertação apresentada ao Instituto
Oceanográfico da Universidade de São
Paulo, como parte dos requisitos para
obtenção do título de Mestre em Ciências,
área de Oceanografia Química.
Orientador: Prof. Dr. Rafael André Lourenço
São Paulo – SP
2018
Universidade de São Paulo
Instituto Oceanográfico
Estudo de biodisponibilidade de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos
– HPAs na água do mar nos ecossistemas marinhos do Sistema Estuarino
de Santos - São Vicente e do Sistema Estuarino-Lagunar de Cananéia-
Iguape
Fabiana Ribeiro Fontenelle
Dissertação apresentada ao Instituto Oceanográfico da
Universidade de São Paulo, como parte dos requisitos para
obtenção do título de Mestre em Ciências, área de
Oceanografia Química.
Orientador: Prof. Dr. Rafael André Lourenço
Julgada em __/__/____ por
Prof. Dr(a).:_____________________________________________________
Instituição: _____________________________________________________
Conceito:): _____________________________________________________
Prof. Dr(a).:_____________________________________________________
Instituição: _____________________________________________________
Conceito:): _____________________________________________________
Prof. Dr(a).:_____________________________________________________
Instituição: _____________________________________________________
Conceito:): _____________________________________________________
i
“I lost my heart to the ocean, and with it a piece of my soul.”
(Ralph Waldo Emerson)
ii
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. Rafael André Lourenço, por ter me recebido e dado esta
oportunidade, pela acolhida e pelos conhecimentos. Agradeço pela confiança e pela
amizade, principalmente pela paciência nos momentos difíceis.
Á Profª. Márcia por todas as oportunidades, momentos de risadas e também de
falar sério. Á Profª Rosalinda pela ajuda no começo e orientação substituta.
Agradeço a Santa Satie pela carinhosa acolhida na família LabQOM, por todo
auxílio, conselhos e sua infinita sabedoria, por ter me ajudado a sanar algumas das
infinitas dúvidas durante esses dois anos. À Josi por sua singular simpatia e delicadeza,
por toda a ajuda no laboratório e até mesmo por algumas merecidas “broncas”.
Ao Lourival por todo trabalho dedicado no laboratório sempre garantindo que não
nos faltasse nada, pela companhia, ajuda e conselhos nas infinitas horas passadas no
rota. Ao Silvio por sua assistência, e principalmente pelo cafezinho de todos os dias.
Aos companheiros de laboratório fizeram dessa jornada mais leve, Dani, Vaitza,
Doris, Aline, Nath, Tati, Lu, Felipe e Felipe. Por todos os almoços, happy hour e
conversas de café, pela amizade e momentos de descontração.
Aos funcionários da secretaria de pós-graduação do IO, Daniel, Ana Paula e
Letícia, pela gentileza e auxílio.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela
concessão de bolsa de mestrado. À Fundação de Amparo do Estado de São Paulo
(FAPESP – Processo 2015/20497-2) pelo auxílio financeiro.
Ao Clube de Pesca de Santos, em especial ao Sr. Marcos Antonio Veiga de
Campos, por todo auxílio e autorização para a instalação dos experimentos na Ilha das
Palmas.
Ao Baía de São Vicente Iate Clube, Sr. Reginaldo da Rocha, pela autorização
para a instalação dos experimentos no píer do clube.
Agradeço a minha irmãzinha Tailisi, que apesar de ser a mais nova me cuida
como uma irmã mais velha e protetora. Obrigada por sua amizade e por toda ajuda, por
me escutar e me aconselhar sempre. E à minha irmã Japa Mayumi, por sempre rir na
hora errada comigo, pelas conversas, conselhos, desabafos, até por tomar no meu copo
de coca-cola, principalmente por ser minha família. Amo vocês.
Agradeço a minha família buscapé, que apesar dos pesares é amor demais. A
Nana e o Rafa, meus irmãos e apoio de toda hora. Ao meu padrinho Dadi por estar
sempre presente; e ao Vovô Tom por todos os ensinamentos de uma vida. Ao meu Pai,
iii
pela paciência maior do mundo. E a minha Mãe, pela intensidade de viver essa vida,
por me apoiar sempre e pelo amor incondicional.
Agradeço finalmente ao meu marido David, meu porto seguro. Obrigada por
dividir essa vida comigo.
iv
SUMÁRIO
RESUMO .......................................................................................................................vi
ABSTRACT....................................................................................................................vii
ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................viii
ÍNDICE DE TABELAS....................................................................................................x
ÍNDICE DE ABREVIAÇÕES..........................................................................................xi
1. INTRODUÇÃO....................................................................................................... 1
1.1. Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) ............................................ 4
2. OBJETIVO ........................................................................................................... 12
2.1. Objetivo Geral ............................................................................................... 12
2.2. Objetivos Específicos ................................................................................... 12
3. AREA DE ESTUDO ............................................................................................. 13
3.1. Complexo Estuarino de Santos e São Vicente. ............................................. 13
3.2. Complexo Lagunar de Cananéia-Iguape. ..................................................... 17
4. MATERIAS E MÉTODOS. ................................................................................... 19
4.1. Amostragem. ................................................................................................ 19
4.2. Preparação das Amostras. ........................................................................... 24
4.3. Limpeza e Preparação Laboratorial. ............................................................. 24
4.4. Método analítico. .......................................................................................... 25
4.4.1. Crassostrea brasiliana. .......................................................................... 25
4.4.2. SPMD .................................................................................................... 27
4.4.3. Água ...................................................................................................... 29
4.4.4. Sedimentos e Material Particulado em Suspensão ................................ 30
4.5. Condições cromatográficas .......................................................................... 32
4.5.1. Curva de Calibração .............................................................................. 33
4.6. Controle De Qualidade Analítica ................................................................... 33
4.6.1. Branco de extração................................................................................ 34
v
4.6.2. Branco Spike ......................................................................................... 34
4.6.3. Amostra Spike ....................................................................................... 34
4.6.4. Amostra Duplicada ................................................................................ 36
4.6.5. Material de Referencia Certificado (MRC) ............................................. 38
4.6.6. Recuperação do Padrão Surrogate ....................................................... 39
4.6.7. Limite de Detecção e Quantificação do Método (LDM) .......................... 39
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 40
5.1. Água (Fase Dissolvida) ................................................................................. 40
5.2. Material Particulado em Suspensão – MPS .................................................. 46
5.3. Sedimentos................................................................................................... 53
5.4. Bivalves ........................................................................................................ 62
5.5. SPMDs – SemiPermeable Menbrane Devices. ............................................. 72
5.6. Estimativa da concentração de HPAs na água a partir das concentrações nas
SPMDs e nos Bivalves. ........................................................................................... 81
5.7. Compartimentação Integrada. ...................................................................... 85
6. CONCLUSÃO ...................................................................................................... 88
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 90
vi
RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a biodisponibilidade de HPAs na água do mar no
sistema estuarino de Santos e no sistema lagunar de Cananéia–Iguape, para isso foi
feita a exposição de membranas semipermeáveis (SPMD) e de bivalves (Crassostrea
brasiliana) a fim de se obter um melhor panorama das concentrações desse poluente
nessas duas regiões. De forma complementar foram analisadas também amostras de
água, material particulado em suspensão (MPS) e sedimentos. A bioacumulação de
HPAs no tecido de bivalves foi cerca de quatro vezes superior às suas concentrações
iniciais para a região de Santos. Foram também estimadas as concentrações de HPA
na água do mar através das concentrações encontradas nas SPMDs e nos bivalves
transplantados. Essas concentrações foram comparáveis às concentrações
encontradas nas amostras de água. Através da análise de componentes principais
juntamente com índices diagnósticos foi possível estabelecer as possíveis fonte de
HPAs para as matrizes analisadas, identificando assim a predominância de HPAs
pirolíticos em bivalves e sedimentos, enquanto que na água, MPS e SPMDs há
predominância de HPAs petrogênicos. A comparação entre compartimentos mostrou a
importância da avaliação de múltiplas matrizes, em função da concentração de HPAs,
cada grupo de compostos e de seus diferentes padrões de acumulação. Não foram
observadas diferenças significativas entre as concentrações médias de HPAs nas duas
regiões de estudo. O Complexo de Cananéia – Iguape antes considerada como área
controle, apresentou concentrações de HPAs elevadas, indicando influencia antrópica
para a região.
Palavras chave: HPAs, SPMDs, bivalves, biodisponibilidade, estuário de Santos e São Vicente / Cananéia e Iguape.
vii
ABSTRACT The aim of this work was to evaluate PAH's bioavailability in the sea water in Santos
Estuarine System and Cananéia - Iguape Lagoon System. SemiPermeable Membrane
Devices (SPMD) and bivalves (Crassostrea brasiliana) were deployed in both areas to
obtain an overview of all these pollutants concentration, further than the potential of
bioaccumulation of contaminants. Aiming comparative purposes, samples of water,
suspended particulate matter (SMP) and sediments were also analyzed. PAHs
bioaccumulation in bivalves tissues after deployment represented fourfold the initial
concentration for Santos region. The estimated concentration of 16 priority PAHs in the
water SPMD- and bivalve-based were within the concentration of PAH analyzed in the
water samples, demonstrating the effectiveness of those tools to assessment of PAH in
water. Through the Principal Components Analysis (PCA), and the diagnostic ratios it
was possible to establish the potential sources of PAHs for analyzed compartments,
identifying the pyrolytic PAH influence for bivalves and sediments under, while for water,
MPS and SPMDs the mainly PAHs source were from petrogenic PAHs. Comparison
between compartments showed the importance of multiple tools analyzes due to the
concentration of PAH of each compound group and the different pattern of accumulation.
It was not observed significant difference between the mean concentrations of PAHs in
both studied regions. Cananéia - Iguape Complex was first considered as control area
reported PAHs concentration higher PAH concentrations, suggesting anthropic influence
in this area.
Key words: PAHs, SPMDs, bivalves, bioavailability, estuary, Santos, São Vicente,
Cananéia and Iguape.
viii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 Área de estudo identificando as regiões a serem estudadas. ....................... 13
Figura 2: Principais fontes de contaminação para o Complexo Estuarino de Santos e
São Vicente. ............................................................................................................... 16
Figura 3: Posicionamentos do SPMD dentro do suporte. ............................................ 19
Figura 4: Fixação do suporte com as SPMDs e viveiro contendo as ostras em um dos
pontos de exposição. .................................................................................................. 20
Figura 5: Localização dos pontos de exposição dos dispositivos SPMDs e bivalves na
Baia de Santos e de coleta de água e sedimento. ...................................................... 21
Figura 6:Localização dos pontos de exposição dos dispositivos SPMD e bivalves em
Cananéia-Iguape e de coleta de água e sedimento. ................................................... 22
Figura 7:Fluxograma da análise de HPAs em bivalves. .............................................. 26
Figura 8: Fluxograma da análise de HPAs nas SPMDs. ............................................. 28
Figura 9: Fluxograma da análise de HPAs em água com extração líquido-líquido. ..... 29
Figura 10: Fluxograma da análise de HPAs em Sedimentos e no Material Particulado
em Suspensão. ........................................................................................................... 31
Figura 11: Rampa de Temperatura do GC-MS para análise de HPAs. ....................... 32
Figura 12:Concentrações dos HPAs totais na água (ng L-1 ) para todos os pontos
analisados por região de estudo (A) Santos e São Vicente (B) Cananéia e Iguape. ... 41
Figura 13: Concentração (ng L-1) na água de HPAs de menor massa molecular (ΣHPAs
(2 – 3 anéis)); HPAs alquilados (ΣHPAs Alquilados); e HPAs com maior massa molecular
(ΣHPAs (4 – 6 anéis)). ................................................................................................ 45
Figura 14: Concentrações dos HPAs totais no MPS (ng g-1 ps) para todos os pontos
analisados por região de estudo (A) Santos e São Vicente (B) Cananéia e Iguape. ... 46
Figura 15: Comparação entra a concentração no material particulado em suspensão de
HPAs de menor (Σ HPAs (2 – 3 ANÉIS)); HPAs alquilados (ΣHPAs Alquilados); e HPAs
com maior massa molecular (ΣHPAs (4 – 6 ANÉIS)). ................................................. 50
ix
Figura 16: Concentrações dos HPAs totais nos sedimentos (ng g-1 ps) para todos os
pontos analisados por região de estudo (A) Santos e São Vicente (B) Cananéia e
Iguape. ....................................................................................................................... 53
Figura 17: Comparação entre a concentração nos sedimentos de HPAs de menor (Σ
HPAs (2 – 3 ANÉIS; HPAs alquilados (ΣHPAs Alquilados); e HPAs com maior massa
molecular (ΣHPAs (4 – 6 ANÉIS)). .............................................................................. 57
Figura 18:Índices Diagnósticos para fontes dos HPAs nos sedimentos. ..................... 59
Figura 19: Concentrações dos HPAs totais nos Bivalves (ng g-1 ps) para todos os pontos
analisados por região de estudo (A) Santos e São Vicente (B) Cananéia e Iguape. ... 63
Figura 20: Perfil de HPAs nos bivalves (ng g-1 ps) nas estações amostradas. Barras em
preto hidrocarbonetos com 2 – 3 anéis aromáticos, em vermelho 4 – 6 anéis e em cinza
derivados alquilados. .................................................................................................. 68
Figura 21: Percentual de Hidrocarbonetos em tecidos de bivalves por estação estudada.
................................................................................................................................... 70
Figura 22: Índices Diagnósticos Para Fontes Dos HPAs nos tecidos de Bivalves. ...... 71
Figura 23: Concentrações dos HPAs totais nas SPMD (ng g-1 de trioleína) para todos os
pontos analisados por região de estudo (A) Santos e São Vicente (B) Cananéia e
Iguape. ....................................................................................................................... 73
Figura 24: Percentual de Hidrocarbonetos em SPMDs por estação estudada. ........... 76
Figura 25: Perfil de HPAs nas SPMDs (ng g-1 de trioleína) nas estações amostradas.
Barras em preto hidrocarbonetos com 2 – 3 anéis aromáticos, em vermelho 4 – 6 anéis
e em cinza derivados alquilados. ................................................................................ 77
Figura 26: Concentração de HPAs totais em bivalves e nas SPMDs. ......................... 79
Figura 27: Concentração (ng L-1) dos 16 HPAs analisados nas amostras de água e
estimados com base nas SPMDs e em tecidos de bivalves. ....................................... 84
Figura 28: Análise de Componentes Principais a partir das concentrações de HPAs com
menor massa molecular (2-3 anéis aromáticos), HPAs com maior massa molecular (4-
x
6 anéis aromáticos) e seus derivados Alquilados, para todas as matrizes ambientais
estudadas. .................................................................................................................. 87
ÍNDICE DE TABELAS
TABELA 1: CONSTANTES FÍSICO-QUÍMICAS DE ALGUNS HPAs (Adaptado de
ATSDR, 1995 e IUPAC, 2004). ..................................................................................... 7
TABELA 2: HPAs ANALISADOS E ESTRURA QUÍMICA ............................................ 9
TABELA 3: IDENTIFICAÇÃO E LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA DOS PONTOS
AMOSTRADOS. ......................................................................................................... 24
TABELA 4: CONCENTRAÇÃO DOS ANALITOS (ng g-1) PARA BRANCO E MATRIZ
FORTIFICADA, E PERCENTUAL DE RECUPERAÇÃO DOS ANALITOS (%Rec). .... 35
TABELA 5: CONCENTRAÇÃO DOS ANALITOS (ng g-1) PARA AS AMOSTRA E
DUPLICATAS DE BIVALVES E SEDIMENTOS, E PERCENTUAL RELATIVO DA
DIFERENÇA (PRD). ................................................................................................... 37
TABELA 6: COMPARAÇÃO DOS VALORES EXPERIMENTAIS E VALORES
CERTIFICADOS EM ng g-1. ........................................................................................ 38
TABELA 7: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs EM ÁGUA (em ng L-1) E PARÂMETROS
DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO DO MÉTODO. ......... 42
TABELA 8 : CONCENTRAÇÕES DOS HPAs NO MATERIAL PARTICULADO EM
SUSPENSÃO (em ng g-1 ps) E PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO
LIMITE DE DETECÇÃO DO MÉTODO. ...................................................................... 48
TABELA 9: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs (em ng g-1 ps) CONSIDERADOS
PRIORITÁRIOS PELA US EPA PARA O MATERIAL PARTICULADO DO PRESENTE
ESTUDO, E LIMITES ESTABELECIDOS POR ESTA AGENCIA. EM VERMELHO, OS
VALORES QUE ULTRAPASSARAM O LIMITE PEL, E EM NEGRITO VALORES
INTERMEDIÁRI .......................................................................................................... 52
xi
TABELA 10: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs NOS SEDIMENTOS (em ng g-1 ps) E
PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO DO
MÉTODO. ................................................................................................................... 55
TABELA 11: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs (em ng g-1 ps) CONSIDERADOS
PRIORITÁRIOS PELA US EPA PARA OS SEDIMENTOS DO PRESENTE ESTUDO, E
LIMITES ESTABELECIDOS POR ESTA AGENCIA. EM NEGRITO VALORES
INTERMEDIÁRIOS ENTRE TEL E PEL. ..................................................................... 61
TABELA 12: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs EM BIVALVES (ng g-1 ps) E
PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO; ne1:
FLUORANTENO < LDM. ............................................................................................ 64
TABELA 13: COMPARAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DO ΣHPAS (ng g-1 peso seco) EM
BIVALVES ANALISADOS NESTE ESTUDO E EM OUTRAS REGIÕES DO BRASIL E
DO MUNDO. ............................................................................................................... 66
TABELA 14: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs NAS SPMDs (ng g-1 de trioleína) E
PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO. ...... 74
TABELA 15: CONCENTRAÇÕES ESTIMADAS DE HPAs NA ÁGUA DO MAR (ng L-1)
UTILIZANDO SPMDs E DADOS UTILIZADOS. .......................................................... 82
TABELA 16: CONCENTRAÇÕES ESTIMADAS DE HPAs NA ÁGUA DO MAR (ng L-1)
UTILIZANDO TECIDO DE BIVALVES E DADOS UTILIZADOS.................................. 83
xii
ÍNDICE DE ABREVIAÇÕES
ATSDR Agency for Toxic Substances and Disease Registry
CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo
CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente
DCM Diclorometano
EPA Environmental Protection Agency
GC-MS Gas Chromatography Mass Spectrometry
GPC Gel Permeation Chromatography
GPS Global Positioning System
He Hélio
HPA Hidrocarboneto Policíclico Aromático
IARC International Agency for Research of Cancer
IEA International Energy Agency
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
INMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial
IO-USP Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo
IPESP Instituto de Pesca do Estado de São Paulo
IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry
LDM Limite de Detecção do Método
M.M. Massa Molar
MMA Ministério do Meio Ambiente
MPS Material Particulado em Suspensão
MRC Material de Referência Certificado
Na2SO4 Sulfato de Sódio
NIST National Institute of Standards and Tecnology
NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration
PCA Principal Componet Analysis
xiii
PCB Bifenila Policlorada
PEL Probable Effect Level
PRD Percentual Relativo da Diferença
SIM Selected Ion Monitoring
SPMD SemiPermeable Menbrane Divice
SRM Standard Reference Material
TEL Threshold Effect Level
UNEP United Nations Environment Programme
UNESCO Organização das Nações Unidas para a Educação, Ciências e Cultura
USP Universidade de São Paulo
Σ Somatório
ng L-1 Nanograma por litro
ng g-1 Nanograma por grama
°C Graus Celcius
Kow Coeficiente de Partição Octanol-Água
1
1. INTRODUÇÃO
Um dos grandes desafios do século XXI é a preservação da vida humana
e do meio ambiente. A intensa urbanização e industrialização que vem ocorrendo
sem um correto planejamento ambiental resulta em várias fontes de introdução
de poluentes para o ar, solo e água. Por se tratar de uma das áreas mais
povoadas do planeta, as regiões litorâneas têm sido submetidas a frequentes
impactos ambientais devido à introdução de substâncias químicas e resíduos
sólidos.
A sociedade moderna se depara com o dilema da preservação ambiental
que é diretamente afetada pelo consumo energético. O petróleo é a principal
fonte de energia primária na atualidade e se encontra amplamente distribuído
em vários setores da economia, como indicam os estudos (IEA, 2011; IEA,
2015). Devido à baixa substituição, a demanda por derivados de petróleo (por
conseguinte do próprio petróleo) tem de ser realizada no curto prazo para que
não haja a redução do nível de atividade econômica neste espaço, quase que
independentemente do nível corrente de preços do barril de petróleo (Calixto,
2009). Essas características e a amplitude do consumo de seus derivados
(combustível automotivo, geração elétrica, calefação, etc.) fazem do petróleo
uma fonte energética fundamental para civilização moderna.
Apesar da crescente busca por novas fontes de energia a era do petróleo
está longe de acabar, a indústria do petróleo e gás ainda representa cerca de
50% da oferta mundial de energia primária, e 60% das necessidades energéticas
mundiais em termos da matriz de consumo energético final (IEA, 2017). Segundo
dados do World Energy Outlook de 2017, o petróleo ainda é o principal produto
no consumo de energia no setor de transportes.
Ambientes marinhos adjacentes a centros urbanos, como no caso da baía
de Santos, são destinos frequentes de poluentes orgânicos como os
Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs), pesticidas organoclorados e
Bifenilas Policloradas (PCB) (Bajpai et al 2002; Magalhães, 2005; Martins, 2005).
Os HPAs são introduzidos no ambiente marinho principalmente por escoamento
do esgoto urbano e industrial, queima de combustíveis fósseis e vazamento de
petróleo e seus derivados, cujo caráter tóxico faz com que sejam alvos
2
constantes de estudos de qualidade ambiental (Baumard et al, 1999; Francioni
et al, 2007; Johson-Restrepo et al, 2008, Froehner, 2009, Lourenço et al, 2013).
Fazer um mapeamento do transporte e dispersão dos HPAs no meio
ambiente é difícil, uma vez que estes compostos podem existir em diferentes
fases (por exemplo, gasosa ou ligada a partículas em suspensão) e podem fazer
trocas entre os diferentes compartimentos. Quando evaporam alguns podem ser
transportados por quilômetros de distância e podem retornar a terra agregado às
partículas, chuva ou neblina. Uma vez em ambiente marinho, os hidrocarbonetos
passam por processos de intemperismo, como dispersão, evaporação,
dissolução, adsorção, degradação microbiana e oxidação fotoquímica. Exceto
em casos de grandes derrames de óleo, tais processos fazem com que o óleo
seja rapidamente intemperizado e disperso no oceano, de forma que as
concentrações de HPAs rapidamente alcancem níveis de traço na coluna d’água
(Utvik et al., 1999).
A bioacumulação de contaminantes orgânicos, como os HPAs, por
organismos marinhos tem recebido uma atenção especial quando se trata da
avaliação do impacto dos contaminantes à biota marinha, onde certos
organismos são capazes de integrar as variações de determinados
contaminantes ao longo do tempo (Brasher e Wolff, 2004, Liang et al. 2007;
Perugini et al. 2007, Ghaeni et al, 2015). Bioacumulação em organismos
marinhos pode ser definida como o processo em que compostos químicos são
absorvido e removidos da coluna d’água pelos organismos principalmente
através da ingestão do alimento (Gobas, 1993; Froehner & Macedo, 2009). Para
a bioacumulação ocorrer, a taxa de retenção de um contaminante precisa ser
maior do que a taxa de eliminação desse contaminante pelo organismo (Durell,
2006).
Devido às baixas concentrações de compostos como os HPAs na água
do mar, o diagnóstico utilizando técnicas analíticas usuais requer a coleta de
grandes volumes de água, para que seja possível a detecção de tais
contaminantes (Lu et al., 2002). De forma alternativa, o uso de processos de
préconcentração da água podem ser utilizados para alcançar as concentrações
mínimas necessárias para a detecção desses contaminantes (Lu et al., 2002).
Algumas técnicas de préconcentração, como os dispositivos de
membranas semipermeáveis (SPMD – Semipermeable Membrane Devices) e a
3
exposição de bivalves nas áreas de estudo, têm sido utilizadas para se obter
informações integradas das concentrações dos poluentes na água do mar
(Huckins et al., 1993; Peven et al., 1996; Durell, 2006; Degger et al., 2011;
Lourenço et al., 2015).
A membrana semipermeável é composta por uma fita de um polietileno
de baixa densidade contendo um lipídio de alto peso molecular (trioleína) no seu
interior. Os poros da fita permitem a difusão seletiva de compostos orgânicos
hidrofóbicos que são retidos pela trioleína (Huckins et al., 1993). Esses
amostradores simulam os sistemas biológicos e fornecem dados sobre a
biodisponibilidade de poluentes em água, seu mecanismo passivo de absorção
de contaminantes é similar ao mecanismo que ocorre em organismos. Contudo,
o SPMD, ao contrário da biota típica utilizada em estudos de bioacumulação, não
metaboliza e não depura os contaminantes (Huckins et al, 2006). O acúmulo de
compostos orgânicos pelas membranas semipermeáveis ocorre em função do
tempo de exposição das membranas e do coeficiente de partição de cada um
dos compostos entre a água e a trioleína, dessa forma esses dispositivos fazem
uma integração da concentração de contaminantes ao longo do tempo (Durell et
al., 2006; Lourenço et al., 2015).
Os bivalves, por serem organismos filtradores, capturam principalmente
os compostos orgânicos dissolvidos em água. Além da fase dissolvida, os
bivalves incorporam também parte dos compostos orgânicos adsorvidos no
material particulado, que podem ficar retidos em suas guelras, no divertículo
digestivo, ou ainda assimilados a partir da dessorção das partículas no sistema
digestivo do organismo (Neff, 2006; Degger et al., 2011). Consequentemente as
análises de contaminantes orgânicos em bivalves tendem a representar o total
de compostos biodisponívels no ambiente enquanto que as análises em SPMD
representam os compostos dissolvidos que poderiam se acumular na fase
lipídica, de forma que o uso concomitante das duas técnicas fornece um
panorama amplo sobre as concentrações dos contaminantes na água.
A utilização de SPMD e bivalves é particularmente efetiva para o acúmulo
seletivo de compostos orgânicos biodisponíveis, presentes em baixas
concentrações e que são de interesse ambiental (Durell, 2006; Harman, 2011;
Degger et al, 2011; Lourenço et al, 2015).
4
No complexo estuarino de Santos e no sistema estuarino-lagunar de
Cananéia-Iguape, diversos estudos reportam as concentrações de compostos
orgânicos no sedimento (Bícego, 2006; Nishigima et al., 2001, Abessa, 2002;
Medeiros & Bícego, 2004; Martins 2005; Bícego et al., 2006, Martins et. al, 2011),
contudo estudos indicando a concentração desses compostos na água do mar
são escassos.
Assim, o presente estudo faz uma importante contribuição para a
caracterização da distribuição de poluentes biodisponíveis no Sistema Estuarino
de Santos - São Vicente e do Sistema Estuarino-Lagunar de Cananéia-Iguape.
Essas são regiões com intensa atividade de pesca para consumo humano, cerca
de 17 mil toneladas de pescado por ano são retirados de Santos e São Vicente
e cerca de 3 mil toneladas por ano de Cananéia-Iguape (IPESP, 2017). Assim,
a identificação das concentrações de contaminantes na água do mar, mesmo
que em níveis traço, é um fator importante devido à toxicidade desses compostos
e devido ao seu potencial de bioacumulação nos tecidos dos organismos.
1.1. Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs)
Os hidrocarbonetos constituem uma das principais classes dos
compostos orgânicos e são também componentes abundantes da matéria
orgânica nas zonas costeiras. A sua entrada no ambiente marinho pode ocorrer
tanto pela via aquática quanto pela via atmosférica.
Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) são compostos
orgânicos que apresentam em sua estrutura química pelo menos dois anéis
aromáticos, sendo o naftaleno (C10H8), o composto mais simples deste grupo,
são considerados contaminantes ambientais ubíquos (Hayakawa, et al. 2016).
Podem ser sintetizados por algumas bactérias, plantas ou fungos, podendo ser
liberados também pelas fendas naturais nos fundos oceânicos, porém são
prioritariamente associados a fontes antrópicas (McElroy et al., 1989).
O despejo de esgotos domésticos e industriais constitui uma importante
fonte de hidrocarbonetos para o ambiente marinho. Os efluentes urbanos
apresentam resíduos provenientes da queima de matéria orgânica, de
incineradores municipais, e óleos e graxas, descartados diretamente nos corpos
d’água (Volkman et al., 1992; Yunker et al., 2002).
5
HPAs podem ser divididos em dois grupos principais:
(i) Petrogênicos: provenientes do petróleo e seus derivados diretos,
sendo introduzidos no ambiente marinho, principalmente, através
das operações de carga e descarga de petroleiros; atividades
portuárias; acidentes com navios e derrames acidentais de
petróleo, extração, produção, transporte, estocagem e refino de
petróleo e através de infiltrações naturais por fendas no fundo
oceânico (Volkman et al., 1992).
(ii) Pirolíticos: provenientes da queima de combustíveis fósseis,
carvão mineral e madeira, incêndios florestais e vulcanismo
(UNEP,1992).
Com base na massa molecular, os HPAs podem ser divididos em dois
grupos: aqueles com menor massa molecular, que possuem dois ou três anéis
aromáticos e os de elevada massa molecular, compostos por quatro a seis anéis
aromáticos (Yunker et al., 2002).
Os HPAs de menor massa molecular estão associados à contaminação
por combustíveis fósseis, sendo que o naftaleno e seus derivados alquilados são
os principais HPAs presentes no petróleo bruto (Yunker et al., 2002.; Walker et
al., 2005). Os HPAs de maior massa molecular possuem baixo grau de
alquilação se comparados com HPAs petrogênicos. São mais resistentes a
fotoxidação e a biodegradação, devido à forte interação com o material
particulado, que funciona como uma proteção ao ataque microbiano (Volkman et
al., 1992; Yunker et al., 2002).
Quando presentes no ambiente aquático, os HPAs podem gerar diversos
efeitos deletérios aos organismos ali presentes, devido as suas características
tóxicas. Os efeitos toxicológicos dos HPAs de menor massa molecular nos
organismos são mais severos devido ao caráter agudo, enquanto os HPAs que
apresentam de 4 a 6 anéis aromáticos apresentam alto potencial cancerígeno e
de mutagenicidade, à citar o benzo[a]antraceno, benzo[b]fluoranteno,
benzo[k]fluoranteno, benzo[a]pireno, criseno, dibenzo[a,h]antraceno e
indeno[1,2,3-c,d]pireno (Baumard et al., 1999; Chizhova et al., 2013).
Os compostos de cadeias curtas, mais tóxicos e voláteis, tendem a
permanecer por menos tempo no ambiente enquanto os HPAs de maior número
de anéis tendem a ser mais estáveis (Baumard et al., 1999).
6
Vários autores sugerem que os hidrocarbonetos provenientes do petróleo
no ambiente marinho são mais disponíveis do que os de pirólise. Os HPAs
petrogênicos são introduzidos diretamente no ambiente marinho em formas
dissolvidas, coloidais ou associadas ao material em suspensão na água,
enquanto os compostos pirolíticos estejam mais fortemente ligados a partículas
liberadas por fontes pirolíticas (Sincre et al., 1987; Grimalt & Albaigés, 1988). É
importante ressaltar, no entanto, que as partículas atmosféricas são constituídas
principalmente de partículas de baixo massa molecular (Sicre et al., 1987).
Características físico-químicas dos HPAs, tais como: volatilidade,
solubilidade na água e tempo de meia-vida no ambiente, são fortemente
dependentes do número de anéis aromáticos. Devido ao caráter hidrofóbico dos
HPAs, sua distribuição na coluna d’água é regida pela solubilidade na água e as
propriedades de partição associadas, representadas pelo coeficiente de partição
octanol-água, Kow (ATSDR, 1995).
As propriedades físico-químicas dos HPAs são, em grande parte,
determinadas por seus sistemas de duplas ligações conjugadas, que variam com
o número de anéis e, portanto, com suas massas moleculares (ATSDR, 1995).
Os valores de algumas constantes físico-químicas relevantes para a
compreensão do comportamento ambiental desses compostos, são
apresentadas na Tabela 1. Pode-se observar como características gerais dos
HPAs a baixa solubilidade em água e são também altamente solúveis em
solventes orgânicos, o que faz com que eles possam ser classificados como
lipofílicos.
7
TABELA 1: CONSTANTES FÍSICO-QUÍMICAS DE ALGUNS HPAs (Adaptado de ATSDR, 1995 e IUPAC, 2004).
Composto Fórmula Molecular
Massa Molecular
Nº Anéis
Solubilidade em Água
Log Kow
mg L-1
naftaleno C8H10 128 2 31 3,4
2-metilnaftaleno C11H10 142 2 25 3,9
2,6-dimetilnaftaleno C12H12 159 2 2,5 4,4
antraceno C14H10 178 3 1,1 4,5
fenantreno C14H10 178 3 0,045 4,6
fluoranteno C16H10 202 3 0,026 4,7
pireno C16H10 202 4 0,01 4,8
benzo[a]antraceno C18H12 228 4 0,01 5,6
benzo[a]pireno C20H12 252 5 0,0038 6
benzo[g,h,i]perileno C22H12 276 6 0,00026 7,23
A baixa solubilidade na água, limitada volatilidade e a baixa taxa de
degradação permitem que esses compostos se acumulem no sedimento,
material particulado ou diretamente nos organismos (Simpson et al., 1996; Rios
et al., 2007). Assim a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos
(Environmental Protection Agency - EPA) incluiu 16 HPAs não-substituídos na
lista dos 129 poluentes prioritários para monitoramento em estudos ambientais
(Simpson et al., 1996). São eles: acenafteno, acenaftileno, antraceno,
benzo[k]fluoranteno, benzo[a]pireno, benzo[b]fluoranteno, benzo[g,h,i]perileno,
benzo[a]antraceno, criseno, dibenzo[a]antraceno, fluoranteno, fluoreno,
indeno[1,2,3-c,d]pireno, naftaleno, fenantreno e pireno.
Como o ambiente marinho é o repositório final dos hidrocarbonetos do
petróleo, a preocupação a respeito de seu comportamento na água do mar,
sedimentos e organismos tem sido cada vez maior. Esses produtos químicos
podem exercer efeitos tóxicos em várias partes do ecossistema. Sendo assim,
eles podem ser prejudiciais à saúde, não só dos organismos que habitam estas
áreas como dos seus consumidores (Bainy, 1993).
8
Os bivalves são muito utilizados como indicadores da poluição marinha
devido à algumas de suas características como: a alimentação por filtração, que
permite aumantar a concentração de certos poluentes; e o sedentarismo, que
facilita amostragem para programas de monitoramento e impede que de escapar
das contaminações crônicas ou agudas de poluentes (Farrington et al, 1982). Os
organismos filtradores podem absorver compostos xenobióticos de duas
maneiras: de forma direta, que é a absorção de compostos presentes na fase
aquosa através das brânquias, e de forma indireta, que é a absorção dos
xenobióticos adsorvidos a fração de pequenas partículas através do sistema
digestivo (Baumard et al., 1999).
O principal objetivo do estudo proposto é avaliar a concentração e a
biodisponibilidade de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (16 HPAs
prioritários, homólogos alquilados e também o bifenil) na água do mar no sistema
estuarino de Santos e no sistema lagunar de Cananéia–Iguape através da
exposição membranas semipermeáveis e de bivalves, análise de sedimento,
água e de material particulado, a fim de se obter um melhor panorama das
concentrações desse poluente nessas duas regiões, além do potencial de
bioacumulação desses compostos.
Os hidrocarbonetoss analisados suas estruturas estão listados na Tabela
2, juntamente com o bifenil e dibenzotiofeno e seus derivados.
9
TABELA 2: HIDROCARBONETOS ANALISADOS E ESTRURA QUÍMICA
HPAs Analisados Abreviação Estrutura
naftaleno Naf
metilnaftalenos Mnaf
etilnaftalenos Enaf
dimetilnaftalenos Dnaf
trimetilnaftalenos Tnaf
bifenil Bif
acenaftileno Acl
acenafteno Act
fluoreno Flur
metilfluorenos MFlur
dimetilfluorenos Dflur
dibenzotiofeno Dbt
metildibenzotiofenos MDbt
dimetildibenzotiofenos DDbt
10
TABELA 2 CONTINUAÇÃO: HIDROCARBONETOS ANALISADOS E ESTRUTURA QUÍMICA
HPAs Analisados Abreviação Estrutura
fenantreno Fen
metilfenantrenos Mfen
dimetilfenantrenos Dfen
antraceno Ant
fluoranteno Flut
metilfluorantenos Mflut
pireno Pir
metilpirenos MPir
benzo[a]antraceno B[a]Ant
criseno Cri
metilcrisenos MCri
dimetilcrisenos DCri
11
TABELA 2 CONTINUAÇÃO: HIDROCARBONETOS ANALISADOS E ESTRUTURA QUÍMICA
HPAs Analisados Abreviação Estrutura
benzo[b,j,k]fluoranteno B[bjk]Ft
benzo[e]pireno B[e]Pir
benzo[a]pireno B[a]Pir
perileno Per
indeno[1,2,3-c,d]pireno Ind[123]Pir
dibenzo[a,h]antraceno DB[ah]Ant
benzo[g,h,i]perileno B[ghi]Per
12
2. OBJETIVO
2.1. Objetivo Geral
Avaliar a concentração e a biodisponibilidade de Hidrocarbonetos
Policíclicos Aromáticos na água do mar do sistema estuarino de Santos e no
sistema lagunar de Cananéia–Iguape através da exposição membranas
semipermeáveis e de bivalves a fim de se obter um melhor panorama das
concentrações desse poluente nessas duas regiões, além do potencial de
bioacumulação desses compostos.
2.2. Objetivos Específicos
Implementar o uso de membranas semipermeáveis para a
avaliação de compostos orgânicos em água do mar no Laboratório
de Química Orgânica Marinha do Instituto Oceanográfico da
Universidade de São Paulo;
Avaliar o grau de contaminação por HPA na água do mar nessas
regiões utilizando tanto o método de exposição de SPMD quanto
de exposição de bivalves e verificar as diferenças e semelhanças
de respostas. Para isso, realizar a exposição das SPMD
juntamente com bivalves em diversos pontos da região Estuarina
de Santos-São Vicente e no complexo lagunar de Cananéia-
Iguape.
Comparar a concentração de HPAs encontradas em distintas
matrizes (água, material particulado e sedimentos).
13
3. AREA DE ESTUDO
A área de estudo compreende Sistema Estuarino de Santos - São Vicente
e do Sistema Estuarino-Lagunar de Cananéia-Iguape ambas estão localizadas
no litoral do estado de São Paulo, região sudeste do Brasil (Figura 1).
Figura 1 Área de estudo identificando as regiões a serem estudadas.
3.1. Complexo Estuarino de Santos e São Vicente.
O Complexo Estuarino de Santos e São Vicente está localizado na porção
central do Litoral de São Paulo, situada entre as latitudes 23° 90’ S e 24° 00’S e
as longitudes de 46° 30’W e 46° 50’W.
Esta região encontra-se entre as escarpas da Serra do Mar e o Oceano
Atlântico, é um fator determinante na caracterização climática e geográfica da
região, onde a Serra do Mar atua como barreira natural em relação à circulação
atmosférica. A região apresenta clima litorâneo de transição e registra
temperaturas extremas de 42ºC e mínimas inferiores a 10ºC, sendo a
14
temperatura média de 20ºC, com índice pluviométrico elevado, de 2.000 a
4.500mm por ano (Moser et al., 2005).
A drenagem de água doce para o Estuário Santista se dá por uma vasta
rede de rios que nascem nas encostas da Serra do Mar e correm para planície
costeira, o conjunto de rios se ramifica em um complexo sistema de canais de
maré que, formam inúmeras ilhas estuarinas, delimitando as ilhas de São Vicente
e Santo Amaro (Moser et al, 2005). O Canal do Estuário de Santos apresenta
um fluxo de água doce que varia de 24 m³ s-1 a 127 m³ s-1, incluindo o Rio
Cubatão e a descarga da Usina Hidrelétrica Henry Borden.
Os canais do Estuário de Santos e São Vicente cobrem uma área de cerca
de 44.100 m². A boca do Canal de São Vicente tem cerca de 300 m de largura e
6 m de profundidade, enquanto o Canal de Santos tem 500 m de largura e 12 m
de profundidade. A Enseada de Santos possui abertura voltada para SE-S e uma
barra de aproximadamente 12 km de extensão, sendo sua área total de 30km2
(Moser et al., 2005). O regime de maré é caracterizado como semidiurno e se
propaga simultaneamente pelos canais de Santos e São Vicente e de Bertioga,
ocorrendo uma variação extrema de cerca de 3 m. No entanto, as amplitudes
médias variam entre 0,27 m na quadratura e 1,23 m na sizígia (Mesquita, 2003).
A cidade de Santos é densamente povoada, com características urbanas
voltadas para a verticalização. Com base na estimativa do IBGE (2017) a
população da Baixada Santista, considerando os municípios de Santos, São
Vicente, Guarujá e Cubatão, foi estimada em torno de 1,2 milhão de habitantes.
Santos tem uma densidade demográfica de 1.488 hab km-2 e é um município
altamente urbanizado (taxa de urbanização: 99,47%). Durante as temporadas de
verão, férias e feriados prolongados, estima-se uma população flutuante de
aproximadamente 1,6 milhão de pessoas.
Esta localizado neste sistema o maior complexo industrial do Brasil, o Polo
Indústrial de Cubatão. Que reúne empresas de cinco grandes setores:
petroquímico, siderúrgico, químico, fertilizantes e logística; além da produção de
energia e prestação de serviços. Dentre os consumos gerados destaca-se a
produção de ácido nítrico concentrado, soda anidra, coque verde de petróleo,
nitrato de amônio, nitrato de amônio de baixa densidade (Ultrapril), gasolina de
aviação e coque calcinado de petróleo (Ciesp, 2014)
15
O sistema conta ainda com o complexo portuário de Santos, considerado
o maior da América Latina, com extenção de cerca de 10 km a partir da Baía de
Santos. Possui largura de 200 a 300 metros e profundidade variando de 5 a 14
metros (Cetesb, 2004). É estruturado em muitos terminais de embarque de
produtos, com destaque para os de grãos, cereais, açúcar e fertilizantes, e os de
granéis líquidos e sólidos. Possui uma extensão de cais de 15.960 m e área útil
total de 7,8 milhões m-2. Ele conta com 55 terminais marítimos e retroportuários,
bem como 65 berços de atracação, dos quais 14 são privados (Cutrale, Dow
Química, Usiminas, Valefértil e Embraport). Destacam-se os terminais
especializados, localizados nas duas margens do estuário, nos quais se pode
verificar a seguinte disponibilização de berços: 1 para veículos; 17 para
contêineres; 5 para fertilizantes/adubos; 6 para produtos químicos; 2 para
cítricos; 8 para sólidos de origem vegetal; 1 para sal; 2 para passageiros; 1 para
produtos de origem florestal; 1 para derivados de petróleo; 4 para trigo; 5 para
produtos siderúrgicos; 10 para carga geral e 2 de multiuso (Relatório Anual,
2014).
A Figura 2 apresenta as principais fontes de poluição situadas na Baixada
Santista. As que apresentam um maior potencial de causar alterações na
qualidade das águas desta Região são as atividades de processamento de
petróleo, os terminais de recebimento de diversos produtos (solventes,
combustíveis entre outros), as indústrias de fertilizante, siderúrgica, química,
entre outras (Cetesb, 2004). A maior parte destas fontes de contaminação situa
– se no Polo Industrial de Cubatão, com lançamentos de despejos líquidos
diretamente nos estuários de Santos e São Vicente, ou através de corpos
hídricos que atingem os mesmos (Cetesb, 2004).
16
Figura 2: Principais fontes de contaminação para o Complexo Estuarino de Santos e São Vicente. * adaptado de Cetesb 2004
A intensa atividade industrial, principalmente em Cubatão, juntamente
coma presença do maior porto da América Latina, geram uma alta concentração
de resíduos no Estuário de Santos - São Vicente. Nesses pontos e em suas
proximidades, como em locais que contém armazéns, depósitos, pátios de
manobras, ocorrem diversas emissões de poluentes para o ambiente estuarino
e marinho, principalmente relacionado com perdas de produtos nas operações
de carga/descarga, lavagens de contêineres e porões de navios (Hortellani et al.,
2008). Esta situação, somada ao incremento da ocupação urbana na região e à
Polo Industrial de Cubatão
Complexo Portuário de Santos
Emissário
Submarino
17
falta de um tratamento adequado aos resíduos, potencializa a poluição ambiental
que, de alguma maneira, acaba desaguando no oceano.
3.2. Complexo Lagunar de Cananéia-Iguape.
O Sistema Cananéia-Iguape está localizado no extremo sul do estado de
São Paulo e consiste em um complexo de canais estuarinos e lagunares,
localizado entre as latitudes 24º40'S e 25º05'S e longitudes 47º25'W e 48º00'W.
Esse Sistema apresenta cerca de 110 km de extensão e área de
aproximadamente 10.000 km2 (GEOBRÁS, 1966). Ele é composto por canais,
sendo que os mais importantes são o do Mar Pequeno, o de Iguape, Cubatão e
Cananéia, por ilhas, como a Ilha Comprida, Cananéia, Iguape e Ilha do Cardoso,
e rios como o Ribeira do Iguape (Saito et al, 2006).
A circulação do Sistema é dirigida, principalmente, pela ação da onda de
maré que entra pelas Barras de Cananéia e de Icapara, e pela contribuição de
água doce dos rios, além da influência do vento. A maré observada na Base de
Cananéia e em Subaúna, próximo à Pedra do Tombo, apresenta predominância
semidiurna (Miyao e Harari, 1989). Segundo Tessler (2001), os ciclos de maré,
associados às descargas dos rios e precipitação atmosférica, causam grande
variação na amplitude da salinidade ao longo do Sistema Cananéia-Iguape. A
ação da maré nesse Sistema é a principal responsável pelos processos de
mistura e trocas entre o oceano e o estuário, sendo um agente efetivo no
processo de transporte de sedimentos e na renovação das águas estuarinas.
(Tessler et al., 2001).
Ilha Comprida, é uma ilha barreira de aproximadamente 70 km de
comprimento (25◦S, 48◦W), separa o sistema lagunar Cananéia-Iguape do
oceano. A foz da Ribeira do rio Iguape está localizada no nordeste deste sistema,
trata-se do maior sistema de drenagem da costa do sudeste do Brasil, drenando
todo o complexo montanhoso costeiro cristalino atrás da planície costeira, está
conectado ao estuário Cananeia-Iguape apenas pelo canal Valo Grande
(Mahiques et al; 2013). Este canal artificial conecta o rio Ribeira do Iguape
diretamente ao canal Mar Pequeno. Cerca de 60% do rio descarrega atualmente
através dos canais internos do estuário Cananeia-Iguape, causando um
crescente assoreamento dos canais pela deposição de sedimentos em
18
suspensão transportados pela drenagem do Ribeira de Iguape (Saito et al, 2006).
Assim, o material continental é transferido para o sistema marítimo no litoral sul
do Estado de São Paulo, não só na foz do Ribeira de Iguape, mas também nas
foz do estuário Cananéia-Iguape.
A região foi incluída, desde 1992 pela UNESCO, como Reserva da
Biosfera da Mata Atlântica, e em 2002 como Área de Proteção Ambiental pelo
IBAMA. Este sistema possui características tanto de estuário quanto de laguna,
atribuindo grande valor ecológico por apresentar alto grau de preservação
ambiental. Os canais estuarinos e lagunares dessa região são cercados por
vegetação de mangue abundante, que abriga ostras e mexilhões, sendo como
um todo importante para o crescimento ou residência de espécies valiosas
economicamente (Mahiques et al., 2013).
Entretanto, na região localizada a nordeste, onde ocorrem as maiores
ocupações humanas (Iguape, Ilha Comprida e Bacia de drenagem do Rio Ribeira
de Iguape), as atividades antrópicas, tais como agricultura, mineração, o turismo
e a construção do Canal do Valo-Grande (entre 1827 e 1852) vêm causando
certo impacto ambiental (Barcellos, 2005). Por ser uma região parcialmente
fechada, o estuário sofre os efeitos da poluição, que podem ser nocivos tanto às
comunidades bióticas, como à saúde pública através da cadeia alimentar.
Um grande problema no litoral é o número de pessoas vivendo em áreas
ocupadas irregularmente, nesses locais não é possível a instalação de
equipamentos de saneamento básico. Dessa forma, mesmo que a coleta de
esgoto abranja toda a população estabelecida regularmente, o esgoto gerado
pela parcela da população que apresenta ocupação irregular, pode continuar a
comprometer a qualidade das praias (Cetesb, 2016). Ainda segundo a Cetesb
para o litoral sul a porcentagem da população urbana atendida por redes de
esgotos ou sistemas isolados é de cerca de 50%.
A região não possui indústrias e também não conta com importantes
portos, sendo que a principal atividade econômica é a pesca artesanal e
agricultura. Por ser não ser uma região industrializada e com pouco impacto
antrópico, a região de Cananéia-Iguape será utilizada como área de referência.
19
4. MATERIAS E MÉTODOS.
4.1. Amostragem.
As membranas semipermeáveis - SPMD na configuração padrão (90 cm
de comprimento, 2,5 cm de espessura, e 1mL (0,91g) de trioleína), assim como
o seu suporte, foram adquiridas da Environmental Sampling Technologies Inc.
(EUA) (Figura 3). Os bivalves (Crassostrea brasiliana) vivos foram
encomendados de uma fazenda de criação em Cananéia (JacOstra). Para a
exposição nas áreas de estudo, estes bivalves foram acondicionados em viveiros
do tipo lanterna produzidos pela Engepesca LTDA (Itajaí, SC, Brasil).
Figura 3: Posicionamentos do SPMD dentro do suporte.
Para a fixação do suporte de SPMD e dos viveiros foram utilizados cabos,
e quando necessário foram utilizadas poitas (Figura 4) para estabilização das
gaiolas. Os locais de fixação dos experimentos na região estuarina de Santos
foram definidos visando obter sinais de contaminação na área central da baia de
Santos, na área próxima ao canal de São Vicente e na área do canal do Porto
de Santos (Figura 5). Na região de Cananéia-Iguape os dispositivos foram
fixados de forma a garantir a obtenção do sinal dos compostos de interesse
20
(hidrocarbonetos policíclicos aromáticos) provenientes do Rio Ribeira de Iguape,
no Valo Grande, em Iguape, no Mar Pequeno e no Mar de Cubatão em Cananéia
(Figura 5). A escolha dos pontos de amostragem também foi feita com fim de
minimizar as possibilidades de furto durante os períodos de exposição.
Figura 4: Fixação do suporte com as SPMDs e viveiro contendo as ostras em um dos pontos de exposição.
As coordenas dos pontos de coleta (Tabela 3) foram determinadas
utilizando um aparelho de posicionamento global (GPS).
A exposição das SPMDs e dos bivalves na Baia de Santos e São Vicente
foi realizada entre os dias 14 de setembro e 06 de outubro de 2016, totalizando
22 dias de exposição, período no qual as membranas semipermeáveis podem
absorver os contaminantes de forma linear.
Os dispositivos foram instalados em quatro lugares: P1, no Canal do Porto
de Santos, junto ao armazém 8; P2, na Ilha das Palmas; P3, na junção do Rio
Santana com o Mar Pequeno; P4, no Mar Pequeno junto ao Iate Clube de São
Vicente.
Em cada um desses pontos foi realizada a exposição de 5 membranas
semipermeáveis e cerca de 30 indivíduos de C. brasiliana, dispostos nos viveiros
do tipo lanterna. De forma a garantir o controle de qualidade analítico, 5
membranas semipermeáveis e 30 indivíduos de C. brasiliana que não foram
21
expostos foram separados e armazenados em freezer -20ºC até o momento da
análise.
Para complementar a informação gerada pelos SPMDs e bivalves foram
coletadas também amostras de água e de sedimentos junto aos pontos de
instalação dos dispositivos, além da coleta de água e sedimento em nove pontos
(B1 a B9) na região da Baia de Santos (Figura 5). As coletas de sedimento foram
realizadas utilizando uma draga do tipo Van-Veen e as coletas de água foram
realizadas utilizando garrafas âmbar de 4L a 1 m de profundidade
(subsuperficial).
Figura 5: Localização dos pontos de exposição dos dispositivos SPMDs e bivalves na Baia de Santos e de coleta de água e sedimento.
Na região de Cananéia e Iguape a exposição das SPMDs e dos bivalves
foi realizada entre os dias 20 de outubro e 11 de novembro de 2016, totalizando 22
dias de exposição. Os dispositivos foram instalados em quatro lugares: I1, no Rio
Ribeira de Iguape, junto a ponte da Av. Carvalho Pinto; I2, na junção do Rio Ribeira
de Iguape (Valo Grande) com o Mar Pequeno, C2 no Mar Pequeno junto à base de
pesquisas do Instituto Oceanográfico da USP em Cananéia, C5 no Mar Pequeno
junto a Eco Marina, em Cananéia. De forma a garantir o controle de qualidade
analítico 5 membranas semipermeáveis e 30 indivíduos de C. brasiliana que não
22
foram expostos foram separados e armazenados em freezer -20ºC até o momento
da análise.
Para complementar a informação gerada pelas SPMDs e bivalves foram
coletadas também amostras de água e de sedimentos junto aos pontos de
instalação dos dispositivos, além da coleta de água e sedimento em três pontos
(C1, C3 e C4) no Mar Pequeno em Cananéia (Figura 6). As coletas de sedimento
foram realizadas utilizando uma draga do tipo Van-Veen e as coletas de água foram
realizadas utilizando garrafas âmbar de 4 L a 1 m de profundidade.
Figura 6:Localização dos pontos de exposição dos dispositivos SPMD e bivalves em Cananéia-Iguape e de coleta de água e sedimento.
Em Santos todos os dispositivos SPMDs e viveiros contendo bivalves
foram recuperados. A sobrevivência dos bivalves foi de 100% em todos as estações
onde os organismos foram expostos. Nos pontos P2 e P4 não foi possível coletar
o sedimento em função do fundo rochoso.
Em Iguape os dispositivos implantados no ponto I2, na junção do Valo
Grande com o Mar Pequeno foram furtados. Ainda em Iguape no ponto I1 o
dispositivo contendo SPMD foi recuperado, contudo os bivalves tiveram
mortalidade de 100%, provavelmente devido baixa salinidade da região.
23
Segundo Tramonte (2016) a região pode apresentar salinidade menor 5,0,
considerada o limite entre a água doce e a água salobra (CONAMA, 2005), de
acordo com estudo de Silva (2005) a partir da salinidade 9 aumenta a taxa de
mortalidade da Crassostrea sp.
Na região de Cananéia os dois dispositivos implantados foram
recuperados e a sobrevivência dos bivalves foi de 100%.
Após retiradas da água, as membranas semipermeáveis foram
imediatamente acondicionadas em frascos de vidro previamente calcinados a
400ºC por 4 h e os bivalves ainda vivos foram acondicionados em sacos
plásticos. As amostras de sedimentos foram acondicionadas em bandejas de
alumínio previamente calcinadas a 400ºC por 4 h. As amostras de água foram
mantidas nas garrafas de coleta de 4 L. Todo esse material foi imediatamente
transportado para o Laboratório de Química Orgânica Marinha do IO-USP.
As membranas semipermeáveis e o sedimento foram armazenas em
freezer a -20ºC até o momento da análise. Os bivalves foram abertos e o seus
tecidos foram armazenados em bandejas de alumínio previamente calcinadas a
400ºC por 4 h e também mantidos em freezer a -20ºC.
As amostras de água, foram filtradas utilizando filtro Sartorium (Alemanha)
GMF5 47 mm, 0,7 μm, em sistema de pressão reduzida para a separação do
material particulado em suspensão. Os filtros contendo o material particulado de
cada um dos pontos de coleta foram embrulhados em papel alumínio e
armazenados em freezer a -20ºC.
24
TABELA 3: IDENTIFICAÇÃO E LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA DOS PONTOS AMOSTRADOS.
Local Pontos de Coleta Latitude Longitude Profundidade
(m) Referência Visual
Santos / São Vicente
P1 23°55'55.3"S 46°19'20.6"W Superficial Porto de Santos
P2 24°00'32.8"S 46°19'28.2"W Superficial Ilha das Palmas
P3 23°56'09.6"S 46°25'38.7"W Superficial Marina da Ilha - São Vicente
P4 23°58'54.2"S 46°23'39.5"W Superficial São Vicente Iate Clube
B1 23°59'09.3"S 46°22'18.2"W 6,5
Baia de Santos e São Vicente
B2 23°59'50.9"S 46°22'18.3"W 8,8
B3 24°00'27.7"S 46°22'21.9"W 11
B4 24°00'39.8"S 46°20'59.8"W 13
B5 24°01'03.6"S 46°20'07.6"W 14
B6 24°00'10.3"S 46°19'40.5"W 11
B7 23°59'31.4"S 46°19'24.2"W 16
B8 23°59'10.9"S 46°20'41.2"W 8,5
B9 23°59'59.3"S 46°20'54.1"W 11
Iguape I1 24°41'43.4"S 47°34'08.9"W Superficial
Rio Ribeira – Ponte Av. Carvalho Pinto
I2 24°42'53.0"S 47°33'41.7"W Superficial Rio Ribeira_ Mar Pequeno
Cananéia
C1 25°02'03.3"S 47°55'17.7"W 3,4 Próximo a desembocadura
C2 25°01'12.6"S 47°55'27.2"W 7,5 Instituto Oceanográfico da USP
C3 25°00'50.1"S 47°55'11.6"W 3,1 Curral de Peixes
C4 25°00'56.8"S 47°55'33.7"W 6,3 Balsa de travessia Ilha Comprida
C5 24°59'41.4"S 47°56'51.5"W superficial Eco Marina _ Mar Pequeno
*Sistemas de coordenadas geográficas em WGS 84
4.2. Preparação das Amostras.
As amostras de tecido dos bivalves, sedimentos e material particulado
foram liofilizadas durante quatro dias. Logo após a secagem as amostras foram
maceradas e armazenadas em frascos de vidro com tampa metálica. As
amostras foram pesadas antes e após a liofilização para a determinação do teor
de umidade.
4.3. Limpeza e Preparação Laboratorial.
Para evitar contaminações toda a vidraria utilizada em laboratório foi
imersa em solução de extran alcalino (Merk - Alemanha) durante 24 horas, sendo
posteriormente enxaguado sucessivamente com água corrente e ao final com
25
água destilada. O material foi seco em estufa (120oC) e armazenado após ser
envolvido em papel alumínio. Para finalizar esse material foi calcinado em mufla
a 400oC por 4 horas, com exceção do material volumétrico que foi lavado com
solvente grau resíduo (hexano-diclorometano (DCM) 1:1 v:v) antes da utilização.
A sílica, alumina e o sulfato de sódio também foram calcinados em mufla
a 400oC por 4 horas e depois armazenadas em frascos de vidros calcinados com
tampa metálica. Antes de serem utilizadas a sílica e a alumina foram aquecidos
a 120ºC em estufa por 2 horas, para a total ativação dos sítios polares presentes
em sua estrutura, em seguida, foi desativada (5% massa/massa) utilizando água
Mili-Q (filtrada por milipore) extraída 5 vezes com hexano. Todos os solventes e
adsorventes foram testados para se verificar sua pureza.
4.4. Método analítico.
4.4.1. Crassostrea brasiliana.
A análise dos compostos orgânicos nos tecidos de bivalves baseada em
MacLeod et al. (1986).
Para cada amostra foram utilizados 1 g de tecido (peso seco). Em cada
frasco de extração foram adicionados 100 µL do padrão surrogate (Mix-
Deuterados – naftaleno-d8, acenaftaleno-d10, fenentreno-d10, criseno-d12 e
pireno-d12) com concentração 5 ng μL-1 para a análise de HPAs. Em seguida, as
amostras foram extraídas em Soxhlet com 80 mL da mistura de hexano e
diclorometano (1:1, v:v) por 8 horas. O extrato foi concentrado em um evaporador
rotativo a vácuo e banho-maria para 1,0 mL e foi submetido à cromatografia de
adsorção em uma coluna contendo 8 g sílica e 16 g alumina para purificação. As
amostras foram eluídas com 20 mL de 30% de DCM em hexano. A solução final
foi concentrada até 1,0 mL e transferida para ampolas contendo o padrão interno
(PI): 100 μL terfenil (5ng μL-1).
Também foram analisados bivalves não expostos cujos resultados foram
utilizados para comparação com aqueles expostos nas regiões de estudo. O
processo de extração simplificado para organismos está representado pela
Figura 7.
26
Figura 7:Fluxograma da análise de HPAs em bivalves.
27
4.4.2. SPMD
A análise das SPMD foi adaptado o procedimento descrito por Lourenço
et al. (2015), onde previamente à extração a parte externa das fitas foi limpa com
água destilada, seguida de acetona e por fim metanol para a remoção de
possível bioincrustação.
As fitas foram, então, colocadas em frascos de vidro previamente
descontaminadas onde foi adicionado o padrão surrogate (100 μL Mix-
Deuterados – naftaleno-d8, acenaftaleno-d10, fenentreno-d10, criseno-d12 e
pireno-d12) com concentração 5 ng μL-1. A extração foi realizada por diálise em
hexano, três extrações sequenciais de 24h, 12h e 6h. Os frascos foram mantidos
tampados e em local de baixa luminosidade, para evitar contaminação e
fotoxidação dos compostos de interesse.
Os três extratos foram combinados, concentrados para 1 mL e submetidos
à cromatografia de permeação em gel (GPC) para a exclusão dos lipídios,
também conhecido como cromatografia por exclusão de tamanho. Os solutos
são eluídos da fase estacionária em ordem decrescente de tamanho molecular,
neste processo as moléculas são separadas com base na diferença de tamanhos
ou volumes hidrodinâmicos (Yao e Lenhoff, 2004). O solvente utilizado foi
diclorometano, com um fluxo de 5mL min-1. Moléculas com tamanho igual ou
superior ao tamanho dos poros, neste caso os lipídios, são as primeiras a serem
eluídas da coluna, levando 30:30 min para exclusão. As moléculas menores de
interesse foram eluídas seguidos 8 min. Totalizando um tempo de corrida de
38:30 minutos.
O extrato resultante foi concentrado para 1 mL e adicionado o PI: 100 μL
terfenil (5 ng μL-1).
SPMD não expostas também foram analisadas e considerados brancos
analíticos. O processo de extração simplificado para as SPMDs está
representado pela Figura 8.
28
Figura 8: Fluxograma da análise de HPAs nas SPMDs.
29
4.4.3. Água
A extração de HPAs em água foi realizada por extração líquido-líquido que
se trata de um processo de separação que utiliza da propriedade de miscibilidade
de líquidos (Queiroz et al, 2001).
Para extração a amostra passou por um processo de agitação manual por
5 minutos com 80 mL de hexano em funil de separação, onde foi adicionado o
padrão surrogate (100μL Mix-Deuterados – naftaleno-d8, acenaftaleno-d10,
fenentreno-d10, criseno-d12 e pireno-d12) com concentração 5 ng μL-1. Foi feita a
separação entre as duas fases imiscíveis (orgânica e aquosa) utilizando um funil
de separação. O extrato orgânico foi concentrado até 1,0 mL e transferido para
ampolas contendo o PI: 100 μL terfenil (5 ng μL-1). O processo de extração da
água simplificado está esquematizado na Figura 9.
Figura 9: Fluxograma da análise de HPAs em água com extração líquido-líquido.
30
4.4.4. Sedimentos e Material Particulado em Suspensão
A extração de sedimentos e material particulado ocorreram de maneira
semelhante, diferenciando apenas na massa utilizada. Para os sedimentos
foram utilizados 20 g, enquanto que para o Material Particulado em Suspensão
(MPS) foi utilizado o peso do material retido nos filtros (média de 0,1g). O método
analítico foi adaptado de UNEP 1992.
Em cada cartucho de extração foram adicionados 100 µL do padrão
surrogate (Mix-Deuterados – naftaleno-d8, acenaftaleno-d10, fenentreno-d10,
criseno-d12 e pireno-d12) com concentração 5 ng μL-1 para a análise de HPAs.
Em seguida, as amostras foram extraídas em Soxhlet com 80 mL da mistura de
hexano e diclorometano (1:1, v:v) por 8 horas. O extrato foi concentrado em um
evaporador rotativo a vácuo e banho-maria para 1,0 mL e então submetido à
cromatografia de adsorção por uma coluna contendo 3,2 g de alumina para
purificação do extrato. As amostras foram eluídas com 20 mL de 30% de DCM
em hexano. A solução final foi concentrada até 1,0mL e transferida para ampolas
contendo o PI: 100 μL terfenil (5ng μL-1).
O processo de extração de sedimentos e material particulado em
suspensão está esquematizado na Figura 10.
31
Figura 10: Fluxograma da análise de HPAs em Sedimentos e no Material Particulado em Suspensão.
32
4.5. Condições cromatográficas
Para análise de HPAs as amostras foram injetadas em um cromatógrafo
a gás (Agilent 6890 series GC System) acoplado com um espectrômetro de
massas (Agilent 5973 network Mass Selective Detector) – CG-EM. O
equipamento operou no modo de monitoramento seletivo de íons (SIM –
Selected Ion Monitoring). A coluna utilizada foi a HP 5MS da Agilent composta
por filme de 5% de fenil e 95% de metil silicona, com 30 m de comprimento por
250 µm de diâmetro interno e 0,25 µm espessura.
Hélio (He) foi o gás de arraste utilizado, com fluxo constante de 1,8 mL
min-1. Com injetor automático da Agilent 7683, foi injetado 1 µL de cada amostra
no modo sem divisão de fluxo (splitless). A temperatura no injetor foi de 300oC.
A rampa de temperatura (Figura 11) iniciou-se em 40oC, com aumento de
20oC min-1 até alcançar a temperatura de 60oC, então continua subindo na razão
de 5oC min-1 até atingir a temperatura de 270oC, a temperatura volta a subir na
razão 20oC min-1 até a temperatura final de 300oC onde permaneceu constante
por 10 minutos. O tempo total de corrida foi de 54,5 minutos.
Figura 11: Rampa de Temperatura do GC-MS para análise de HPAs.
33
4.5.1. Curva de Calibração
A curva de calibração consiste na adição de quantidades conhecidas da
substância de interesse ao padrão incorporado, estas são utilizadas para a
obtenção dos cromatogramas. Constrói-se então uma curva analítica
relacionando as quantidades da substância adicionada com as respectivas áreas
obtidas (Ribani et al, 2004).
As curvas de calibração dos Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos
foram construídas através de regressão linear, com nove pontos, nas seguintes
concentrações: 0,01; 0,025; 0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 0,8; 1,2 e 2,0 ng µL-1. Foi
considerado adequado o coeficiente correlação linear (r2) maior ou igual a 0,995.
As soluções de padrões continham os seguintes compostos: naftaleno,
acenaftileno, acenafteno, fluoreno, fenantreno, antraceno, fluoranteno, pireno,
benzo[a]antraceno, criseno, benzo[b,j,k]fluoranteno, benzo[a]pireno,
indeno[1,2,3-c,d]pireno, benzo[a,h]antraceno e benzo[g,h,i]perileno. A
quantificação dos compostos foi realizada com base comparativa na área do
padrão surrogate adicionado (Mix-Deuterados – naftaleno-d8, acenaftaleno-d10,
fenentreno-d10, criseno-d12 e pireno-d12). A quantificação dos HPAs alquilados foi
realizada com base na curva do HPA parental.
4.6. Controle De Qualidade Analítica
Para garantir a eficiência da metodologia analítica foi realizado um
controle de qualidade analítico. Para avaliar e garantir a precisão e acurácia do
método utilizado, garantir a recuperação dos compostos e detectar as possíveis
impurezas inerentes do processo, bem como monitorar o comportamento dos
analitos durante as análises (NOAA, 2014).
O controle de qualidade do método foi feito através da extração de um
Branco (sulfato de sódio), um branco fortificado com padrões surrogate (branco
Spike), uma matriz e uma duplicata e a matriz fortificada com Surrogate e um
material de referência certificado (MRC). O controle de qualidade foi realizado
para os sedimentos e moluscos bivalves; para as SPMDs foi analisado um
branco e branco fortificado.
34
4.6.1. Branco de extração
Para cada grupo de amostra é realizado um branco de extração; trata-se
de uma matriz inerte isenta dos analitos de interesse que é submetida as
análises a fim de detectar qualquer contaminante proveniente dos processos
analíticos, seja pela inserção de impurezas durante o procedimento ou pela pré-
existência de interferentes no material a ser analisado (Wade & Cantillo, 1994).
O branco aceitável não pode apresentar mais de 10% de interferentes
coeluentes aos analitos de interesse, e seu nível não pode ser maior que três
vezes o limite de detecção do método (NOAA, 2014).
Para acompanhar as matrizes sólidas foi utilizado o Sulfato de Sódio
(Na2SO4) como branco, enquanto para a matriz aquosa foi feita extração hexano.
As concentrações encontradas no branco foram descontadas das amostras
correspondentes.
4.6.2. Branco Spike
O branco spike (branco fortificado) é utilizado para avaliar o
comportamento dos compostos durante o processo analítico, em termos de
perda e recuperação, sem a influência da matriz (Wade e Cantillo, 1994). Foi
adicionado uma concentração conhecida de padrão, contendo os analitos de
interesse, ao sulfato de sódio.
A recuperação é definida como a proporção da quantidade da substância
de interesse, presente ou adicionada na porção analítica do material teste, que
é extraída e passível de ser quantificada A recuperação considerada aceitável
para os fortificados se encontra na faixa de 60% e 130% (NOAA, 2014).
Para este trabalho a recuperação do branco fortificado variou de 69% e
122% para o controle dos bivalves, 85% e 117% para o sedimento, e 60% e
128% para as SPMDs permanecendo dentre o intervalo considerado aceitável
(Tabela 4).
4.6.3. Amostra Spike
Para avaliar a eficiência do método de análise na presença de uma matriz
representativa é feita a fortificação dos analitos de interesse em uma
35
concentração conhecida. Foi realizada a extração de 20 g de sedimentos, 1 g de
bivalve e 20g de sulfato de sódio. Tanto na matriz fortificada e no branco
fortificado foram adicionados 100 µL de uma mistura contenho HPAs na
concentração de 5 ng g-1. A eficiência é medida através do percentual de
recuperação dos compostos adicionados, segundo manual da NOAA (2014) a
recuperação é aceitável se 80% dos analitos adicionados obtiverem recuperação
entre 60% e 130%.
Na Tabela 4 é apresentado que todos os analitos permaneceram dentro
da faixa aceitável, para as SPMDs não foi possível fazer a amostra fortificada
devido à falta de membranas sobressalentes.
TABELA 4: CONCENTRAÇÃO DOS ANALITOS (ng g-1) PARA BRANCO E MATRIZ FORTIFICADA, E PERCENTUAL DE RECUPERAÇÃO DOS ANALITOS (%Rec).
Bivalves Sedimentos SPMDs
BCO Spike
%Rec Amostra
Spike %Rec
BCO Spike
%Rec Amostra Spike
%Rec BCO Spike
%Rec
naftaleno 11,12 111 11,79 118 10,04 100 10,87 109 0,64 128
acenaftileno 11,76 118 10,46 104 10,86 109 8,17 82 0,63 126
acenafteno 11,22 112 11,34 113 9,96 100 8,91 89 0,65 128
fluoreno 11,87 119 12,50 125 9,04 90 8,65 86 0,63 128
fenantreno 12,20 122 10,15 101 10,38 104 8,63 86 0,60 120
antraceno 8,75 88 10,17 102 8,47 85 8,27 83 0,47 94
fluoranteno 11,66 117 10,51 105 10,04 100 10,50 105 0,54 108
pireno 11,52 115 10,39 104 9,95 100 10,65 107 0,54 108
benzo[a]antraceno 9,83 98 12,88 129 10,65 107 10,42 104 0,31 62
criseno 10,61 106 7,60 76 9,57 96 9,21 92 0,54 108
benzo[b]fluoranteno 9,62 96 10,80 108 11,69 117 11,57 116 0,37 74
benzo[k]fluoranteno 11,18 112 10,42 104 11,76 118 11,57 116 0,35 70
benzo[a]pireno 6,93 69 6,30 63 9,6 96 11,49 115 0,30 60
indeno[1,2,3-c,d]pireno
12,28 123 10,51 105 10,61 106 11,00 110 0,49 98
dibenzo[a,h]antraceno 11,38 114 9,66 96 10,04 100 12,06 121 0,51 102
benzo[g,h,i]perileno 11,65 117 10,67 106 9,86 99 10,28 103 0,58 116
36
4.6.4. Amostra Duplicada
Dentro do controle foram feitas duas vezes a extração de uma mesma
amostra escolhida aleatoriamente para que seja avaliado a homogeneidade e
precisão analítica do método. As amostras utilizadas no controle foram coletadas
na região de Santos durante a disciplina de Atividade Embarcada do IO-USP.
A análise da duplicata deve apresentar um Percentual Relativo da
Diferença (PRD) inferior a 30%, calculado segundo a equação:
𝑃𝑅𝐷(%) = ([𝐴] − [𝐴𝐷]
𝑀É𝐷𝐼𝐴 (𝐴; 𝐴𝐷)) ∗ 100
Onde [ A ] é a concentração do analito medida na amostra, [ AD ] é a
concentração medida do analito na duplicata.
O PRD para este trabalho ficou dentro da faixa esperada, como mostrado
na Tabela 5.
37
TABELA 5: CONCENTRAÇÃO DOS ANALITOS (ng g-1) PARA AS AMOSTRA E DUPLICATAS DE BIVALVES E SEDIMENTOS, E PERCENTUAL RELATIVO DA DIFERENÇA (PRD).
Bivalves Sedimentos
A AD PRD (%) A AD PRD (%)
naftaleno 10,37 11,23 8 5,83 6,03 3 metilnaftaleno 3,04 3,44 12 2,57 2,79 8
bifenil 2,68 2,78 4 1,28 1,38 8 etilnaftaleno <LDM <LDM 0,55 0,57 4
dimetilnaftaleno 3,93 4,68 17 3,77 3,74 1 acenaftileno <LDM <LDM 2,04 1,87 9 acenafteno <LDM <LDM 1,45 1,54 6
trimetilnaftaleno 3,05 2,43 23 4,16 3,30 23
fluoreno <LDM <LDM 1,06 0,83 24 metilfluoreno <LDM <LDM 3,13 2,40 26
dibenzotiofeno <LDM <LDM 1,04 0,81 25 fenantreno 3,07 3,06 0 10,86 8,74 22 antraceno <LDM <LDM 2,80 2,38 16
dimetilfluoreno 2,50 <LDM 1,74 1,52 13 metildibenzotiofeno <LDM <LDM 0,91 1,03 12
metilfenantreno 10,28 12,21 17 7,19 6,13 16 dimetildibenzotiofeno <LDM <LDM 1,78 1,62 9
dimetilfenantreno 2,50 2,16 15 4,91 3,66 29 fluoranteno 2,94 3,07 4 10,53 10,29 2
pireno 3,56 3,39 5 10,01 9,49 5
metilfluoranteno <LDM <LDM 4,75 3,48 29 metilpireno <LDM <LDM 1,00 1,03 3
benzo[a]antraceno <LDM <LDM 3,62 2,73 28 criseno <LDM <LDM 8,04 7,24 10
metilcriseno <LDM <LDM 9,37 7,21 26 dimetilcriseno <LDM <LDM 6,85 7,44 8
benzo[b]fluoranteno <LDM <LDM 5,69 5,25 8 benzo[k]fluoranteno <LDM <LDM 11,96 11,41 5
benzo[e]pireno <LDM <LDM 11,58 11,29 3 benzo[a]pireno <LDM <LDM 13,16 12,72 3
perileno <LDM <LDM 19,80 20,19 2
indeno[1,2,3-c,d]pireno <LDM <LDM 11,41 13,13 14 dibenzo[a,h]antraceno <LDM 2,17 2,26 2,51 10
benzo[g,h,i]perileno <LDM <LDM 12,33 12,96 5
38
4.6.5. Material de Referencia Certificado (MRC)
Para assegurar o grau de confiabilidade do método é feita a análise do
material de referência certificado (SRM/NIST – Standard Reference Material /
National Institute of Standards and Tecnology), trata-se de uma amostra bem
caracterizada com concentração dos analitos de interesse certificadas, assim
como os valores de incerteza.
Foi utilizado como material de referência para bivalves o SRM 2974 e para
sedimentos SRM 417. Seguindo o manual da NOAA (2014), foram considerados
aceitáveis resultados que estivessem próximos dos valores certificados com
desvio inferior a 30%.
Com base nos parâmetros descritos as análises de MRC apresentaram
resultados satisfatórios, apresentando concentrações dentro de intervalo de
confiança estabelecido, como mostra na tabela 6.
TABELA 6: COMPARAÇÃO DOS VALORES EXPERIMENTAIS E VALORES CERTIFICADOS EM ng g-1.
Organismos Sedimentos
MRC*
Conc. Certificadas
Máximo Mínimo MRC*
Conc. Certificadas
Máximo Mínimo
30% acima 30% abaixo 30%
acima 30% abaixo
naftaleno 61,47 163,55 150 +/- 110 208 28
bifenil 12,86 39,01 42 +/- 4 59,8 26,6
fluoreno 5,89 205,59 230 +/- 110 442 84
fenantreno 96,26 74,4 +/- 4,7 102,83 48,79 4900,51 3900 +/- 1500 7020 1680
antraceno 9,26 612,63 630 +/- 240 1131 273
fluoranteno 340,08 287 +/- 34 417,30 177,10 10346,82 7700 +/- 3000 13910 3290
pireno 184,84 166 +/- 21 243,10 101,50 7626,12 6000 +/- 2200 10660 2660
benzo[a]antraceno 38,43 31,1 +/- 3,9 45,50 19,04 4660,39 3200 +/- 1200 5720 1848
criseno 114,65 123,6 +/- 2,9 164,45 84,49 4506,71 3600 +/- 1700 6890 1330
benzo[b]fluoranteno 42,11 41,5 +/- 2,6 56,68 26,88 6680,88
benzo[k]fluoranteno 18,75 18,5 +/- 0,54 24,75 12,57 6680,88
benzo[e]pireno 61,08 58,9 +/- 2,9 80,34 39,20 3276,09
benzo[a]pireno 7,35 9,73 +/- 0,43 13,21 6,51 3347,25
perileno 5,41 6,8 +/- 0,34 9,28 4,52 695,10
benzo[g,h,i]perileno 20,95 23,7 +/- 2,2 33,67 15,05 1680,93
MRC*: resultados desse trabalho
39
4.6.6. Recuperação do Padrão Surrogate
A substância utilizada como padrão deve ser um composto que apresenta
similaridade química com os analitos de interesse, mas que não ocorra
naturalmente no ambiente, para que seja representativo na recuperação e
ausente na amostra (Souza et al, 2012).
O surrogate utilizado foi 100 µL do mix de padrões deuterados (naftaleno
– d8, acenafteno – d10, fenantreno – d10, criseno – d12 e perileno – d12) na
concentração de 5 ng g-1, este foi adicionado no início do processo analítico, a
fim de verificar as variações sofridas durante o processo. O cálculo da sua
recuperação foi feito baseado no Padrão Interno (100 µL de Terfenil na
concentração de 5 ng g-1.) que foi adicionado no final do processo, portanto, não
deveria sofrer perdas.
Para calcular a porcentagem de recuperação é utilizada a seguinte
equação:
% 𝑅𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎çã𝑜 = (𝐶𝑚(𝑆) ∗ 𝐶𝑎(𝑃𝐼)
𝐶𝑚 (𝑃𝐼) ∗ 𝐶𝑎 (𝑆)) ∗ 100
Onde 𝐶𝑚 é a concentração medida na amostra, 𝐶𝑎 é a concentração
adicionada na amostra, (𝑆) é o Surrogate e (𝑃𝐼) o padrão interno.
São consideradas aceitáveis recuperações na faixa de 50% e 120%. Para
as matrizes analisadas bem como no controle de qualidade, a recuperação
variou de 61% até 102%, estando dentro da faixa aceitável de recuperação.
4.6.7. Limite de Detecção e Quantificação do Método (LDM)
O limite de detecção representa a menor concentração da substância de
interesse que pode ser detectada, mas não necessariamente quantificada,
utilizando um determinado procedimento experimental (INMETRO, 2003; Ribani
et al, 2004). Enquanto o limite de quantificação trata-se da menor concentração
do analito que pode ser detectada e podendo ser calculada com 99% de
40
segurança de que esta concentração é diferente de zero (Wade & Cantillo, 1994).
Para este trabalho o LDM e o LQ foram os mesmos.
Para calcular estes dados, uma curva analítica foi feita utilizando a matriz
contendo o composto de interesse na faixa de concentração próxima ao limite
de detecção (Ribani et al, 2004). Utilizando como base o menor ponto da curva
de concentração conhecida (0,01 ng g-1). Como o LDM é dependente da massa
ou volume da matriz extraída foi calculado um limite para cada matriz utilizando
a equação:
𝐿𝐷𝑀 = 𝐶𝐶 ∗ 𝑉𝐶
𝑀
Onde Cc é a menor concentração da curva de calibração ( 0,01 ng.µL-1);
Vc é o volume que a amostra foi concentrada (1000µL) e M é a massa ou o
volume de amostra utilizada. O limite de detecção foi dado em ng g-1 ou ng L-1.
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1. Água (Fase Dissolvida)
A concentração do somatório dos HPAs totais (ΣHPAs totais) nas
amostras de água variou entre 5,43 ng L-1 (P2) e 162,12 ng L-1 (P1) (mediana
52,91 ± 25,31) para a região de Santos e São Vicente (Figura 12 A), enquanto o
somatório dos 16 HPAs considerados prioritários pela EPA (Σ16 HPAs
Prioritários) variou desde inferior ao limite de detecção (P2) a 59,96 ng L-1 (P1)
(Tabela 7). No complexo Estuarino de Cananéia-Iguape a concentração variou
de 6,60 ng L-1 (C1) e 39,59 ng L-1 (I1) (mediana 20,75 ± 7,81) (Figura 12 B), o
somatório dos 16 HPAs prioritários, variou de 3,12 (C5) a 13,73 (I1) ng L-1
(Tabela 7).
41
Figura 12:Concentrações dos HPAs totais na água (ng L-1 ) para todos os pontos analisados por região de estudo (A) Santos e São Vicente (B) Cananéia e Iguape.
Na Tabela 7 são apresentadas as concentrações individuais dos
compostos determinados neste trabalho e alguns parâmetros de avaliação das
fontes dos HPAs.
As concentrações de naftaleno e seus homólogos alquilados perfazem
quase 100% das concentrações totais de HPAs em todos os pontos amostrados.
42
TABELA 7: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs EM ÁGUA (em ng L-1 ) E PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO DO MÉTODO.
HPAs (ng L-1) P1 P2 P3 P4 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I1 I2 C1 C2 C3 C4 C5
HPAs (2-3 anéis)
naftaleno 29,79 <LDM 11,58 29,82 14,54 12,67 13,92 11,85 14,47 16,22 24,19 4,82 12,27 7,85 7,88 3,24 3,48 4,94 4,03 3,12
bifenil 11,33 <LDM <LDM 6,53 4,34 2,96 4,12 2,84 3,74 4,46 5,46 <LDM <LDM <LDM 2,65 <LDM <LDM 2,8 <LDM <LDM
acenaftileno 4,89 <LDM <LDM 2,53 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
acenafteno 5,55 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
fluoreno 2,73 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dibenzotiofeno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
fenantreno 3,91 <LDM <LDM <LDM <LDM 2,59 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 2,78 2,81 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
antraceno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
fluoranteno 6,42 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 5,88 4,22 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
HPAs (4-6 anéis)
pireno 6,67 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
benzo[a]antraceno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
criseno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
benzo[b,j,k]fluoranteno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
benzo[e]pireno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
benzo[a]pireno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
perileno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
indeno[1,2,3-c,d]pireno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dibenzo[a,h]antraceno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
benzo[g,h,i]perileno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
43
TABELA 7 CONTINUAÇÃO: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs EM ÁGUA (em ng L-1 ) E PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO
DO LIMITE DE DETECÇÃO DO MÉTODO; nc: NÃO CALCULADO (DENOMINADOR ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO)
HPAs (ng L-1) P1 P2 P3 P4 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I1 I2 C1 C2 C3 C4 C5
HPAs Alquilados
metilnaftaleno 12,69 <LDM 3,24 16,28 7,36 5,73 7,77 6,57 8,30 6,57 15,63 3,29 7,53 4,17 4,08 <LDM 3,35 4,03 3,39 2,84
etilnaftaleno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 3,33 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dimetilnaftaleno 39,61 <LDM <LDM 20,92 13,9 12,49 16,42 11,08 13,46 10,73 24,14 7,79 11,61 4,48 2,70 <LDM 5,72 5,35 4,66 3,25
trimetilnaftaleno 17,90 2,55 3,08 7,66 9,61 9,47 11,24 9,66 7,98 4,10 8,72 8,04 9,63 4,17 2,60 <LDM 4,46 3,91 3,82 3,08
metilfluoreno 5,73 <LDM <LDM 3,26 4,28 4,01 3,79 3,24 2,53 <LDM 3,51 <LDM 3,08 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dimetilfluoreno 2,08 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
metildibenzotiofeno <LDM <LDM 5,99 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 9,49 5,65 3,36 3,74 3,57 3,15 2,78
metilfenantreno 5,92 2,88 <LDM 4,63 3,33 3,52 3,60 3,57 <LDM <LDM <LDM 3,16 3,47 3,55 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dimetildibenzotiofeno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dimetilfenantreno 6,90 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 2,51 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
metilfluoranteno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
metilpireno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
metilcriseno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dimetilcriseno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
ΣHPAs totais 162,12 5,43 23,89 91,63 57,36 53,44 60,86 48,81 50,48 42,08 84,98 29,88 52,91 39,59 29,78 6,60 20,75 24,60 19,05 15,07
Σ16 HPAs Prioritários 59,96 <LDM 11,58 32,35 14,54 15,26 13,92 11,85 14,47 16,22 24,19 7,60 15,08 13,73 12,10 3,24 3,48 4,94 4,03 3,12
ΣHPAs (2-3 anéis)* 64,62 <LDM 11,58 38,88 18,88 18,22 18,04 14,69 18,21 20,68 29,65 7,60 15,08 13,73 14,75 3,24 3,48 7,74 4,03 3,12
ΣHPAs (4-6 anéis)* 6,67 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
ΣHPAs Alquilados 90,83 5,43 12,31 52,75 38,48 35,22 42,82 34,12 32,27 21,4 55,33 22,28 37,83 25,86 15,03 3,36 17,27 16,86 15,02 11,95
Σ(2-3)/Σ(4-6) 9,69 nc nc nc nc nc nc nc nc nc nc nc nc nc nc nc nc nc nc nc
*somatório HPAs 2-3 e 4-6 anéis não incluem HPAs alquilados
44
Estudos citando a concentração de HPAs em água (fase solúvel) no Brasil
são escassos na literatura. As concentrações encontradas neste estudo para a
fase dissolvida foram similares aquelas encontradas por Nishigima (2004) para
o canal do porto de Santos [40,73 – 246,69 ng L-1 ]. Enquanto comparando com
as concentrações encontradas na literatura de outros países, as concentrações
encontradas neste estudo foram inferiores às encontradas por Zeng et al (2016)
[71,1 – 4255,4 ng L-1 ] no estuário de Daliao – China, e na Costa de Alexandria
– Egito [8970,9 – 1254756,0 ng L-1 ] (Ahmed et al, 2017) região considerada
contaminada e altamente contaminada respectivamente por hidrocarbonetos,
uma vez que ambas são urbanizadas com forte influência de indústrias. Os
resultados são comparáveis com aqueles encontrados na Costa de Marselha –
França [8,1 – 405,0 ng L-1 ] (Guigue et al, 2014) e no Estuário do rio Tibre - Itália
[9,7 – 546,1 ng L-1 ] (Montuori et al, 2016).
A presença de HPAs com 2 e 3 anéis aromáticos e seus derivados
alquilados, é um indicativo de influência petrogênica enquanto que a presença
de HPAs contendo entre 4 e 6 anéis aromáticos é um indicativo de aporte
pirolítico desses compostos para o meio. De forma a identificar as possíveis
fontes de HPA foram utilizados os somatórios dos compostos de menor massa
molecular (ΣHPAs de 2 – 3 anéis aromáticos) (Walker et al., 2005) e o somatório
daqueles com maior massa molecular (ΣHPAs de 4 – 6 anéis aromáticos)
(Yunker et al., 2002) (Figura 13). Apenas no ponto P1 foram detectados HPAs
de maior massa molecular, especificamente pireno (6,67 ng L-1). Além da
possível influência de compostos petrogênicos, a maior presença de HPAs leves
e ausência de HPAs contendo de 4 a 6 anéis aromáticos pode ser explicada pela
maior solubilidade de HPAs de menor cadeia carbônica.
A razão Σ(2-3)/Σ(4-6), ou seja, entre os HPAs de 2 a 3 anéis aromáticos
(menor massa molecular, sem incluir na soma HPas alquilados) e aqueles com
mais do que 3 anéis aromáticos (maior massa molecular, sem incluir na soma
HPAs alquilados) não pôde ser calculada pois não foram detectados HPAs de 4
a 6 anéis aromáticos; isso bastou para verificar a predominância dos compostos
de menor massa molecular, encontrados principalmente no petróleo e seus
derivados (Yunker et al., 2002). Presença dos HPAs alquilados com menor
cadeia carbônica em todos os pontos amostrados (acima de 50%), também
sugere a origem petrogênica destes compostos.
45
Figura 13: Concentração (ng L-1) na água de HPAs de menor massa molecular (ΣHPAs (2 – 3 anéis)); HPAs alquilados (ΣHPAs Alquilados); e HPAs com maior massa molecular (ΣHPAs (4 – 6 anéis)).
Concentrações mais altas de HPAs leves sugerem uma fonte recente e
contínua de hidrocarbonetos, provavelmente oriunda do constante tráfego de
embarcações nas regiões de estudo, uma vez que devido à volatilidade e a
degradação microbiana esses compostos não tendem a permanecer por muito
tempo dissolvidos na água (Montuori et al., 2016).
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
P1 P2 P3 P4 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I1 I2 C1 C2 C3 C4 C5
ng
L-1
ΣHPAs (2-3 anéis) ΣHPAs Alquilados ΣHPAs (4-6 anéis)
46
5.2. Material Particulado em Suspensão – MPS
A concentração de HPAs totais nas amostras de material particulado em
suspensão variou de 240,71 ng g-1 (B3) a 5659,40 ng g-1 em peso seco (ps) (P1)
(mediana 650,97 ± 1109) para a região de Santos e São Vicente (Figura 14 A),
com exceção dos pontos B5 e B6 que apresentaram concentrações inferiores ao
limite de detecção. No complexo de Cananéia-Iguape a concentração de HPAs
totais variou de 256,35 ng g-1 (C5) a 5438,26 ng g-1 ps (I1) (mediana 841,15 ±
1567) (Figura 14 B). Apenas no ponto C3 a concentração de HPAs foi inferior ao
limite de detecção do método.
Figura 14: Concentrações dos HPAs totais no MPS (ng g-1 ps) para todos os pontos analisados por região de estudo (A) Santos e São Vicente (B) Cananéia e Iguape.
47
Na Tabela 8 são apresentas as concentrações individuais dos compostos
analisados neste trabalho, bem como parâmetros para avaliação da origem dos
HPAs estudados no MPS.
Estudos citando a concentração de HPAs na fase particulada para a
região de estudo não foram encontrados na literatura. Comparando as
concentrações encontradas neste estudo para a fase particulada com outras
regiões as concentrações dos HPAs encontradas foram menores do que as
encontradas por Wang et al. (2016) [11790 – 167440 ng g-1] no estuário do Rio
da Pérolas – China, região considerada contaminada por hidrocarbonetos.
Concentrações comparáveis foram encontradas na Baia de Guaratuba [48,5 -
3019,7 ng g-1] (Dauner et al., 2016) e no Complexo Estuarino de Paranaguá [
391 – 4164 ng g-1] (Cardoso et al., 2016) na região sul do Brasil, e no mar
Tyrrhenian [30,5 - 5166,9 ng g-1] (Montuori et al., 2016) região central da Itália.
São regiões urbanizadas com um considerável runoff urbano, assim como o
intenso tráfego de embarcações.
A razão Σ(2-3)/Σ(4-6) foi calculada, quando possível, para o MPS. Na
região de Santos e São Vicente, as estações P1 (0,65), P2 (0,58) e B1 (0,69) a
razão apresentou valores inferiores a um, indicando aporte de HPAs origem
pirolítica. Contudo, a ausência de HPAs de maior massa molecular em todos os
demais pontos, combinado com alta proporção de HPAs alquilados, também
sugere contribuição de HPAs de origem petrogênica. Para o complexo de
Cananéia-Iguape, apenas o ponto I2 (0,48) apresentou predominâncias de HPAs
de maior massa molecular, indicando uma maior contribuição petrogênica,
associados ao óleo bruto e combustíveis fósseis (UNEP, 1992).
A Figura 15 representa os somatórios dos compostos encontrados por
ponto de amostra, é possível perceber que se comparada com as amostras de
água a concentração de HPAs com maior massa molecular aumentou
consideravelmente, uma vez que estes são preferencialmente absorvidos pelo
MPS devido as suas características físico-químicas (Zhao et al, 2015; Montuoni
et al, 2016).
48
TABELA 8 : CONCENTRAÇÕES DOS HPAs NO MATERIAL PARTICULADO EM SUSPENSÃO (em ng g-1 ps) E PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO DO MÉTODO.
HPAs (ng g-1) P1 P2 P3 P4 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I1 I2 C1 C2 C3 C4 C5
HPAs (2-3 anéis)
naftaleno 158,75 <LDM <LDM 379,25 <LDM 175,26 240,71 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 319,56 <LDM 144,96 <LDM <LDM <LDM <LDM
bifenil 153,86 <LDM <LDM 376,17 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 276,79 <LDM 127,61 <LDM <LDM <LDM <LDM
acenaftileno 107,84 <LDM <LDM 315,37 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
acenafteno 35,39 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
fluoreno 67,21 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dibenzotiofeno 42,34 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
fenantreno 260,42 136,72 294,99 508,01 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 212,47 99,42 199,76 104,97 <LDM <LDM <LDM
antraceno 37,99 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
fluoranteno 372,66 145,61 <LDM 154,32 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 147,55 99,75 <LDM <LDM <LDM <LDM
HPAs (4-6 anéis)
pireno 351,75 152,34 <LDM 118,62 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 120,25 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
benzo[a]antraceno 142,93 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
criseno 163,33 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
benzo[b,j,k]fluoranteno 309,55 140,92 <LDM <LDM 347,04 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
benzo[e]pireno 171,96 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
benzo[a]pireno 159,28 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
perileno 289,03 196,59 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 403,08 390,54 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
indeno[1,2,3-c,d]pireno 157,87 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dibenzo[a,h]antraceno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
benzo[g,h,i]perileno 166,78 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
49
TABELA 8 CONTINUAÇÃO: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs NO MATERIAL PARTICULADO EM SUSPENSÃO (em ng g-1 ps) E PARÂMETROS
DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO DO MÉTODO; nc: NÃO CALCULADO (DENOMINADOR OU NUMERADOR ABAIXO
DO LIMITE DE DETECÇÃO).
HPAs (ng g-1) P1 P2 P3 P4 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I1 I2 C1 C2 C3 C4 C5
HPAs Alquilados
metilnaftaleno 195,55 <LDM 142,71 128,17 <LDM 156,20 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 174,81 <LDM 488,51 76,86 <LDM 210,36 <LDM <LDM <LDM
etilnaftaleno 183,05 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 209,08 39,60 <LDM 191,39 <LDM <LDM <LDM
dimetilnaftaleno 922,73 184,34 1239,56 397,97 <LDM 328,25 <LDM 361,45 <LDM <LDM 259,12 508,81 342,97 1631,27 306,21 388,15 1069,94 <LDM 270,89 256,35
trimetilnaftaleno 495,65 154,32 813,37 330,50 <LDM <LDM <LDM 276,89 <LDM <LDM <LDM 266,68 308,01 1492,85 232,16 348,04 1320,49 <LDM 211,19 <LDM
metilfluoreno 67,74 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 268,57 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dimetilfluoreno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 136,09 39,93 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
metildibenzotiofeno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
metilfenantreno 135,79 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 50,49 <LDM 122,11 <LDM <LDM <LDM
dimetildibenzotiofeno 73,29 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dimetilfenantreno 108,93 98,69 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 53,25 <LDM 116,50 <LDM <LDM <LDM
metilfluoranteno 107,77 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
metilpireno 83,99 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
metilcriseno 135,94 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 103,10 <LDM
dimetilcriseno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 172,83 <LDM
ΣHPAs totais 5659,40 1209,54 2490,65 2708,39 347,04 659,71 240,71 638,34 <LDM <LDM 259,12 950,31 650,97 5438,26 1556,28 841,15 3602,88 <LDM 758,01 256,35
ΣHPAs (2-3 anéis)* 1236,46 282,33 294,99 1733,12 <LDM 175,26 240,71 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 808,82 246,98 104,97 104,97 <LDM <LDM <LDM
ΣHPAs (4-6 anéis)* 1912,49 489,85 <LDM 118,62 347,04 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 403,08 510,80 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
ΣHPAs Alquilados 2510,45 437,36 2195,65 856,64 <LDM 484,45 <LDM 638,34 <LDM <LDM 259,12 950,31 650,97 4226,36 798,50 736,18 736,18 <LDM 758,01 256,35
Σ(2-3)/Σ(4-6) 0,65 0,58 nc 14,61 nc nc nc nc nc nc nc nc nc 2,01 0,48 nc nc nc nc nc
% Alquilados 44,36 36,16 88,16 31,63 0,00 73,43 0,00 100,00 0,00 0,00 100,00 100,00 100,00 77,72 51,31 84,12 87,52 0,00 100,00 100,00
*somatório HPAs 2-3 e 4-6 anéis não incluem HPAs alquilados
50
Figura 15: Comparação entra a concentração no material particulado em suspensão de HPAs de menor (Σ HPAs (2 – 3 ANÉIS)); HPAs alquilados (ΣHPAs Alquilados); e
HPAs com maior massa molecular (ΣHPAs (4 – 6 ANÉIS)).
Para a caracterização do MPS quanto a possibilidade de prejuízo a biota,
foi utilizado valores-guia do grau de contaminação química estabelecidos pela
US EPA para sedimentos marinhos; são eles: (i) TEL (Threshold Effect Level):
representa a concentração abaixo da qual raramente são esperados efeitos
deletérios a biota; e (ii) PEL (Probable Effect Level): representa a concentração
acima da qual é frequentemente esperado efeito adverso na biota. Na faixa entre
TEL e PEL situam-se valores onde ocasionalmente esperam-se tais efeitos
(Buchman, 1999; Buchman, 2008).
Fazendo uma comparação com valores individuais, o antraceno foi o
único composto detectado que não apresentou valores acima dos estabelecidos
pela EPA. Valores entre TEL e PEL foram encontrados para dos demais
compostos. Apenas o acenaftileno (P4) apresentou concentrações acima do
limite PEL (Tabela 9). Tanto a região de Santos como o Complexo de Cananéia
apresentaram uma situações semelhantes, com compostos em concentrações
intermediárias, podendo ser um indicador de que a região antes considerada
livre de contaminação, já apresente elevadas concentrações de contaminantes
de origem antrópica, podendo apresentar algum tipo de efeito deletério a biota
da região.
0,00
1000,00
2000,00
3000,00
4000,00
5000,00
6000,00
P1 P2 P3 P4 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I1 I2 C1 C2 C3 C4 C5
ng.
g-1
ΣHPAs (2-3 anéis) ΣHPAs Alquilados ΣHPAs (4-6 anéis)
51
Para o somatório dos HPAs prioritários (Σ16 HPAs Prioritários), os valores
estabelecidos são 1684 e 16770 ng g-1, sendo eles TEL e PEL, respectivamente
(Buchman, 2008). A concentração no presente trabalho, variou de inferior ao
LDM até 2491,75 ng g-1 (P1) (média: 304,27 ± 344). Sendo assim, as
concentrações para o material particulado permaneceram abaixo dos índices em
todos os pontos amostrados, exceto para o ponto P1, localizado no porto de
Santos, que apresentou uma concentração intermediaria, indicando que
eventualmente pode ocorrer efeito deletérios a biota.
52
TABELA 9: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs (em ng g-1 ps) CONSIDERADOS PRIORITÁRIOS PELA US EPA PARA O MATERIAL PARTICULADO DO PRESENTE ESTUDO, E LIMITES ESTABELECIDOS POR ESTA AGENCIA. EM VERMELHO, OS VALORES QUE ULTRAPASSARAM O LIMITE PEL, E EM NEGRITO VALORES INTERMEDIÁRI
HPAs (ng g-1) P1 P2 P3 P4 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I1 I2 C1 C2 C3 C4 C5 TEL PEL
naftaleno 158,75 <LDM <LDM 379,25 <LDM 175,26 240,71 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 319,56 <LDM <LDM 144,96 <LDM <LDM <LDM 34,57 390,64
acenaftileno 107,84 <LDM <LDM 315,37 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 5,87 127,87
acenafteno 35,39 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 6,71 88,90
fluoreno 67,21 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 21,17 144,35
fenantreno 260,42 136,72 294,99 508,01 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 212,47 99,42 104,97 199,76 <LDM <LDM <LDM 86,68 543,53
antraceno 37,99 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 46,85 245,00
fluoranteno 372,66 145,61 <LDM 154,32 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 147,55 <LDM 99,75 <LDM <LDM <LDM 112,82 1493,54
pireno 351,75 152,34 <LDM 118,62 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 120,25 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 152,66 1397,60
benzo[a]antraceno 142,93 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 74,83 692,53
criseno 163,33 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 107,77 845,98
benzo[b,j,k]fluoranteno 309,55 140,92 <LDM <LDM 347,04 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM - -
benzo[a]pireno 159,28 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 88,81 763,22
indeno[1,2,3-c,d]pireno 157,87 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM - -
dibenzo[a,h]antraceno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 6,22 134,61
benzo[g,h,i]perileno 166,78 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM - -
ΣHPAs Prioritários 2491,75 575,60 294,99 1475,58 347,04 175,26 240,71 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 532,03 367,23 104,97 444,47 <LDM <LDM <LDM 1684 16770
53
5.3. Sedimentos
A concentração de HPAs totais nos sedimentos variou de 14,18 ng g-1 ps
(B6) a 2076,20 ng g-1 (P3) (mediana 135,12 ± 573) para a região de Santos e
São Vicente (Figura 16 A), enquanto no complexo Estuarino de Cananéia-Iguape
a concentração variou de 9,72 ng g-1 ps (C3) e 244,45 ng g-1 (I2) (mediana 181,45
± 60) (Figura 16 B).
Não foi possível fazer coleta de sedimentos nos pontos P2, P4 e I1 pois
o substrato era rochoso.
Figura 16: Concentrações dos HPAs totais nos sedimentos (ng g-1 ps) para todos os pontos analisados por região de estudo (A) Santos e São Vicente (B) Cananéia e Iguape.
54
A Tabela 10 apresenta as concentrações individuais dos compostos
analisados neste trabalho, bem como parâmetros para avaliação da origem dos
HPAs estudados.
As concentrações dos HPAs nos sedimentos para o canal de acesso ao
porto de Santos foram superiores aquelas encontradas por Nishigima et al (2001)
para o mesmo canal [80 – 190 ng g-1], porem foram compatíveis com as
encontradas por Medeiros e Bícego (2004) [79,6 – 1543,1 ng g-1]. Comparando
com esses estudos, é possível perceber uma tendência de diminuição na
concentração dos HPAs conforme se aproxima do oceano aberto, e um aumento
na concentração conforme adentra o complexo estuarino, onde ocorre um
aumento na influência antrópica.
Ao compararmos os valores encontrados neste estudo com outras
regiões, para região de Santos e São Vicente, pode-se observar que valores
semelhantes foram encontrados para sedimentos no Porto de Portimão –
Portugal [280 – 1690 ng g-1] (Bebianno et al, 2015), na Baia de Priolo – Itália
[56,4 – 847,1 ng g-1] (Di Leonardo et al, 2014) e na Baia de Guaratuba [169 –
2661] (Pietzsch et al, 2010) regiões consideradas moderadamente
contaminadas. A região de Cananéia pode ser comparada com áreas de baixa
contaminação por hidrocarbonetos, como o caso da Baia de Tampa – USA [1,7
– 147,9] (Lewis and Russel, 2015) e Baia de Bohai – China [24,6 – 280,6] (Wang
et al, 2015a).
55
TABELA 10: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs NOS SEDIMENTOS (em ng g-1 ps) E PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO DO MÉTODO.
HPAs (ng g-1) P1 P3 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I2 C1 C2 C3 C4 C5
HPAs (2-3 anéis)
naftaleno 46,60 16,11 <LDM 1,11 10,27 0,72 3,17 <LDM 13,94 6,40 <LDM 3,18 10,33 3,71 <LDM 2,37 2,98
bifenil 13,16 8,95 <LDM <LDM 2,95 <LDM 0,79 <LDM 3,99 1,83 <LDM 0,79 0,91 1,45 <LDM 0,70 1,58
acenaftileno 18,28 18,08 <LDM 0,84 10,7 <LDM 0,63 <LDM 9,77 3,80 <LDM 0,63 <LDM 0,60 <LDM <LDM 0,72
acenafteno 12,61 8,80 <LDM <LDM 1,29 <LDM <LDM <LDM 2,40 1,11 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 1,82
fluoreno 18,99 9,09 <LDM 0,54 3,07 <LDM 0,53 <LDM 3,94 1,83 <LDM 0,55 0,55 0,59 <LDM 0,56 0,87
dibenzotiofeno 10,00 11,16 <LDM <LDM 3,34 <LDM <LDM <LDM 3,03 1,54 <LDM <LDM 0,57 0,57 <LDM 0,61 1,04
fenantreno 60,99 21,56 <LDM 3,03 24,08 0,87 1,32 <LDM 19,97 10,21 0,73 3,12 3,80 4,63 <LDM 3,22 6,08
antraceno 22,58 12,29 <LDM 0,55 4,57 <LDM <LDM <LDM 6,77 2,74 <LDM <LDM 0,79 1,00 <LDM 0,68 1,63
fluoranteno 105,62 92,72 <LDM 15,48 48,38 2,04 2,81 <LDM 45,64 22,14 1,31 2,96 5,23 5,50 <LDM 4,03 13,34
HPAs (4-6 anéis)
pireno 113,46 130,83 <LDM 12,5 43,14 2,02 2,51 <LDM 43,62 20,41 1,16 2,94 4,90 4,95 <LDM 3,54 9,87
benzo[a]antraceno 64,19 49,89 <LDM 9,22 27,44 1,22 1,66 <LDM 29,24 12,79 0,68 1,06 2,76 2,29 <LDM 1,59 5,24
criseno 54,64 59,26 <LDM 7,68 25,46 1,21 1,29 <LDM 25,47 11,25 0,60 2,00 3,09 3,37 <LDM 2,38 5,94
benzo[b,j,k]fluoranteno 135,22 104,3 3,10 15,42 69,29 5,47 6,31 3,07 71,34 30,11 4,11 4,81 8,69 8,72 1,97 7,11 11,97
benzo[e]pireno 68,68 79,55 3,06 9,03 34,69 4,25 4,60 3,08 37,04 16,48 3,58 3,62 5,24 5,19 2,00 4,52 6,82
benzo[a]pireno 71,57 64,32 <LDM 7,22 39,85 1,66 1,83 <LDM 39,35 14,59 0,71 1,13 2,57 2,78 <LDM 1,82 4,72
perileno 162,14 595,94 0,56 4,80 53,82 3,31 7,02 <LDM 93,38 38,12 1,57 178,19 81,26 61,49 1,74 65,65 42,92
indeno[1,2,3-c,d]pireno 62,37 41,17 <LDM 5,82 34,82 1,33 2,42 <LDM 36,04 12,12 0,61 3,30 4,37 6,21 <LDM 3,56 6,60
dibenzo[a,h]antraceno 14,94 16,68 3,50 3,93 8,32 3,23 3,35 3,57 8,85 5,02 3,13 2,19 2,28 3,31 2,05 2,31 3,91
benzo[g,h,i]perileno 54,52 44,18 <LDM 5,19 30,84 1,18 2,30 <LDM 33,93 11,19 0,64 4,57 3,54 4,97 <LDM 3,40 4,64
56
TABELA 10 CONTINUAÇÃO: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs NOS SEDIMENTOS (em ng g-1 peso seco) E PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO.
< LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO DO MÉTODO; nc: NÃO CALCULADO (NUMERADOR ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO); nc1: ANTRACENO <LDM; nc2: FLUORANTENO <LDM; nc3: BENZO[A]ANTRACENO <LDM; nc4: INDENO[1,2,3-C,D]PIRENO <LDM.
HPAs (ng g-1) P1 P3 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I2 C1 C2 C3 C4 C5
HPAs Alquilados
metilnaftaleno 26,13 20,86 0,61 1,05 6,65 0,88 1,13 0,55 7,72 3,82 <LDM 1,55 3,00 1,96 <LDM 1,11 0,98 etilnaftaleno 7,44 7,37 <LDM 0,77 2,11 <LDM 0,61 <LDM 1,95 0,89 <LDM 0,73 1,34 1,08 <LDM 0,55 0,66
dimetilnaftaleno 49,06 44,21 1,95 2,46 11,62 1,37 1,32 1,45 13,33 7,26 1,12 3,58 7,61 4,24 <LDM 2,59 3,28 trimetilnaftaleno 72,26 40,92 1,55 2,98 8,88 1,06 1,62 1,20 13,34 5,35 0,89 3,38 6,82 4,60 <LDM 2,31 4,16
metilfluoreno 24,56 45,52 1,15 6,87 22,35 1,45 1,61 1,26 10,17 4,35 0,73 2,11 54,45 13,09 <LDM 7,84 17,81 dimetilfluoreno 26,35 21,19 <LDM 1,09 4,17 <LDM <LDM <LDM 5,69 1,87 <LDM 4,30 7,25 7,32 <LDM 2,40 5,22
metildibenzotiofeno 17,54 23,08 <LDM 0,52 3,19 <LDM <LDM <LDM 2,95 1,16 <LDM 1,96 1,35 1,13 <LDM 1,00 0,97 metilfenantreno 212,58 42,88 <LDM 3,69 13,53 0,92 1,40 <LDM 20,05 7,22 0,74 2,42 5,02 5,16 <LDM 3,05 4,35
dimetildibenzotiofeno 27,60 53,47 <LDM 0,62 3,77 <LDM <LDM <LDM 6,34 2,23 <LDM 0,65 1,59 1,88 <LDM 1,98 1,26 dimetilfenantreno 104,27 63,24 <LDM 2,56 12,07 <LDM 1,02 <LDM 22,09 6,38 0,59 3,43 4,57 4,82 <LDM 2,99 3,27 metilfluoranteno 48,92 50,07 <LDM 4,06 13,76 0,56 0,82 <LDM 17,20 6,48 <LDM 0,96 2,92 4,03 <LDM 1,59 3,24
metilpireno 46,11 95,34 <LDM 2,05 9,87 0,66 0,64 <LDM 13,85 4,97 <LDM 1,01 2,32 4,91 1,96 1,18 1,70 metilcriseno 59,35 84,49 <LDM 2,68 15,17 0,69 0,86 <LDM 18,96 7,26 <LDM 1,80 2,30 1,88 <LDM 2,07 2,74
dimetilcriseno 49,97 98,68 <LDM 1,36 13,81 <LDM 0,86 <LDM 19,30 4,72 <LDM 1,53 <LDM 2,23 <LDM 2,07 0,91
ΣHPAs totais 1882,70 2076,20 15,48 135,12 617,27 36,10 54,43 14,18 700,65 287,64 22,90 244,45 241,42 179,66 9,72 140,78 183,24
ΣHPAs (2-3 anéis) 308,83 198,76 <LDM 21,55 108,65 3,63 9,25 <LDM 109,45 51,60 2,04 11,23 22,18 18,05 <LDM 12,17 30,06
ΣHPAs (4-6 anéis) 801,73 1186,12 10,22 80,81 367,67 24,88 33,29 9,72 418,26 172,08 16,79 203,81 118,70 103,28 7,76 95,88 102,63
ΣHPAs Alquilados 772,14 691,32 5,26 32,76 140,95 7,59 11,89 4,46 172,94 63,96 4,07 29,41 100,54 58,33 1,96 32,73 50,55
Σ(2-3)/Σ(4-6) 0,39 0,17 nc 0,27 0,30 0,15 0,28 nc 0,26 0,30 0,12 0,06 0,19 0,17 nc 0,13 0,29
Ant/ Σ-178 0,27 0,36 nc1 0,15 0,16 nc1 nc1 nc1 0,25 0,21 nc1 nc1 0,17 0,18 nc1 0,17 0,21
Fl/ Σ-202 0,48 0,41 nc2 0,55 0,53 0,50 0,53 nc2 0,51 0,52 0,53 0,50 0,52 0,53 nc2 0,53 0,57
BzA/ Σ-228 0,54 0,46 nc3 0,55 0,52 0,50 0,56 nc3 0,53 0,53 0,53 0,35 0,47 0,40 nc3 0,40 0,47
Ind/ Σ-276 0,53 0,48 nc4 0,53 0,53 0,53 0,51 nc4 0,52 0,52 0,49 0,42 0,55 0,56 nc4 0,51 0,59
*somatório HPAs 2-3 e 4-6 anéis não incluem HPAs alquilados
57
A razão Σ(2-3)/Σ(4-6), ou seja, entre o somatório dos HPAs de 2 a 3 anéis
aromáticos (menor massa molecular) e o somatório daqueles com mais do que
3 anéis aromáticos (maior massa molecular), apresentou predominância por
fontes pirolíticas para ambas as regiões estudadas, apresentando valores de
razão inferiores a um. Foi observado a presença de HPAs alquilados, porém em
menores concentrações, seu percentual variou de 12% até 42%. Fugindo ao
padrão de distribuição dos HPA em petróleos ou seus derivados, que se
caracteriza pela maior abundância relativa dos HPA alquilados em relação ao
HPA parental de cada série homóloga destes compostos (Wang et al, 1999). A
Figura 17 representa os somatórios dos compostos encontrados por estação de
coleta.
Figura 17: Comparação entre a concentração nos sedimentos de HPAs de menor (Σ HPAs (2 – 3 ANÉIS; HPAs alquilados (ΣHPAs Alquilados); e HPAs com maior massa
molecular (ΣHPAs (4 – 6 ANÉIS)).
As concentrações individuais de determinados HPAs, como fenantreno,
antraceno (M.M = 178), fluoranteno, pireno (M.M = 202), benzo[a]antraceno,
criseno (M.M = 228), indeno[1,2,3-c,d]pireno e benzo[g,h,i] perileno (M.M = 276),
tem sido utilizadas na forma de razões entre os compostos de mesma massa
molecular, com o objetivo de identificar as possíveis fontes (petrogênica ou
pirolítica) destes HPAs. Sua origem baseia-se na avaliação da estabilidade
termodinâmica dos HPAs que é feita através do calor de formação dos
compostos isômeros em questão. Calcula-se a diferença do calor de formação
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
P1 P3 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I2 C1 C2 C3 C4 C5
ng
g-1
ΣHPAs (2-3 anéis) ΣHPAs Alquilados ΣHPAs (4-6 anéis)
58
entre dois compostos, sempre em relação ao isômero mais estável (Yunker et
al., 2002).
HPA originados por processos de combustão incompleta (pirolíticos)
geralmente apresentam uma maior proporção de isômeros menos estáveis
termodinamicamente: chamados isômeros cinéticos. Os HPA mais estáveis
termodinamicamente são aqueles que se originaram por processos com
temperaturas mais amenas, não sujeitos as condições energéticas do processo
de combustão (Wang et al, 1999).
Para razão Ant/Σ178, valores menores que 0,10 indicam fontes
petrogênicas enquanto valores maiores que 0,10 indicam fontes pirolíticas
(Yunker & Macdonald, 2003). Para a razão FL/Σ202, valores menores que 0,40
indicam fontes petrogênicas; valores entre 0,40-0,50 indicam queima de
combustíveis fósseis e valores maiores que 0,50 indicam queima de biomassa
vegetal ou carvão (Yunker & Macdonald, 2003). Já para a razão BzA/Σ228,
valores menores que 0,20 indicam fontes petrogênicas; valores entre 0,20-0,35
podem indicar tanto fontes petrogênicas quanto combustão e valores maiores
que 0,35 indicam fontes pirolíticas (Yunker & Macdonald, 2003). Finalmente,
para a razão Ind/Σ276, valores menores que 0,20 indicam fontes petrogênicas;
valores entre 0,20-0,50 indicam queima de combustíveis fósseis enquanto
valores maiores que 0,50 indicam queima de biomassa vegetal ou carvão
(Yunker & Macdonald, 2003).
Os quatro índices diagnósticos aplicados no presente estudo,
demonstram predominância de HPAs provenientes de combustão nos
sedimentos tanto da Bacia de Santos como de Cananéia (Figura 18). Estes
valores associados a combustão, evidenciam a presença de indústrias e/ou o
constante tráfego de embarcações nas regiões. Os dados obtidos através das
razões corroboram a origem pirolítica para a baia de Santos verificadas por
outros trabalhos na mesma região (Medeiros e Bícego, 2004; Bícego et al, 2006;
Martins et al, 2011; Albergaria-Barbosa et al., 2017, 2018).
59
Figura 18:Índices Diagnósticos para fontes dos HPAs nos sedimentos.
60
Para a caracterização dos sedimentos quanto a possibilidade de prejuízo
a biota, foi calculado o somatório da concentração dos 16 HPAs considerados
prioritários pela Agência Nacional de Proteção Ambiental dos Estados Unidos
(US EPA), comparando-a com os níveis estabelecidos por esta agência (Tabela
11). A concentração no presente trabalho, variou desde 4,02 (C3) ng g-1 até
856,58 ng g-1 (P1) (média: 125,83 ± 144). Pode-se perceber que todas as
concentrações foram inferiores aos limites estabelecidos pela EPA para ambas
as regiões.
Fazendo uma comparação de valores individuais (Tabela 11), o naftaleno,
acenafteno, acenaftileno e indeno[1,2,3-c,d]pireno apresentaram valores entre
TEL e PEL para região de Santos e São Vicente, enquanto o complexo de
Cananéia-Iguape as concentrações foram inferiores ao TEL.
61
TABELA 11: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs (em ng g-1 ps) CONSIDERADOS PRIORITÁRIOS PELA US EPA PARA OS SEDIMENTOS DO PRESENTE ESTUDO, E LIMITES ESTABELECIDOS POR ESTA AGENCIA. EM NEGRITO VALORES INTERMEDIÁRIOS ENTRE TEL E PEL.
HPAs (ng g-1) P1 P3 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 I2 C1 C2 C3 C4 C5 TEL PEL
naftaleno 46,60 16,11 <LDM 1,11 10,27 0,72 3,17 <LDM 13,94 6,40 <LDM 3,18 10,31 3,71 <LDM 2,37 2,98 34,57 390,64
acenaftileno 18,28 18,08 <LDM 0,84 10,7 <LDM 0,63 <LDM 9,77 3,80 <LDM 0,63 <LDM 0,61 <LDM <LDM 0,72 5,87 127,87
acenafteno 12,61 8,80 <LDM <LDM 1,29 <LDM <LDM <LDM 2,40 1,11 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM 1,82 6,71 88,90
fluoreno 18,99 9,09 <LDM 0,54 3,07 <LDM 0,53 <LDM 3,94 1,83 <LDM 0,55 0,55 0,59 <LDM 0,56 0,87 21,17 144,35
fenantreno 60,99 21,56 <LDM 3,03 24,08 0,87 1,32 <LDM 19,97 10,21 0,70 3,12 3,80 4,63 <LDM 3,22 6,08 86,68 543,53
antraceno 22,58 12,29 <LDM 0,55 4,57 <LDM <LDM <LDM 6,77 2,74 <LDM <LDM 0,79 1,01 <LDM 0,68 1,63 46,85 245,00
fluoranteno 105,62 92,72 <LDM 15,50 48,38 2,04 2,81 <LDM 45,64 22,14 1,30 2,96 5,23 5,50 <LDM 4,03 13,30 112,82 1493,54
pireno 113,46 130,8 <LDM 12,50 43,14 2,02 2,51 <LDM 43,62 20,41 1,20 2,94 4,90 4,95 <LDM 3,54 9,87 152,66 1397,60
benzo[a]antraceno 64,19 49,89 <LDM 9,22 27,44 1,22 1,66 <LDM 29,24 12,79 0,71 1,06 2,76 2,29 <LDM 1,59 5,24 74,83 692,53
criseno 54,64 59,26 <LDM 7,68 25,46 1,21 1,29 <LDM 25,47 11,25 0,61 2,01 3,09 3,37 <LDM 2,38 5,94 107,77 845,98
benzo[b,j,k]fluoranteno 135,22 104,3 3,10 15,40 69,29 5,47 6,31 3,07 71,34 30,11 4,10 4,81 8,69 8,72 1,97 7,11 12,01 - -
benzo[a]pireno 71,57 64,32 <LDM 7,22 39,85 1,66 1,83 <LDM 39,35 14,59 0,71 1,13 2,57 2,78 <LDM 1,82 4,72 88,81 763,22
indeno[1,2,3-c,d]pireno 62,37 41,17 <LDM 5,82 34,82 1,33 2,42 <LDM 36,04 12,12 0,60 3,30 4,37 6,21 <LDM 3,56 6,66 - -
dibenzo[a,h]antraceno 14,94 16,68 3,50 3,93 8,32 3,23 3,35 3,57 8,85 5,02 3,10 2,19 2,28 3,31 2,05 2,31 3,91 6,22 134,61
benzo[g,h,i]perileno 54,52 44,18 <LDM 5,19 30,84 1,18 2,30 <LDM 33,93 11,19 0,61 4,57 3,54 4,97 <LDM 3,40 4,64 - -
ΣHPAs Prioritários 856,58 689,28 6,60 88,53 381,52 20,95 30,13 6,64 390,27 165,71 13,68 32,44 52,90 52,63 4,02 36,57 80,33 1684 16770
62
5.4. Bivalves
A expressiva expansão do cultivo de moluscos bivalves marinhos abre
uma ampla gama de possibilidade de casar as atividades de ostreicultura e
monitoramento ambiental. Ao utilizar estes organismos como sentinelas, se
estabelece uma relação entre a concentração encontrada no meio e a observada
no seu tecido (Beeby, 2001).
As concentrações encontradas para os bivalves não expostos foram 540,4
e 725,5 ng g-1 peso seco - ps, apresentando maiores concentrações individuais
de pireno (297,3 e 414,8 ng g-1 ps) (Tabela 12). Apesar disto, não foi necessário
fazer um ajuste das amostras para essas concentrações originais, uma vez que
os bivalves se equilibram com as concentrações circundantes da água (Durell et
al., 2006). Um exemplo é a estação C5, que apesar de ter permanecido os 22
dias exposta as condições ambientais sua concentração total não apresentou
aumento significativo, enquanto que para a estação P1 a bioacumulação foi
cerca de quatro vezes superior.
A concentração do ΣHPAs totais nas amostras de tecido de bivalves
expostos variou entre 670,96 ng g-1 e 1962,01 ng g-1 ps nas estações amostradas
(Figura 19 A), enquanto as concentrações dos Σ16 HPAs considerados
prioritários pela EPA variou entre 368,42 e 802,08 ng g-1 ps (Tabela 12). As
maiores concentrações foram observadas no ponto de exposição do Porto de
Santos (P1 = 1962,01 ng g-1 ps), na marina de São Vicente (P3 = 1195,28 ng g-
1 ps) e na estação da base do IO-USP em Cananéia (C2 = 1033,58 ng g-1 ps)
(Figura 19 B).
63
Figura 19: Concentrações dos HPAs totais nos Bivalves (ng g-1 ps) para todos os pontos analisados por região de estudo (A) Santos e São Vicente (B) Cananéia e Iguape.
64
TABELA 12: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs EM BIVALVES (ng g-1 ps) E PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO; ne1: FLUORANTENO < LDM.
HPAs (ng g-1) N_EXP_1 N_EXP_2 P1 P2 P3 P4 C2 C5
HPAs (2-3 anéis)
naftaleno 26,30 29,26 25,92 24,64 26,20 26,62 24,52 20,80
bifenil 11,7 14,86 11,24 <LDM 12,26 13,34 <LDM <LDM
acenaftileno <LDM <LDM <LDM <LDM 13,74 <LDM <LDM <LDM
acenafteno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
fluoreno 40,28 60,24 51,44 44,36 59,70 55,92 65,74 66,82
dibenzotiofeno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
fenantreno 42,62 46,86 49,10 30,78 43,20 42,94 50,92 41,48
antraceno 10,90 12,18 22,20 16,16 19,24 13,64 15,70 15,32
fluoranteno <LDM <LDM 71,30 10,90 34,34 16,36 <LDM <LDM
HPAs (4-6 anéis)
pireno 297,30 414,86 278,78 131,01 274,22 369,70 514,64 328,50
benzo[a]antraceno <LDM <LDM 23,60 <LDM 11,88 <LDM <LDM <LDM
criseno <LDM <LDM 59,12 11,96 24,06 12,58 <LDM <LDM
benzo[b,j,k]fluoranteno <LDM <LDM 147,78 56,46 94,76 58,60 <LDM <LDM
benzo[e]pireno <LDM <LDM 83,84 44,18 62,80 45,70 <LDM <LDM
benzo[a]pireno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
perileno <LDM <LDM 22,08 <LDM 18,9 10,36 24,36 <LDM
indeno[1,2,3-c,d]pireno <LDM <LDM 13,26 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dibenzo[a,h]antraceno <LDM <LDM 45,04 42,16 44,00 <LDM <LDM <LDM
benzo[g,h,i]perileno <LDM <LDM 14,54 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
65
TABELA 12 CONTINUAÇÃO: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs EM BIVALVES (ng g-1 ps) E PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO
DO LIMITE DE DETECÇÃO. nc: NÃO CALCULADO (DENOMINADOR OU NUMERADOR ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO)
HPAs (ng g-1) N_EXP_1 N_EXP_2 P1 P2 P3 P4 C2 C5
HPAs Alquilados
metilnaftaleno <LDM 12,46 14,36 11,32 11,92 12,20 12,18 <LDM
etilnaftaleno <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
dimetilnaftaleno 17,96 15,70 17,12 11,20 16,78 10,64 13,74 <LDM
trimetilnaftaleno 14,46 18,12 44,88 24,52 <LDM 25,48 30,22 17,48
metilfluoreno <LDM <LDM 43,26 26,02 36,42 24,24 22,01 22,34
dimetilfluoreno <LDM 10,12 63,88 34,22 45,10 31,42 14,94 10,28
metildibenzotiofeno <LDM <LDM 28,90 11,10 23,74 11,68 11,86 <LDM
metilfenantreno 40,08 47,12 109,74 48,86 109,82 52,56 53,52 36,50
dimetildibenzotiofeno 16,06 19,10 253,84 13,12 29,56 20,18 23,84 136,94
dimetilfenantreno 22,74 24,62 227,54 49,86 78,06 49,96 97,90 20,04
metilfluoranteno <LDM <LDM 40,38 <LDM 13,58 <LDM 11,12 <LDM
metilpireno <LDM <LDM 60,54 <LDM 25,82 <LDM <LDM <LDM
metilcriseno <LDM <LDM 77,56 15,30 37,40 19,01 20,90 <LDM
dimetilcriseno <LDM <LDM 60,76 12,84 27,78 19,20 25,48 22,02
%Lipídeos 8,4 10,1 8,3 9,3 12,2 8,5 13,2 9,6
ΣHPAs totais 540,40 725,50 1962,00 670,96 1195,28 942,32 1033,58 738,52
Σ16 HPAs Prioritários 417,40 563,40 802,08 368,42 645,34 596,36 671,52 472,92
ΣHPAs (2-3 anéis) 131,80 163,40 231,20 126,84 208,68 168,82 156,88 144,42
ΣHPAs (4-6 anéis) 297,30 414,86 688,04 285,76 530,62 496,94 539,00 328,50
ΣHPAs Alquilados 111,30 147,24 1042,76 258,36 455,98 276,56 337,70 265,60
Σ(2-3)/Σ(4-6) 0,44 0,39 0,34 0,44 0,39 0,34 0,29 0,44
Fen/Ant 3,91 3,85 2,21 1,90 2,25 3,15 3,24 2,71
Flut/Pir nc nc 0,26 0,08 0,13 0,04 nc nc
66
A Tabela 13 apresenta uma síntese de estudos com concentração de
bivalves em diversas regiões do mundo.
TABELA 13: COMPARAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DO ΣHPAS (ng g-1 peso seco) EM BIVALVES ANALISADOS NESTE ESTUDO E EM OUTRAS REGIÕES DO BRASIL E DO MUNDO.
Localização HPAs Concentração Referência
Mar do Norte - EUR (Ecofisk) Σ28HPAs 90,5 - 4510 Durrel et al, 2000
Geórgia - EUA Σ24HPAs 45,5 - 2803 Boehm et al 2005
Rio Senna - França Σ13HPAs 299 - 3972 Bourgeault et al, 2013
Costa Norte/Nordeste Espanha Σ13HPAs 41,04 - 3018,0 Bellas et al, 2014
Lagoa Bizerte - Tunízia Σ15HPAs 107,4 - 430,7 Barhoumi et al 2016
São Sebastião - SP Σ24HPAs 180 - 1630 Pereira et al, 2007
Costa do Rio de Janeiro - RJ Σ28HPAs 58,83 a 139,23 Yoshimine et al, 2012
Baia de Guanabara - RJ Σ28HPAs 166,28 a 1409,86
Baia de Guanabara - RJ Σ38HPAs 544,91 a 848,78 Ramos et al, 2017
Costa de Florianópolis - SC Σ38HPAs 432, 69 a 700,25
Baia de Santos e São Vicente - SP Σ33HPAs 670,96 - 1962,00 Este estudo
Cananéia - SP Σ33HPAs 738,52 - 1033,58
Em estudo realizado na região costeira da cidade do Rio de Janeiro com
mexilhão Perna Perna (Yoshimine et al, 2012), foram encontrados valores entre
58,83 a 139,23 ng g-1 ps e o local foi considerado sob baixa a moderada
contaminação, apesar de ser um local com circulação de grandes embarcações
e recebimento de esgotos da cidade. Neste mesmo estudo foram encontradas
concentrações variando de 166,28 a 1409,86 ng g-1 ps na região da Baia de
Guanabara, local considerado altamente contaminado. Um outro estudo também
realizado na Baia de Guanabara apresentou valores do ΣHPAs variando entre
544,91 a 848,78 ng g-1 ps (Ramos et al, 2017). Na região de Florianópolis – SC,
Ramos et al 2017, encontraram concentração de HPAs variando entre 432, 69 a
700,25 ng g-1, esta área possui importantes recursos naturais que sustentam a
pesca comercial e atividades de recreação, incluindo fazendas de cultivo e áreas
industriais e metropolitanas altamente impactadas.
Estudo realizado no Mar do Norte (Durrel et al, 2000), em um local de
descarte de água produzida, foram encontradas concentrações de HPAs
variando entre 90,5 a 4510,0 ng g-1 ps, região caracterizada como contaminada.
Boehm et al (2005) encontraram na Geórgia concentrações variando de 45,5 a
67
2803,0 ng g-1 ps, esta é uma região com impacto de óleo e intensa atividade
humana. Em um estudo com mexilhão zebra na França (Bourgeault et al, 2013)
as concentrações do ΣHPAs variaram entre 299 e 3972 ng g-1 ps, em uma região
caracterizada pela presença de vários rios com uma pequena bacia de drenagem
com forte urbanização.
Sendo assim as concentrações encontradas no presente trabalho são
condizentes com aquelas de grandes centros urbanos, de áreas consideradas
como moderadas a altamente contaminadas.
A análise da distribuição dos HPAs individuais demonstrou que o pireno
foi o composto que apresentou maior concentração em todas as amostras
(Figura 20). O pireno tem sido comumente encontrado em ecossistemas
aquáticos e foi detectado em concentrações mais altas do que outros HPAs em
especial, de locais de intensa atividade antropogênica (Kimbrough et al, 2006;
Nagy et al, 2013; Dudhagara et al, 2016) Trata-se de um dos compostos
considerados prioritários pela EPA (Environmental Protection Agency) devido ao
seu potencial carcinogênico, mutagênicos ou teratogênicos para uma ampla
variedade de organismos, que incluem invertebrados, peixes, anfíbios, aves,
mamíferos e o homem (US-EPA, 1993).
Em nível celular os efeitos do pireno podem incluir alterações de respostas
imunológicas e efeitos neurotóxicos (Xie et al, 2017). Além disso, o pireno pode
causar estresse oxidativo grave e danos ao DNA, reduzir significativamente a
reprodução e provocar alterações de comportamento nos organismos marinho
(Lotufo & Fleeger, 1996; Oliva et al 2012, Xie et al, 2017).
68
Figura 20: Perfil de HPAs nos bivalves (ng g-1 ps) nas estações amostradas. Barras em preto hidrocarbonetos com 2 – 3 anéis aromáticos, em vermelho 4 – 6 anéis e em cinza derivados alquilados.
0
20
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g-1p
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o
P1 - Bivalves253,8 227,5 278,8
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P2 - Bivalves
020406080
100120140
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P3 - Bivalves274,2
69
Figura 20. (Continuação) Perfil de HPAs nos bivalves (ng g-1 ps) nas estações amostradas. Barras em preto hidrocarbonetos com 2 – 3 anéis aromáticos, em vermelho 4 – 6 anéis e em cinza derivados alquilados.
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P4 - Bivalves369,7
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g-1p
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C2 - Bivalves514,6
0
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80
100
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g-1p
eso
se
co
C5 - Bivalves328,5
70
A concentração dos compostos de 4 a 6 anéis foi predominante com
relação aos compostos de 2 e 3 anéis em todas as amostras (Figura 21), também
representado pela a razão Σ(2-3)/Σ(4-6) (Tabela 12).
Figura 21: Percentual de Hidrocarbonetos em tecidos de bivalves por estação estudada.
Normalmente, bivalves autóctones são encontrados próximos à linha
d’água (0,3-0,5 m de profundidade), enquanto em locais de aquicultura são
mantidos em profundidades de até 2-3 m. Por conseguinte, é possível que os
bivalves da região acumulem relativamente mais HPAs de menor massa
molecular (mais solúvel em água) em comparação com os bivalves de cultivo,
que tendem a acumular HPAs com maior massa molecular, menos solúveis e
geralmente associados à matéria em suspensão (Baumard et al., 1998a,b;
Piccardo et al. 2001).
Como indicador de fonte dos hidrocarbonetos, maiores concentrações dos
compostos com maior massa molecular são normalmente associadas a fontes
pirogênicas (Baumard et al, 1998a), porém a presença dos HPAs mais leves e
seus derivados alquilados nos tecidos dos bivalves indicam fonte mista de
hidrocarbonetos, refletindo também uma contaminação por derivados de
petróleo.
Certas razões podem ser utilizadas como índices diagnósticos para ajudar
a distinguir entre as fontes dos HPAs, as mais utilizadas para organismos são
razão Fenantreno/Antraceno (Fen/Ant: <10 pirolítica; >15 petrogênica), e a razão
11,8
18,9
17,5
17,9
15,2
19,6
53,1
38,5
38,1
29,3
32,7
36,0
35,1
42,6
44,4
52,7
52,1
44,5
0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0
P 1
P 2
P 3
P 4
C 2
C 5
ABUNDANCIA DE HPAS - BIVALVES
% HPAs 2-3 anéis % Alquilados % HPAs 4-6 anéis
71
Fluoranteno/Pireno (Flut/Pir: >1 pirolítica; <1 petrogênica) (Baumard et al, 1998;
Baumard et al, 1999; Francione et al, 2007 a,b). O motivo do uso dessas duas
correlações ocorre pelo fato de que a petrogênese favorece a formação de HPAs
termodinamicamente mais estáveis, enquanto a pirólise, em altas temperaturas,
gera os compostos menos estáveis (Baumard et al, 1999).
Nas amostras de Bivalves a razão Fenantreno/Antraceno apresentou
predominância do Antraceno, que se trata do composto menos estável
termodinamicamente. Para todos os pontos de exposição o índice apresentou
valores inferiores a 10, indicando como origem a pirólise de matéria orgânica. Já
a razão Fluoranteno/Pireno, indicou origem petrogênica, uma vez que o Pireno
é mais abundante que o Fluoranteno no petróleo e seus derivados (Baumard et
al, 1999). Fator que corrobora a origem mista dos HPAs encontrados nas
amostras coletadas (Figura 21).
Figura 22: Índices Diagnósticos Para Fontes Dos HPAs nos tecidos de Bivalves.
Dados da literatura mostram que a contaminação por HPAs aumenta em
áreas caracterizadas por atividades antropogênicas na costa e, em particular, foi
observado que o tamanho do porto e a intensidade do tráfego de embarcações
podem influenciar as concentrações de HPAs na camada superficial da água
(Wurl & Obbard, 2004). Como era de se esperar, a estação localizada no canal
do Porto de Santo foi a que apresentou maiores sinais de contaminação por
hidrocarbonetos. As duas estações no Municípios de São Vicente apresentaram
concentrações intermediárias, estas foram instaladas em píeres de atracação, o
72
que indica presença constante de embarcações. A estação que apresentou
menor concentração de HPAs foi a situada na Ilha das Palmas, que apesar de
próxima ao canal de navegação do Porto de Santos, trata-se de uma região
menos abrigada que os outros pontos de coleta (Figura 19 A).
Apesar da região de Cananéia não apresentar uma urbanização tão
intensa como a de Santos, valores mais altos de HPAs podem ser explicados
pelo grande número de embarcações, seja de pesca ou passeio, aliado ao
constante trafego das balsas de travessia para Ilha Comprida. Outro fator de
impacto se deve ao fato de que a distribuição e tratamento do esgoto não é
realizada de forma adequada, ainda se fazem uso de fossas sépticas e há
registros de liberação de esgoto doméstico diretamente nos cursos de água
(Oliveira, E.; 2011). Assim, as concentrações de HPAs e sua distribuição nesses
organismos refletem as condições ambientais, bem como os processos
envolvidos na absorção e liberação de HPAs na coluna de água.
5.5. SPMDs – SemiPermeable Menbrane Devices.
A concentração do ΣHPAs totais nas membranas semipermeáveis
(Semipermeable Membrana Device – SPMD) variou entre 622,6 e 12760,0 ng g-
1 de trioleína para todas as estações amostradas, enquanto as concentrações
do Σ16 HPAs considerados prioritários pela EPA variou entre 136,4 e 3346,2 ng
g-1 de trioleína (Tabela 14). As maiores concentrações foram observados na
estação do Porto de Santos (P1 = 12706,0 ng g-1) e na estação da base do IO-
USP em Cananéia (C2 = 9356,6 ng g-1), como pode ser observado na Figura 23.
73
Figura 23: Concentrações dos HPAs totais nas SPMD (ng g-1 de trioleína) para todos os pontos analisados por região de estudo (A) Santos e São Vicente (B) Cananéia e Iguape.
Presença de bioincrustação nas SPMDs podem reduzir o volume de água
por unidade de tempo, e assim diminuir a taxa de sequestro dos analitos. Através
da observação das membranas é possível determinar o grau de bioincrustação,
no geral, para amostras com pouca ou nenhuma incrustação não é necessário
fazer correções (Petty et al., 2000). Neste estudo a quantidade de bioincrustação
não foi significativa a ponto de interferir na amostragem.
74
TABELA 14: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs NAS SPMDs (ng g-1 de trioleína) E PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM: ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO.
HPAs (ng g-1) P1 P2 P3 P4 I1 C2 C5
HPAs (2-3 anéis)
naftaleno 26,4 11,0 26,4 13,2 2,2 8,8 13,2
bifenil 24,2 4,4 8,8 4,4 <LDM 6,6 <LDM
acenaftileno 39,6 11,0 17,6 11,0 2,2 4,4 2,2
acenafteno 160,6 15,4 57,2 28,6 2,2 13,2 2,2
fluoreno 110,0 24,2 46,2 28,6 4,4 44,0 4,4
dibenzotiofeno 85,8 24,2 35,2 22,0 2,2 61,6 6,6
fenantreno 409,2 156,2 151,8 129,8 33 275 26,4
antraceno 41,8 8,8 24,2 11,0 2,2 8,8 11,0
fluoranteno 869 182,6 563,2 204,6 46,2 33,0 13,2
HPAs (4-6 anéis)
pireno 1190,2 184,8 695,2 222,2 50,6 57,2 15,4
benzo[a]antraceno 147,4 55,0 92,4 37,4 22,0 39,6 6,6
criseno 136,4 44,0 83,6 33,0 19,8 33,0 6,6
benzo[b,j,k]fluoranteno 112,2 35,2 77,0 37,4 19,8 13,2 11,0
benzo[e]pireno 68,2 26,4 52,8 26,4 15,4 13,2 11,0
benzo[a]pireno 74,8 22,0 90,2 33,0 <LDM 37,4 24,2
perileno 83,6 19,8 99,0 33,0 <LDM 35,2 26,4
indeno[1,2,3-c,d]pireno 11,0 4,4 8,8 4,4 2,2 2,2 <LDM
dibenzo[a,h]antraceno 4,4 <LDM 4,4 2,2 2,2 <LDM <LDM
benzo[g,h,i]perileno 13,2 4,4 13,2 4,4 2,2 2,2 <LDM
75
TABELA 14 CONTINUAÇÃO: CONCENTRAÇÕES DOS HPAs NAS SPMDs (ng g-1 de trioleína) E PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO. < LDM:
ABAIXO DO LIMITE DE DETECÇÃO.
HPAs (ng g-1) P1 P2 P3 P4 I1 C2 C5
HPAs Alquilados
metilnaftaleno 173,8 52,8 88,0 55,0 13,2 129,8 17,6
etilnaftaleno 99,0 26,4 33,0 19,8 4,4 127,6 6,6
dimetilnaftaleno 1020,8 286,0 308,0 220 50,6 1232,0 77,0
trimetilnaftaleno 3119,6 807,4 781,0 567,6 140,8 3465,0 145,2
metilfluoreno 602,8 154,0 261,8 132,0 74,8 547,8 24,2
dimetilfluoreno 673,2 180,4 281,6 127,6 61,6 635,8 28,6
metildibenzotiofeno 257,4 96,8 136,4 66,0 11,0 231,0 13,2
metilfenantreno 1058,2 338,8 299,2 211,2 85,8 1067,0 57,2
dimetildibenzotiofeno 279,4 61,6 116,6 46,2 6,6 182,6 6,6
dimetilfenantreno 1245,2 345,4 332,2 182,6 118,8 913,0 48,4
metilfluoranteno 184,8 35,2 83,6 28,6 11,0 24,2 4,4
metilpireno 286,0 48,4 160,6 48,4 28,6 61,6 6,6
metilcriseno 79,2 22,0 46,2 17,6 13,2 28,6 4,4
dimetilcriseno 72,6 13,2 37,4 17,6 8,8 22,0 2,2
ΣHPAs totais 12760,0 3302,2 5112,8 2626,8 858,0 9356,6 622,6
Σ16 HPAs Prioritários 3346,2 759,0 1951,4 800,8 211,2 572,0 136,4
ΣHPAs (2-3 anéis) 1766,6 437,8 930,6 453,2 94,6 455,4 79,2
ΣHPAs (4-6 anéis) 1841,4 396,0 1216,6 433,4 134,2 233,2 101,2
ΣHPAs Alquilados 9152,0 2468,4 2965,6 1740,2 629,2 8668,0 442,2
Σ(2-3)/Σ(4-6) 0,9 1,1 0,7 1,0 0,7 1,9 0,7
76
Os compostos individuais que apresentaram maiores concentrações para
todas as amostras foram os derivados alquilados do naftaleno, principalmente o
trimetilnaftalenos, e derivados alquilados do fenantreno (Figura 25). Dentre os
HPAs não alquilados, as maiores concentrações encontradas foram as de
pireno, assim como observado para os bivalves transplantados.
Analisando a origem dos hidrocarbonetos, a razão entre o Σ(2-3)/Σ(4-6),
apresentou valores próximos a 1, visto que compostos com menor massa
molecular apresentaram concentrações similares a dos compostos de maior
massa molecular, que poderia sugerir fonte mista de HPAs (tabela 14). Porém a
presença de HPAs alquilados, derivados principalmente de HPAs mais leves,
acima de 50% para todas os pontos amostrados (Figura 24), sugere uma
contaminação de origem petrogênica para ambas as regiões estudadas.
Figura 24: Percentual de Hidrocarbonetos em SPMDs por estação estudada.
13,8
13,3
18,2
17,3
11,0
4,9
12,7
71,7
74,8
58,0
66,2
73,3
92,6
71,0
14,4
12,0
23,8
16,5
15,6
2,5
16,3
0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0
P 1
P 2
P 3
P 4
I 1
C 2
C 5
ABUNDANCIA DE HPAS - SPMDS
%HPAs 2-3 anéis % HPAs Aquilados %HPAs 4-6 anéis
77
Figura 25: Perfil de HPAs nas SPMDs (ng g-1 de trioleína) nas estações amostradas. Barras em preto hidrocarbonetos com 2 – 3 anéis aromáticos, em vermelho 4 – 6 anéis e em cinza derivados alquilados.
0
100
200
300
400
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(12
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er
ng.
g-1d
e t
rio
leín
a
P1 - SPMD1058,2 1245,2 1190,23119,61020,8
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Naf
Mn
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P2 - SPMD
0
100
200
300
400
500
600
700
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B(h
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ng.
g-1d
e t
rio
leín
a
P3 - SPMD
869,0
78
Figura 25 Continuação: Perfil de HPAs nas SPMDs (ng g-1 de trioleína) nas estações
amostradas. Barras em preto hidrocarbonetos com 2 – 3 anéis aromáticos, em vermelho 4 – 6 anéis e em cinza derivados alquilados.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Naf
Mn
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P4 - SPMD
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Naf
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er
I1 - SPMD
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Naf
Mn
afEn
afD
naf
Tnaf Bif
Acl
Act
Flu
rM
Flu
rD
flu
rD
bt
MD
bt
DD
bt
Fen
Mfe
nD
fen
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ut
Mfl
ut
Pir
MP
irB
(a)A
nt
Cri
MC
riD
Cri
B(b
jk)F
tB
(e)P
irB
(a)P
irP
er
Ind
(12
3)P
irD
B(a
h)A
nt
B(h
gi)P
er
ng.
g-1d
e t
rio
leín
a
C2 - SPMD106734651232
913
79
Figura 25 Continuação: Perfil de HPAs nas SPMDs (ng g-1 de trioleína) nas estações
amostradas. Barras em preto hidrocarbonetos com 2 – 3 anéis aromáticos, em vermelho 4 – 6 anéis e em cinza derivados alquilados.
Ao comparar com as concentrações totais de HPA encontradas nas
SPMDs e nos tecidos de bivalves é possível perceber a relação, entende-se que
a tendência de acumulação entre as duas matrizes é semelhante, porem
acentuada nas SPMD (Figura 26). Cabe ressaltar que as membranas acumulam
apenas o que na fase solúvel, enquanto moluscos bivalves podem acumular
tanto a fase solúvel como a particulada (Baumard et al, 1999).
Figura 26: Concentração de HPAs totais em bivalves e nas SPMDs.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Naf
Mn
afEn
afD
naf
Tnaf Bif
Acl
Act
Flu
rM
Flu
rD
flu
rD
bt
MD
bt
DD
bt
Fen
Mfe
nD
fen
An
tFl
ut
Mfl
ut
Pir
MP
irB
(a)A
nt
Cri
MC
riD
Cri
B(b
jk)F
tB
(e)P
irB
(a)P
irP
er
Ind
(12
3)P
irD
B(a
h)A
nt
B(h
gi)P
er
ng.
g-1d
e t
rio
leín
a
C5 - SPMD
80
Apesar das semelhanças na absorção, a distribuição dos HPAs
individuais é variável entre os dois meios. Os compostos mais solúveis em água
são mais adsorvidos na trioleína das SPMDs, enquanto que os analitos de massa
molecular mais elevado, menos solúveis em água, são amostrados a uma taxa
reduzida nesta matriz. Esta redução na taxa de amostragem para os HPAs
maiores foi descrita por Huckins et al. (1993), e pode estar relacionada com
fatores como solubilidade dos HPAs na água, disposição das membranas na
coluna d’água e a limitações devido ao tamanho dos analitos e o tamanho dos
poros na SPMD.
A tendência de um contaminante para bioacumulação na fração lipídica
está diretamente relacionada ao seu coeficiente de partição octanol-água, Kow.
À medida que o coeficiente aumenta, a tendência do contaminante hidrofóbico
para se associar com matéria orgânica também aumenta (Peven et al 1996). Os
HPAs possuem solubilidades em água relativamente baixas, inversamente
proporcional ao tamanho da cadeia carbônica e, portanto, eles tendem a se
associar com a fração orgânica disponível (León et al, 2013).
Compostos maiores tendem a associar-se com partículas em suspensão
que podem ser ingeridos pelos bivalves, estas partículas podem persistir
mantidos no tecido, ou serem assimilados (Baumard et al, 1999). Logo partículas
recentemente ingeridas e alojadas também podem ter sido extraídas e
analisadas, colaborando para as altas concentrações de compostos maiores nos
tecidos de bivalves.
Deste modo pode-se perceber que como os bivalves absorvem tanto da
fase dissolvida como da particulada, a tendência de acumulação é mais alta para
composto com maior massa molecular (4-5 anéis aromáticos), geralmente
associados a processos de combustão. Já nas SPMDs que representa apenas
a fase dissolvida, foram encontradas maiores proporções de HPAs com menor
massa molecular e derivados alquilados, associados ao petróleo.
81
5.6. Estimativa da concentração de HPAs na água a partir das
concentrações nas SPMDs e nos Bivalves.
A partir das concentrações de HPAs detectadas nas SPMDs e nos
bivalves foi possível fazer um cálculo estimando as concentrações de HPAs na
água do mar. Os resultados para as estimativas com base nos SPMDs e nos
bivalves são apresentados nas Tabelas 15 e 16, respectivamente.
A capacidade da SPMD para acumular contaminantes orgânicos
dissolvidos geralmente é relatada em termos do coeficiente de partição octanol-
água (Kow). Esse parâmetro é similar ao coeficiente de partição trioleína-água
(KSPMD ) (Cranor et al 2005). O cálculo completo da concentração estimada de
HPAs na água (Cágua) utilizando a SPMD foi descrito Huckins et al 1993, onde
fatores ambientais assim como as propriedades físico-químicas das membranas
e das moléculas de contaminante, que afetam a taxa de adsorção de compostos
semivoláteis nas SPMDs.
A equação pode ser simplificada como descrita em Cranor et al. (2005);
Huckins et al. (2006); Lourenço et al,. (2015):
𝐶á𝑔𝑢𝑎 =𝐶𝑆𝑃𝑀𝐷 . 𝑉𝑆𝑃𝑀𝐷
𝑅𝑠 . 𝑡
Onde:
𝐶á𝑔𝑢𝑎 = Concentração estimada de HPAs na água
𝐶𝑆𝑃𝑀𝐷 = Concentração do analito na SPMD (ng/SPMD)
𝑉𝑆𝑃𝑀𝐷 = Volume da membrana
𝑅𝑠= Volume de água removido por unidade de tempo (Litros/dia) por SPMD
padrão com 1mL de trioleína. Determinado em laboratório mantendo a
concentração na água e Temperatura constante (10, 18 ou 26°C).
t = tempo de exposição (21 dias)
82
TABELA 15: CONCENTRAÇÕES ESTIMADAS DE HPAs NA ÁGUA DO MAR (ng L-1) UTILIZANDO SPMDs E DADOS UTILIZADOS.
HPAs Log Kow Rs Cágua
P1 P2 P3 P4 I1 C2 C5
Naftaleno 3,45 0,90 1,27 0,53 1,27 0,63 0,11 0,42 0,63
Acenaftileno 4,08 1,40 1,22 0,34 0,54 0,34 0,07 0,14 0,07
Acenafteno 4,22 2,30 3,02 0,29 1,08 0,54 0,04 0,25 0,04
Fluoreno 4,38 1,70 2,80 0,62 1,18 0,73 0,11 1,12 0,11
Fenantreno 4,46 3,40 5,21 1,99 1,93 1,65 0,42 3,50 0,34
Antraceno 4,54 3,60 0,50 0,11 0,29 0,13 0,03 0,11 0,13
Fluoranteno 5,20 4,60 8,18 1,72 5,30 1,93 0,43 0,31 0,12
Pireno 5,30 5,20 9,91 1,54 5,79 1,85 0,42 0,48 0,13
Benzo[a]antraceno 5,91 3,60 1,77 0,66 1,11 0,45 0,26 0,48 0,08
Criseno 5,61 5,10 1,16 0,37 0,71 0,28 0,17 0,28 0,06
Benzo[b]fluoranteno 5,78 3,40 0,92 0,34 0,64 0,36 0,20 0,14 0,14
Benzo[k]fluoranteno 6,20 4,00 0,57 0,19 0,38 0,19 0,12 0,12 0,10
Benzo[a]pireno 6,35 4,30 0,75 0,22 0,91 0,33 6,05 0,38 0,24
Indeno[1,2,3-cd]pireno 6,75 4,20 0,11 0,05 0,09 0,05 0,02 0,02 <LDM
Dibenzo[a,h]antraceno 6,51 3,30 0,06 <LDM 0,06 0,03 0,03 <LDM <LDM
Benzo[g,h,I]perileno 6,90 2,40 0,24 0,08 0,24 0,08 0,04 0,04 <LDM
Σ16 HPAs 37,71 9,03 21,52 9,57 8,52 7,78 2,19
*Cálculos realizados utilizando a tabela fornecida por U,S, Geological Survey, Columbia Environmental Research Center, Science for a changing world - Estimated Water Concentration Calculator From SPMD Data When Not Using PRCs.
O cálculo foi realizado apenas para os 16 HPAs devido as condições de
laboratório necessárias para determinação do Rs , a temperatura que mais se
aproximava da região de estudo foi de 18 °C.
83
As concentrações de HPAs nos tecidos de bivalves também foram
convertidas para estimar as concentrações da água do mar, o cálculo da
estimativa foi descrito por Neff e Burns (1996), Durrell et al. (2006) e Lourenço
et al. (2015):
𝐶á𝑔𝑢𝑎𝐵 = 𝐶𝑏𝑖𝑣𝑎𝑙𝑣𝑒𝑠 (𝐿𝑟𝑒𝑔
𝐿𝑜𝑏𝑠⁄ ) 10−[ 𝐴 log(𝐾𝑜𝑤)+𝐵]
Onde:
𝐶á𝑔𝑢𝑎𝐵 = Concentração estimada de HPAs na água do mar (ng L-1)
𝐶𝑏𝑖𝑣𝑎𝑙𝑣𝑒𝑠 = Concentração observada nos tecidos de bivalves (ng.Kg-1)
𝐿𝑟𝑒𝑔 = Teor de lipídeos utilizado no desenvolvimento da regressão [0,37%]
(Neff e Burns,1996)
𝐿𝑜𝑏𝑠 = Teor de lipídeos observado nos tecidos de bivalves (%)
A e B = em função da inclinação e intercepção da equação de regressão
(sendo eles +0,965 e -1,40 respectivamente) (Neff e Burns, 1996; Pruell et al.,
1986)
Kow = coeficiente de partição octanol/água para cada hidrocarboneto
analisado.
TABELA 16: CONCENTRAÇÕES ESTIMADAS DE HPAs NA ÁGUA DO MAR (ng L-1) UTILIZANDO TECIDO DE BIVALVES E DADOS UTILIZADOS.
HPAs Log Kow CáguaB
P1 P2 P3 P4 C2 C5
Naftaleno 3,45 13,60 11,54 9,35 13,64 8,09 9,44
Acenaftileno 4,08 <LDM <LDM 1,21 <LDM <LDM <LDM
Acenafteno 4,22 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
Fluoreno 4,38 3,42 2,63 2,70 3,63 2,75 3,84
Fenantreno 4,46 2,73 1,53 1,63 2,33 1,78 1,99
Antraceno 4,54 1,03 0,67 0,61 0,62 0,46 0,62
Fluoranteno 5,20 0,77 0,10 0,25 0,17 <LDM <LDM
Pireno 5,30 2,40 1,01 1,60 3,11 2,78 2,44
Benzo[a]antraceno 5,91 0,05 <LDM 0,02 <LDM <LDM <LDM
Criseno 5,61 0,26 0,05 0,07 0,05 <LDM <LDM
Benzo[b]fluoranteno 5,78 0,06 0,03 0,03 0,03 <LDM <LDM
Benzo[k]fluoranteno 6,20 0,02 <LDM 0,01 <LDM <LDM <LDM
Benzo[a]pireno 6,35 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
Indeno[1,2,3-cd]pireno 6,75 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
Dibenzo[a,h]antraceno 6,51 0,03 0,02 0,02 <LDM <LDM <LDM
Benzo[g,h,I]perileno 6,90 <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM <LDM
Σ16 HPAs 24,37 17,57 17,50 23,58 15,86 18,33
84
A concentração dos 16 HPAs variou de 2,19 a 37,71 ng L-1 para estimativa
baseada nas SPMDs (Cágua) (Tabela 15), e entre 15,86 a 24,34 ng L-1 para
estimativa baseada em tecidos de bivalves (CáguaB) (Tabela 16). As menores
concentrações foram encontradas para região de Cananéia, enquanto as
maiores concentrações foram observadas nas estações do porto de Santos (P1)
e para o píer do Iate Clube de São Vicente (P4) (Figura 27).
Figura 27: Concentração (ng L-1) dos 16 HPAs analisados nas amostras de água e estimados com base nas SPMDs e em tecidos de bivalves.
As concentrações estimadas na água dos compostos individuais foram
consistentemente baixas, embora os sinais de contaminantes estejam
presentes. Compostos de maior massa molecular, mais hidrofóbicos (maior Kow),
acumularam-se em maiores concentrações nos tecidos dos bivalves e nas
SPMDs, em relação às suas concentrações encontradas nas amostras de água
subsuperficial. Este pode ser um reflexo da relação entre hidrofobicidade do
analito e potencial de bioacumulação.
Todas as estações apresentaram maiores concentrações estimadas de
compostos com 2-3 anéis aromáticos, são compostos menores e mais solúveis
(menor Kow) condizentes com as concentrações encontradas na água
subsuperficial analisada. Para estimativa baseada nos tecidos de bivalves
(CáguaB), o naftaleno, fluoreno, fenantreno e pireno apresentaram as maiores
concentrações estimadas (2,4 – 13,6 ng L-1) enquanto a concentração estimada
dos outros compostos ficaram abaixo de 1 ng L-1 (tabela 16). Estes compostos,
0
10
20
30
40
50
60
P1 P2 P3 P4 I1 C2 C5
ng.
L-1
Σ16 HPAs água Σ16 HPAs SPMDs Σ16 HPAs Bivalves
85
juntamente com seus derivados alquilados, são predominantes na composição
do petróleo e derivados. Por outro lado, para estimativa baseada nas SPMDs
(Cágua) os valores foram mais variados, mas também apresentou a maioria dos
compostos com concentrações abaixo de 1 ng L-1. O analito de maior
concentração foi o pireno, seguido do fluoranteno e fenantreno (tabela 15).
Diversos estudo comprovam a eficiência em utilizar bivalves e SPMDs
para monitorar a biodisponibilidades de HPAs na água (Utvik et al., 1999; Petty
et al., 2000; Willianson et al., 2002; Durell et al., 2006; Wang et al., 2009; Marrucci
et al., 2013; Chang et al., 2015; Lourenço et al., 2015).
As concentrações totais estimadas tanto pelas SPMDs como nos tecidos
de bivalves podem ser comparadas com aquelas coletadas de água
subsuperficial, apesar de existirem diferenças em relação aos HPAs individuais.
Diferenças encontradas se devem a características de cada matriz: (1) para
amostragem de água subsuperficial o volume amostrado e as condições do
ambiente no dia da coleta podem gerar discrepâncias. (2) bivalves podem
absorver HPAs na fase dissolvida, coloidal e particulada enquanto as SPMD
estão sujeitas ao diâmetro do poro das fitas, apenas a fase solúvel atravessa a
membrana (Baussant et al., 2001). (3) quantidade de bioincrustação nas SPMDs
pode interferir no sequestro dos analitos (Petty et al., 2000; Lourenço et al.,
2015).
5.7. Compartimentação Integrada.
A integração dos resultados das diferentes matrizes analisadas foi feita a
através de uma Análise de Componentes Principais – PCA (Principal Componet
Analysis), técnica utilizada para enfatizar as variações e traçar padrões em um
conjunto de dados.
Antes da realização da Análise de Componentes principais, foi necessário
fazer alguns ajustes nos dados de HPAs, a fim de permitir a utilização de dados
dos compostos com concentrações abaixo do LDM e para evitar desvios de
interpretação devido às diferenças de concentração dos compostos entre as
amostras (Underwood et al, 1997). Para tal foi utilizada a metade do valor do
limite de detecção do método para os compostos que não foram detectados, e
86
também foi feita a correção pela média e desvio padrão (Z – score), onde a
concentração de cada composto é reduzida da média e do desvio padrão
daquele composto em relação a todas as amostras (Underwood et al, 1997).
Mesmo diante dessas transformações os dados não apresentaram normalidade
nem homogeneidade, para obter a normalidade foi realizado a transformação de
Box-Cox (Box and Cox, 1964; Kutner et al, 2004)
A Figura 28 mostra o resultado da Análise de Componentes Principais
(PCA) para todas as matrizes analisadas. No diagrama, é possível perceber que
a distância e direção do eixo central possuem o mesmo peso para os três vetores
(HPAs), um pouco acentuada para HPAs de maior massa molecular.
A componente 1 explicou 87,25% da variabilidade das amostras,
separando HPAs com menor massa molecular e HPAs Alquilados, enquanto
componente 2 foi responsável por 10,07% da variação, separando HPAs de
maior massa molecular dos demais. É possível perceber a distinção entre
matrizes, no quadrante superior explicado pelo vetor HPAs 4-6 anéis aromáticos
encontram-se as amostras de bivalves e sedimentos, enquanto nos quadrantes
inferiores encontram-se as amostras de SPMDs, MPS e de água, corroborando
os resultados obtidos através dos índices diagnósticos das fontes de HPAs.
87
Figura 28: Análise de Componentes Principais a partir das concentrações de HPAs com menor massa molecular (2-3 anéis aromáticos), HPAs com maior massa molecular (4-6 anéis aromáticos) e seus derivados Alquilados, para todas as matrizes ambientais estudadas.
Sedimentos
Bivalves
SPMDs
MPS
Água
88
A análise de PCA mostrou ainda a separação em grupos distintos para
cada matriz ambiental. Evidenciando a importância da avaliação integrada de
matrizes para um diagnóstico de contaminação ambiental decorrente das
distintas distribuições e capacidade de remobilização dos HPAs entre os
compartimentos. Os HPAs possuem alta estabilidade química aliadas a
propriedades hidrofóbicas, que resultam na adsorção no material particulado
presente na água, precipitando ou acumulando nos sedimentos superficiais e na
biota, sendo amplamente distribuídos no ambiente marinho (Bouloubassi et al.,
2001).
É possível observar ainda que não houve diferenciação entre as médias
dos HPAs das duas regiões de estudo. O Complexo de Cananéia – Iguape região
considerada antes considerada como área controle, apresentou concentrações
de HPAs mais altas do que o esperado, não apresentando distinção com as
médias encontradas para região de Santos e São Vicente, indicando influência
antrópica nesta região.
6. CONCLUSÃO
Através deste estudo foi possível observar que moluscos bivalves são
eficazes no monitoramento de compostos bioacumuláveis, tais como os
Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos. Estes contaminantes, ao serem
introduzidos na coluna d’água podem se associar à matéria orgânica particulada,
assim se distribuem em função das forçantes hidrodinâmicas da região, podendo
ser transportados por longas distancias, se depositarem nos sedimentos ou se
acumularem nos organismos.
As Membranas Semipermeáveis se mostraram dispositivos efetivos na
detecção, mesmo em baixos níveis, de compostos biodisponíveis. Apesar das
SPMDs adsorverem uma fração da concentração de contaminantes na água,
esta fração é comparável ao total dissolvido. Dessa maneira as membranas
simplificam a amostragem e o uso desses amostradores passivos são de grande
interesse para estimar a contaminação da água do mar.
89
Ambas as matrizes aparentam ter semelhantes respostas aos HPAs,
porém analise de compostos individuais demonstram a diferenciação. Onde
tecidos de bivalves adsorvem preferencialmente compostos de maior massa
molecular, enquanto as SPMDs demonstram preferência por hidrocarbonetos
mais solúveis na coluna d’água. Os dois métodos apresentam características
complementares, fornecendo informações dos compostos orgânicos
biodisponíveis (bivalves) e da fração dissolvida na coluna d’água (SPMD).
O uso simultâneo dos meios de amostragem produz conjuntos de dados
complementares, oferecendo assim um panorama completo da disposição e
mobilização dos HPAs no ambiente marinho.
A composição de HPAs individuais foi diferente para todas as matrizes,
refletindo altercações no comportamento destes contaminantes, de divisão de
diferentes HPAs entre as matrizes ambientas, e muitas vezes ocorrendo a
permuta entre os compartimentos. fator que torna essencial o estudo do
ambiente de forma integrada.
Como esperado as concentrações estimadas foram maiores para o
estuário de Santos e São Vicente, região de intensa urbanização, a região conta
ainda com a influência do centro industrial de Cubatão e a presença do maior
porto da América Latina. Apesar de o projeto inicial apresentar o Complexo
lagunar de Cananéia-Iguape como região controle, foram encontradas altas
concentrações de HPAs.
Para a região de Santos esta resposta se deve possivelmente ao tráfego
de embarcações no canal de acesso ao porto e lançamentos de efluentes
urbanos e industriais; combinados com transporte eólico e fluvial de resíduos
pirogênicos de combustíveis fósseis provenientes tanto das áreas intensamente
povoadas quanto por fontes locais. O complexo lagunar de Cananéia-Iguape
apesar de não apresentar urbanização tão intensa, possui um trafego intenso de
embarcações transitando pelas regiões, seja de turismo, pesca ou transporte,
além da descarga de efluentes urbanos sem o devido controle e tratamento.
90
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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