JBCS

INTRODUÇAO

A extraçao em fase sólida (SPE, solid phase extraction) se tornou um dos principais métodos de extraçao de solutos de amostras líquidas nas últimas décadas.^1-6 Dentre os principais atrativos da SPE podem ser destacados o alto fator de concentraçao dos solutos, a possibilidade de realizaçao de inúmeras extraçoes simultâneas e a reduçao do uso de solventes orgânicos comparada a técnicas de extraçao com solventes.^7,8 Amostras ambientais que apresentam concentraçoes de contaminantes em níveis de subtraços estao entre as principais aplicaçoes da SPE.^9-13 Mesmo com a existência de técnicas hifenadas altamente sofisticadas, os níveis de concentraçao de contaminantes orgânicos em amostras de águas superficiais ou subterrâneas normalmente se encontram abaixo dos limites de detecçao destas técnicas, tornando-se necessária a pré-concentraçao dos compostos, além de seus isolamentos da matriz da amostra antes da medida analítica.⁷

O principal sorvente empregado como fase sólida na SPE é o octadecilsilano (C₁₈) ligado quimicamente sobre sílica.¹⁴ Apesar do registro de uso de outros sorventes para a remoçao de contaminantes orgânicos de amostras de água,^3,7,8,13 o C₁₈ continua sendo o cartucho mais amplamente empregado para esta finalidade. Essa utilizaçao se deve à seletividade adequada para os contaminantes orgânicos, eficiência no processo de remoçao de analitos de amostras de água e a disponibilidade comercial de cartuchos C₁₈.^8,14 No entanto, fases sólidas a base de C₁₈ quimicamente ligado sobre sílica apresentam alguns inconvenientes, como, por exemplo, a necessidade de solventes mais hidrofóbicos ou de volumes maiores de solventes orgânicos comuns para a remoçao de solutos de maior hidrofobicidade da fase sólida; a limitaçao de uso do cartucho em condiçoes de pH > 8, uma vez que este sorvente apresenta recobrimento incompleto da superfície da sílica, solúvel em meio alcalino.^8,12,15 Além disso, o custo dos cartuchos ainda é relativamente elevado, principalmente devido às condiçoes de preparaçao do sorvente, empregando reagentes organossilanos caros.¹⁵ Desta forma, a preparaçao de sorventes que possuam seletividade e eficiência similar ao C₁₈, porém com menor retençao para compostos hidrofóbicos e possibilidade de uso em uma faixa de pH mais ampla é uma necessidade para ampliar as aplicaçoes de SPE.

Em um trabalho anterior,¹⁶ foi apresentado um sorvente a base de sílica recoberta com o polímero poli(dimetil-co-alquilmetilsiloxano) (PDAS), contendo grupos laterais C₁₆/C₁₈ intercalados com C₁, que possui seletividade similar ao sorvente C₁₈, porém com menor hidrofobicidade, requerendo volumes menores de solventes orgânicos na etapa de eluiçao. O sorvente Si(PDAS) possui uma camada polimérica de PDAS imobilizada fisicamente sobre as partículas de 5 µm de sílica, que promove um melhor recobrimento da superfície do suporte e, consequentemente, menor exposiçao da superfície da sílica ao contato com a amostra e eluentes, aumentando a vida útil do cartucho mesmo em condiçoes de pH > 8. Adicionalmente, os cartuchos de Si(PDAS) empregam um método simples com aparatos, vidrarias e reagentes de baixo custo, tornando-os até seis vezes mais baratos que os cartuchos comerciais tradicionais de C₁₈.

Neste trabalho, os cartuchos recheados com o Si(PDAS) imobilizado termicamente sobre sílica foram avaliados na extraçao de três agrotóxicos de amostras de água superficiais, coletadas em regioes de cultivo de cana-de-açúcar. Os agrotóxicos foram escolhidos após levantamento dos principais princípios ativos aplicados na regiao do Triângulo Mineiro para o combate de pragas/doenças e ervas daninhas nas lavouras de cana-de-açúcar. Foi empregada a cromatografia líquida de alta eficiência com detecçao ultravioleta para a quantificaçao do teor de resíduos dos agrotóxicos nas amostras de água. O método de extraçao em fase sólida com o sorvente Si(PDAS) dos agrotóxicos de amostras de água foi otimizado e validado, de acordo com o protocolo recomendado pela Comunidade Europeia, documento SANTE/11945/2015.¹⁷

PARTE EXPERIMENTAL

Materiais

A preparaçao da fase sólida foi realizada com sílica gel com diâmetro de partículas de 40 a 63 µm e de poros de 60 Å (Sigma-Aldrich, Saint Louis, EUA) e poli(dimetilsiloxano-co-alquilmetilsiloxano) (PDAS) (Sigma-Aldrich). Tolueno, clorofórmio, hexano e acetato de etila, todos grau analítico, foram adquiridos da VETEC (Rio de Janeiro, Brasil) ou da Qhemis (Sao Paulo, Brasil). As fases móveis e soluçoes padroes foram preparadas com metanol ou acetonitrila, ambos graus cromatográfico e espectroscópico, que foram adquiridos da JT Baker (Phillipsburg, NJ, EUA). A água ultrapura foi obtida de um ultrapurificador da Megapurity (Billerica, MA, EUA), com resistividade de 18,3 MΩ cm. Todos os solventes foram previamente filtrados, individualmente, em membranas de PTFE de 0,22 µm. Sais NaCl, NaNO₃ e Na₂SO₄ foram adquiridos da Synth (Sao Paulo, Brasil). Os compostos estudados: diurom, parationa metílica e carbendazim foram todos padroes analíticos com grau resíduo de pesticidas (Pestanal), com pureza mínima de 99%, sendo adquiridos da Sigma-Aldrich. Todas as soluçoes dos agrotóxicos foram preparadas inicialmente na concentraçao de 1000 µg mL^-1 (soluçoes padrao estoque), individualmente e na forma de misturas. As demais soluçoes foram preparadas a partir das soluçoes estoque.

Preparaçao dos cartuchos de extraçao em fase sólida

Todos os cartuchos empregados neste trabalho foram preparados em laboratório, seguindo o procedimento desenvolvido por Novais et al.¹⁶ Resumidamente, porçoes de sílica pré-ativada a 140 °C por 12 h foram adicionadas a uma soluçao de PDAS a 30% (m/v) em tolueno na proporçao de 1:1:4 (m/m/v), sob agitaçao branda por 3 h à temperatura ambiente (~28 °C) em uma capela. Em seguida, a suspensao do sorvente foi deixada sob repouso em capela para a evaporaçao completa do solvente à temperatura ambiente e sem agitaçao. O material sorvido e seco foi submetido a uma etapa de imobilizaçao térmica em estufa a 110 °C por 12 h para fixaçao do polímero no suporte de sílica. 500 mg da fase sólida Si(PDAS) foram colocados na forma de suspensao (10% m/v em metanol) em seringas de polipropileno de 3 mL. O sorvente foi compactado nas seringas através de centrifugaçao a 2500 rpm por 5 min, sendo retido por filtros de politetrafluoretileno (PTFE).

Otimizaçao da extraçao em fase sólida de agrotóxicos de água

Para desenvolvimento e otimizaçao de um método de extraçao em fase sólida dos resíduos de agrotóxicos em água, amostras de 50 mL de água ultrapura foram fortificadas com uma soluçao padrao dos agrotóxicos, obtendo uma concentraçao final de 0,5 µg mL^-1 de cada composto. Essas amostras foram eluídas em cartuchos Si(PDAS) conectados a um sistema de vácuo Manifold SPE Restek, modelo ResPrep-12 (Bellafonte, PA, EUA). O procedimento de extraçao consistiu na eluiçao de 20 mL de água ultrapura para ativaçao da fase sólida, seguida da eluiçao de 50 mL de amostras de água fortificadas com 0,5 µg mL^-1 de cada agrotóxico. Após a passagem da amostra, os cartuchos permaneceram por 5 min sob vácuo para secagem da fase sólida. Em seguida, 5 mL de solvente de menor afinidade (hexano) pelos compostos foram eluídos pelo cartucho para remoçao de potenciais interferentes. Por fim, um volume de 0,5 mL do solvente de eluiçao (metanol) foi passado pelos cartuchos para recuperaçao dos resíduos de agrotóxicos.

Para otimizaçao do procedimento de extraçao pelos cartuchos preparados em laboratório, foram avaliados os solventes de limpeza e de eluiçao: metanol, acetonitrila, acetato de etila e hexano; o volume de amostras de água: 50 a 1000 mL; o pH da amostra água; a adiçao de eletrólito: NaNO₃, NaCl e Na₂SO₄, e a concentraçao do eletrólito: 50 a 500 mmol L^-1.

Validaçao do método

O método de determinaçao de resíduos de parationa metílica, diurom e carbendazim em água, empregando a extraçao em fase sólida com cartuchos Si(PDAS) preparados em laboratório, foi validado de acordo com o protocolo preconizado pela Comunidade Europeia, documento SANTE/11945/2015.¹⁷ Os seguintes parâmetros analíticos foram avaliados no estudo de validaçao: seletividade, linearidade, efeito de matriz, limites de detecçao e de quantificaçao; precisao (repetibilidade e reprodutibilidade dentro do laboratório), exatidao e robustez.

Análise de amostras de águas superficiais coletadas no Triângulo Mineiro, MG-Brasil

A aplicabilidade dos cartuchos Si(PDAS) preparados em laboratório foi avaliada, de acordo com o método validado, na extraçao de resíduos de agrotóxicos em três amostras de águas coletadas em ribeiroes localizados dentro de regioes de cultivo de cana-de-açúcar no Triângulo Mineiro, MG-Brasil. As amostras foram coletadas de acordo com as coordenadas geográficas apresentadas na Tabela 1.

Análise dos extratos por CLAE-UV

Todos os extratos obtidos no processo de extraçao dos resíduos de agrotóxicos das amostras de água foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência com detecçao ultravioleta (CLAE-UV), empregando um cromatógrafo a líquido com sistema binário de bombas, modelo ProStar 210 da Varian (Palo Alto, CA, EUA), detector UV ProStar 325 e injetor manual Reodhyne 7725i, com válvula de injeçao de 5 µL. As separaçoes ocorreram em uma coluna MicroSorb C₁₈ (Varian), 5 µm, com 150 mm x 4,0 mm d.i. Foi empregado um gradiente de fase móvel MeOH:H₂O, em que a composiçao variou de 60:40 (v/v) de 0-3 min; 90:10 (v/v) de 3-8 min; 60:40 (v/v) de 8-10 min. A vazao da fase móvel foi de 1,0 mL min^-1, com detecçao UV a 237 nm. A aquisiçao de dados foi realizada pelo software Galaxie^® workstation.

RESULTADOS E DISCUSSAO

Otimizaçao do método de extraçao

Algumas condiçoes do processo de extraçao em fase sólida empregando os cartuchos Si(PDAS) foram avaliadas e otimizadas para aplicaçao na recuperaçao de resíduos de agrotóxicos de amostras de água. O pH da amostra, a adiçao e concentraçao de eletrólito, o tipo de solvente de limpeza e eluiçao foram as condiçoes otimizadas na extraçao.

Escolha dos solventes de eluiçao e de limpeza

Os solventes metanol, acetonitrila, acetato de etila e hexano foram avaliados na eluiçao dos resíduos de agrotóxicos retidos na fase Si(PDAS). A escolha de solventes de diferentes polaridades se deve à definiçao do melhor solvente de limpeza e o melhor solvente de eluiçao no processo de extraçao em fase sólida. A análise visual dos cromatogramas indicou uma melhor recuperaçao dos resíduos de agrotóxicos empregando o metanol, por possuir índice de polaridade mais próximo dos compostos, sendo o hexano o pior solvente de eluiçao por nao recuperar os analitos da fase sólida e, portanto, sendo selecionado como solvente de limpeza no processo de extraçao.

Efeito da adiçao de eletrólito

Como os estudos iniciais da extraçao dos resíduos de agrotóxicos para a escolha do solvente de eluiçao resultou em baixas recuperaçoes para os agrotóxicos, foi avaliada a possibilidade de aumento da eficiência da extraçao pela adiçao de eletrólito às amostras de águas. Esta condiçao foi avaliada uma vez que os coeficientes de partiçao octanol-água (log K_ow) sao relativamente baixos: 1,52 para o carbendazim, 2,68 para o diurom e 2,86 para a parationa metílica.¹⁸ Assim, os compostos possuem afinidade maior pela água, sendo mais difíceis de serem retidos na fase Si(PDAS). A Figura 1 apresenta as recuperaçoes dos agrotóxicos alcançadas na extraçao com Si(PDAS) quando à água foram adicionados três diferentes tipos de sais (NaCl, NaNO₃ e Na₂SO₄).

Figura 1. Efeito da adiçao de eletrólitos na recuperaçao dos agrotóxicos de água empregando a extraçao em fase sólida com Si(PDAS). n = 3. ■ Carbendazim, ● diurom e ▲ parationa metílica

A adiçao de sais na amostra de água resulta em uma melhora na recuperaçao dos agrotóxicos empregando a fase Si(PDAS). Esta melhora na recuperaçao é mais acentuada para a adiçao de Na₂SO₄, de acordo com a Figura 1. O aumento na recuperaçao dos agrotóxicos da água pode estar associado ao efeito salting out, no qual os sais atraem as moléculas de água do meio, de modo a ficar menos água disponível para a solvataçao das moléculas dos agrotóxicos o que acarreta na diminuiçao da sua solubilidade em água, facilitando a retençao dos agrotóxicos na fase Si(PDAS) e sua posterior eluiçao com o metanol. As recuperaçoes aumentaram com a adiçao de eletrólitos na seguinte ordem: NaNO₃ < NaCl < Na₂SO₄. Considerando que o sódio é comum em todos os sais avaliados, os ânions sao os responsáveis pelo aumento na recuperaçao dos agrotóxicos, que pode ainda ser correlacionado com o aumento do raio de hidrataçao dos íons 165, 181 e 244 pm para nitrato, cloreto e sulfato, respectivamente.¹⁹

A influência da concentraçao de Na₂SO₄ adicionada na amostra de água também foi avaliada na recuperaçao dos resíduos de agrotóxicos. A faixa de concentraçao de 50 a 500 mmol L^-1 foi estudada. A Figura 2 indica que o aumento da concentraçao de eletrólito na amostra aquosa leva a uma diminuiçao da recuperaçao dos agrotóxicos, que pode estar relacionado ao aumento da solubilidade dos agrotóxicos em água devido à maior concentraçao dos íons do Na₂SO₄ interagirem com as cargas iônicas dos agrotóxicos. Desta forma, a concentraçao de 50 mmol L^-1 de Na₂SO₄ na amostra de água foi considerada a melhor condiçao de extraçao dos resíduos de agrotóxicos. Torna-se igualmente importante avaliar o efeito do pH da amostra aquosa no processo de extraçao com o Si(PDAS), uma vez que as moléculas na forma ionizada nao sao retidas adequadamente na fase sólida.

Figura 2. Efeito da concentraçao de Na2SO4 na recuperaçao dos agrotóxicos de água empregando a extraçao em fase sólida com Si(PDAS). n = 3. ■ Carbendazim, ● diurom e ▲ parationa metílica

Efeito do pH na extraçao

A escolha do pH da amostra é um fator importante na extraçao em fase sólida de multirresíduos de agrotóxicos de água, uma vez que os compostos possuem valores de pKa variados podendo estarem ionizados de formas distintas na amostra e, assim, apresentarem menor retençao na fase sólida. O estudo de recuperaçao dos agrotóxicos da fase Si(PDAS) foi realizado na faixa de pH 2 a 8 das amostras de água, estabelecida como a faixa de pH estável para materiais à base de sílica.¹⁵ As recuperaçoes dos compostos em diferentes condiçoes de pH das amostras de água estao apresentadas na Figura 3.

Figura 3. Recuperaçao dos agrotóxicos da fase Si(PDAS) em funçao do valor de pH da amostra de água. n = 3. ■ Carbendazim, ● diurom e ▲ parationa metílica

As maiores recuperaçoes dos agrotóxicos ocorreram quando o pH das amostras de água esteve próximo da neutralidade, em pH 6 (Figura 3). Nesta condiçao ocorre a maior retençao dos compostos na fase Si(PDAS), removendo os agrotóxicos da água com maior facilidade devido à menor quantidade de espécies dos agrotóxicos que se encontram na forma ionizada nessa condiçao de pH.

Volume de breakthrough

Uma das principais vantagens do uso da extraçao em fase sólida na preparaçao de amostras de compartimento ambiental é sua capacidade de concentrar o analito no extrato final. O fator de concentraçao será maior quanto maior for o volume de amostra a ser extraído e menor o volume de solvente na etapa de eluiçao. No entanto, volumes muito grandes de água podem lixiviar o composto inicialmente retido na fase sólida. O volume máximo de amostra de água para extraçao eficiente dos agrotóxicos, volume de breakthrough, foi avaliado para o método proposto. Volumes de amostra de 50 a 1000 mL foram estudados e os resultados apresentados na Figura 4.

Figura 4. Volume de breakthrough para a recuperaçao dos agrotóxicos pela extraçao em fase sólida, empregando a fase Si(PDAS). n = 3. ■ Carbendazim, ● diurom e ▲ parationa metílica

O volume máximo de amostra a ser empregado no método foi definido como 500 mL, uma vez que a partir desse volume a recuperaçao do carbendazim reduz significativamente para valores próximos de 50%, ou seja, abaixo do mínimo da faixa de recuperaçao aceitável para resíduos de agrotóxicos de 70-120%.¹⁷ Como o coeficiente de partiçao octanol-água do carbendazim é o menor dentre os agrotóxicos estudados, a passagem contínua de volumes muito grandes de água leva à lixiviaçao do composto pela maior solubilidade desse na água. A parationa metílica só começa a perder significativamente a sua taxa de recuperaçao a partir da eluiçao de 750 mL de amostra, enquanto que o diurom mantém a taxa constante mesmo após a passagem de 1000 mL de água.

O fator de concentraçao alcançado no método de extraçao dos agrotóxicos, portanto, foi de 1000 vezes, considerando os 500 mL de amostra de água eluídos pelos cartuchos Si(PDAS) e os 0,5 mL de metanol empregados na eluiçao dos agrotóxicos.

Validaçao do método de determinaçao de agrotóxicos

O método de extraçao em fase sólida, empregando os cartuchos lab-made Si(PDAS), de agrotóxicos de amostras de água otimizado consistiu na eluiçao de 500 mL de amostra de água ajustada para pH 6,00 e com 50 mmol L^-1 de Na₂SO₄, empregando o hexano como solvente de limpeza e 0,5 mL de metanol para eluiçao dos compostos. O método otimizado foi submetido a um estudo de validaçao, avaliando os seguintes parâmetros analíticos: seletividade, linearidade, limites de detecçao e quantificaçao, precisao (repetibilidade e reprodutibilidade em laboratório), exatidao (ensaios de recuperaçao) e robustez. O estudo de validaçao foi realizado de acordo com o protocolo experimental e critérios preconizados pelo documento SANTE/11945/2015.¹⁷

Seletividade

A seletividade do método foi determinada pela separaçao dos agrotóxicos no cromatograma, de modo que os picos referentes aos compostos nao sofressem interferências entre si ou de componentes da matriz da amostra de água. A Figura 5 apresenta o cromatograma obtido na separaçao dos agrotóxicos estudados em uma amostra de água fortificada e submetida ao método de extraçao otimizada indicando que o método de análise foi seletivo para a determinaçao proposta.

Figura 5. Cromatograma da separaçao de uma amostra de água fortificada com 0,5 µg mL^-1 de (1) carbendazim, (2) diurom e (3) parationa metílica e submetida ao método de extraçao SPE com Si(PDAS) otimizado. Condiçoes cromatográficas: fase móvel MeOH:H₂O com eluiçao por gradiente: gradiente: 0-3 min 60% MeOH, 3-8 min, 90 % de MeOH e 8-10 min 60% MeOH. Vazao da fase móvel de 1,0 mL min^-1; temperatura de 25° C; detecçao UV a 237 nm

Faixa dinâmica linear, linearidade e sensibilidade

Curvas analíticas para cada um dos agrotóxicos foram construídas por padronizaçao externa, ou seja, fortificando amostras de água com diferentes concentraçoes dos compostos e submetendo-as ao método de determinaçao dos agrotóxicos proposta para o uso da fase sólida Si(PDAS). A partir das curvas analíticas, parâmetros como linearidade, sensibilidade e faixa dinâmica linear foram determinados e estao apresentados na Tabela 2.

O método proposto apresentou linearidade adequada das respostas obtidas para os agrotóxicos carbendazim, diurom e parationa metílica, com r > 0,99, conforme critérios mais rigorosos estabelecidos pelas agências reguladoras.²⁰ O método se mostrou mais sensível para o diurom quando comparado aos demais compostos. Estes valores de sensibilidade se refletem na faixa dinâmica linear para cada composto, em que se verifica a menor concentraçao quantificável (primeiro ponto da curva analítica) para o diurom frente aos demais compostos.

Limites de detecçao (LD) e de quantificaçao (LQ)

Os limites de detecçao (LD) e de quantificaçao (LQ) do método de extraçao em fase sólida com o sorvente Si(PDAS) dos agrotóxicos de água foram determinados pelas equaçoes.

em que s é o desvio padrao do coeficiente linear e S o coeficiente angular da equaçao da curva analítica.

A partir das equaçoes das curvas analíticas foram entao obtidos os LD e LQ do método para cada um dos agrotóxicos estudados, Tabela 3. Os LQ foram confirmados a partir da injeçao em triplicada de soluçoes padrao dos agrotóxicos preparadas nas concentraçoes equivalentes aos LQ do instrumento para cada composto, considerando o fator de concentraçao do método (LQ_método x 1000).

Os valores de LQ do método foram determinados levando em consideraçao o fator de concentraçao da extraçao em fase sólida com o sorvente Si(PDAS) que foi de 1000 vezes. Assim, obtiveram-se LQ_met para o diurom como o menor entre os compostos estudados. Os valores de LQ_met foram definidos de acordo com o recomendado pelo documento SANTE,¹⁷ em que a estimativa do desvio padrao relativo (DPR), para as injeçoes sucessivas na menor concentraçao quantificável para cada composto, ficou abaixo de 20%. Os limites de detecçao e quantificaçao obtidos para o método de extraçao em fase sólida empregando cartucho preparado no laboratório se mostraram competitivos em relaçao a outros métodos empregando sistemas de detecçao mais sensíveis para agrotóxicos em água, devido principalmente ao alto fator de concentraçao alcançado com a SPE.^21-23

Precisao (repetibilidade e reprodutibilidade em laboratório) do método

A precisao do método proposto foi avaliada segundo a sua repetibilidade e reprodutibilidade em laboratório, de acordo com o preconizado no documento SANTE/11945/2015.¹⁷ Para avaliar a repetibilidade do método, foram efetuadas extraçoes dos agrotóxicos fortificados nas amostras de água nas concentraçoes de 1, 3 e 5 vezes o LQ_met com cartuchos Si(PDAS). As extraçoes foram realizadas em 5 repetiçoes, empregando o método proposto sob as mesmas condiçoes experimentais. Na Tabela 4 sao apresentadas as estimativas do desvio padrao relativo obtidas para cada agrotóxico, em três níveis de fortificaçao, após a extraçao em fase sólida com Si(PDAS) das amostras de água.

Os desvios padrao relativos obtidos nos ensaios de repetibilidade, Tabela 4, referem-se à dispersao dos resultados de recuperaçao de cada agrotóxico, para cinco repetiçoes em cada nível de fortificaçao, empregando o método otimizado proposto neste trabalho. De acordo com o documento SANTE/11945/2015,¹⁷ um método de boa repetibilidade deve apresentar DPR inferior a 20% para o mínimo de cinco repetiçoes, empregando as mesmas condiçoes experimentais. Logo, o método de extraçao em fase sólida com o sorvente Si(PDAS) atende ao preconizado pelo documento, uma vez que a dispersao dos resultados, independente do composto, foi inferior a 14%.

A reprodutibilidade em laboratório (ou precisao intermediária) do método proposto foi avaliada pela dispersao dos resultados (% DPR) obtidos nas extraçoes dos agrotóxicos de água, para três níveis de fortificaçao, empregando o método otimizado no mesmo laboratório, pelo mesmo analista, nas mesmas condiçoes de extraçao e análise, porém em três dias distintos. As estimativas dos desvios padrao relativos das recuperaçoes obtidas nos três dias de estudo estao apresentadas na Tabela 5.

As estimativas dos desvios padrao relativos apresentados na Tabela 5 representam as dispersoes das recuperaçoes obtidas em três dias diferentes para cada nível de fortificaçao dos agrotóxicos estudados ao empregar o método otimizado neste trabalho. Os resultados indicam que nao existe variaçao significativa da resposta, DPR < 17%, quando o método é aplicado em dias distintos para extrair os agrotóxicos de amostras de água, estando em conformidade com o preconizado pelo documento SANTE,¹⁷ podendo, portanto, ser considerado como um método reprodutível dentro do laboratório.

Exatidao do método (Ensaios de recuperaçao)

Para avaliar a eficiência dos cartuchos Si(PDAS) em extrair e concentrar os resíduos de agrotóxicos de amostras de água pelo método proposto, amostras fortificadas em três níveis de concentraçao dos agrotóxicos: 1x, 3x e 5x LQ_met foram submetidas a ensaios de recuperaçao. A porcentagem de recuperaçao para cada agrotóxico foi determinada a partir da quantidade inicial adicionada dos padroes dos agrotóxicos nas amostras de água e a quantidade obtida nos extratos, de acordo com o grau de fortificaçao. De acordo com o documento SANTE/11945/2015,¹⁷ para que um método seja considerado de boa exatidao, a taxa de recuperaçao dos resíduos de agrotóxicos deve estar entre 70 a 120%. A Tabela 6 apresenta a porcentagem de recuperaçao para cada agrotóxico a partir de 5 repetiçoes em três diferentes níveis de fortificaçao da amostra após a aplicaçao do método proposto.

Pelos valores obtidos de recuperaçao dos resíduos de agrotóxicos, Tabela 6, o método de extraçao dos agrotóxicos de água com os cartuchos Si(PDAS) apresenta boa exatidao. As porcentagens de recuperaçao, independente dos níveis de fortificaçao, ficaram na faixa de 76 a 110%. Valores de recuperaçao acima de 100% sao comumente obtidos por métodos de determinaçao de resíduos, uma vez que as concentraçoes medidas dos compostos sao próximas do limite instrumental da técnica analítica, o que dificulta a integraçao do pico devido à variaçao do ruído instrumental.

Extraçao em fase sólida de agrotóxicos de amostras de águas superficiais

Após a otimizaçao e a validaçao do método de determinaçao de resíduos de agrotóxicos de amostras de água, o método foi aplicado a amostras de água coletadas de três ribeiroes na regiao do Pontal do Triângulo Mineiro, os quais cortam áreas de cultivo de cana-de-açúcar. As amostras de águas coletadas foram fortificadas com padroes dos agrotóxicos a 2,5 x LQ_met e submetidas ao método otimizado e validado, empregando cartuchos Si(PDAS) preparados em laboratório e cartuchos C₁₈ comerciais. Os resultados estao apresentados na Figura 6.

Figura 6. Recuperaçao dos resíduos de agrotóxicos das amostras (a) A, (b) B e (c) C de água coletadas no Triângulo Mineiro, MG-Brasil, empregando o método de extraçao otimizado e validado com cartuchos Si(PDAS) preparados em laboratório e C18 comerciais

A recuperaçao dos resíduos de agrotóxicos de diferentes amostras de água coletadas em ribeiroes do Triângulo Mineiro ficou sempre na faixa de 70-120%, indicando que nao há interferência da matriz da amostra de água no processo de determinaçao empregando o detector UV. Logo, o método analítico proposto nao apresenta efeito matriz. Para fins de comparaçao da eficiência dos cartuchos Si(PDAS) preparados em laboratório, as amostras de água coletadas em ribeiroes foram submetidas às mesmas condiçoes de extraçao e análise, porém empregando cartuchos SPE comerciais tradicionais a base de C₁₈. De acordo com a Figura 6 nao houve variaçao significativa da resposta do método com a mudança do cartucho, confirmando a eficiência da extraçao dos cartuchos Si(PDAS), preparados em laboratório, porém com a vantagem de serem de fácil e simples preparaçao e, principalmente, de custo mais reduzido.

CONCLUSAO

Neste trabalho buscou-se avaliar a aplicabilidade de cartuchos de extraçao em fase sólida preenchidos com o sorvente Si(PDAS), preparados em laboratório, em métodos de extraçao de agrotóxicos de amostras de água. O método foi otimizado, validado e aplicado a amostras de águas superficiais, mostrando que os cartuchos preparados em laboratórios sao eficientes e comparáveis aos cartuchos comerciais tradicionais. Porém, a simplicidade e facilidade de preparaçao, bem como o baixo custo dos cartuchos Si(PDAS) preparados em laboratório, sao os principais atrativos frente aos cartuchos convencionais. O método proposto empregando os cartuchos Si(PDAS) para a determinaçao de resíduos de agrotóxicos em amostras de águas superficiais se mostrou de boa exatidao e precisao e com níveis de detectabilidade comparáveis aos métodos que empregam técnicas analíticas sofisticadas, devido ao alto fator de concentraçao fornecido pela extraçao em fase sólida. O método pode ser considerado também robusto, uma vez que mais de 50 extraçoes foram realizadas ao longo de todo o estudo de validaçao, obtendo uma dispersao dos valores de recuperaçao inferior a 20% em termos de desvio padrao relativo.

AGRADECIMENTOS

A Fundaçao de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) pelo apoio financeiro.

REFERENCIAS

1. Toledo, M.; Lanças, F. M.; Carrilho, E.; J. Braz. Chem. Soc. 2007, 18, 1004.

2. Cavalcante, R. M.; Filho, N. S. M.; Viana, R. B.; Oliveira, I. R. N.; Nascimento, R. F.; Silveira, E. R.; Freire, G. S. S.; Quim. Nova 2007, 30, 560.

3. Jardim, I. C. S. F.; Sci. Chromatogr. 2010, 2, 13.

4. Liu, Q.; Shi, J.; Sun, J.; Wang, T.; Zeng, L.; Jiang, G.; Angew. Chem. 2011, 123, 6035.

5. Naing, N. N.; Li, S. F. Y.; Lee, H. K.; J. Chromatogr. A 2016, 1427, 29.

6. Poiger, T.; Buerge, I. J.; Bächli, A.; Müller, M. D.; Balmmer, M. E.; Environ. Sci. Pollut. Res. 2017, 24, 1588.

7. Eiroa, A. A.; Canle, M.; Cancellieri, V. L.; Cerdà, V.; TrAC, Trends Anal. Chem. 2016, 80, 641.

8. Eiroa, A. A.; Canle, M.; Cancellieri, V. L.; Cerdà, V.; TrAC, Trends Anal. Chem. 2016, 80, 655.

9. Lindsey, M. E.; Meyer, M.; Thurman, E. M.; Anal. Chem. 2001, 73, 4640.

10. Mozaz, S. R.; Alda, M. J. L; Barceló, D.; J. Chromatogr. A 2004, 1045, 85.

11. Kasprzyk-Hordern, B.; Dinsdale, R. M.; Guwy, A. J.; J. Chromatogr. A 2007, 1161, 132.

12. Dittmar, T.; Koch, B.; Hertkorn, N.; Kattner, G.; Limnol. Oceanogr.: Methods 2008, 6, 230.

13. Huo, S. H.; Yan, X. P.; Analyst 2012, 137, 3445.

14. Buszewski, B.; Szultka, M.; Crit. Rev. Anal. Chem. 2012, 42, 198.

15. Kirkland, J. J.; J. Chromatogr. A 2004, 1060, 9.

16. Novais, A. S.; Ribeiro Filho, J. F.; Amaral, E. M. F.; Faria, A. M.; Quim. Nova 2015, 38, 274.

17. European Commission. (2015). Document SANTE/11945/2015, Analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed. Disponível em: http://www.eurl-pesticides.eu, acessada em Março 2018.

18. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/, acessada em Março 2018.

19. Silva, L. A.; Martins, C. R.; Andrade, J. B.; Quim. Nova 2004, 27, 1016.

20. Agência Nacional de Vigilância Sanitária - ANVISA; RE nº 899 de 29/05/2003: Guia para validaçao de métodos analíticos e bioanalíticos, Ministério da Saúde: Brasil 2003.

21. Raghu, P.; Reddy, T. M.; Swamy, B. E. K.; Chandrashekar, B. N.; Reddaiah, K.; Sreedhar, M.; J. Electroanal. Chem. 2012, 665, 76.

22. Ghanem, A.; Bados, P.; Perreau, F.; Benabdallah, R.; Plagellat, C.; Alencastro, L. F.; Einhorn, J.; Anal. Bioanal. Chem. 2008, 391, 345.

23. Wu, Q.; Li, Y.; Wang, C.; Liu, Z.; Zang, X.; Zhou, X.; Wang, Z.; Anal. Chim. Acta 2009, 638, 139.