Estudo da interação de compostos fenólicos de interesse ambiental com o solo

Abstract

Neste trabalho foi estudada a interação de três espécies fenólicas de interesse ambiental, fenol, o-cresol e p-cresol, com uma amostra de solo, previamente caracterizada. A sorção dos compostos fenólicos foi avaliada, mantendo-se os compostos em contato com a amostra de solo durante 48 horas, além de ter sido estudado o tempo de equilíbrio aparente. Após o tempo de contato entre os compostos e o solo, a quantificação nas fases sobrenadantes foi realizada pelo método oficial para determinação de fenóis empregando o reagente 4-aminoantipirina (4-AAP) em comprimento de onda de 510 nm ou por absorção na região do UV em 270 ou 277 nm. Foi constatado um processo de adsorção pouco significativo, o que é reforçado pelos baixos valores de log KOW dos compostos fenólicos e alta solubilidade em meio aquoso. Isso motivou a investigação de possíveis efeitos de biodegradação dos compostos no solo. Para tal, foram empregados métodos químicos de inibição com soluções de HgCIz, ou de NaN3 ou de esterilização utilizando uma autoclave. Foi possível avaliar o tempo para biodegradação de cada espécie no solo que aumentou na sequência: fenol (48 h) < o-cresol (72 h) < p-cresol (96 h). Estudou-se também o processo de dessorção dos compostos do solo, com solução de NaOH para extração de fenóis. Não foi constatada a presença dos compostos nos extratos, corroborando a hipótese de biodegradação das espécies fenólicas pela amostra de solo estudada. Foi proposta uma adaptação do método oficial empregando a 4-AAP e o K3[Fe(CN)6], para trabalhar por injeção em fluxo (FIA) na determinação dos compostos em extratos de solo. O método foi otimizado com relação ao pH da solução de K3[Fe(CN)6], volume de amostra e volume da bobina de reação, utilizando um planejamento fatorial 23. Obteve-se um bom aumento na freqúência analítica com o método adaptado por FIA, além de menor consumo de amostras e reagentes. Foram elaboradas curvas analíticas, empregando o método convencional e o método por FIA para fenol e o-cresol na faixa de 0,50 a 16,00 mg L'1 e de 5,00 a 50,00 mg L'1 para o p-cresol, sendo este último determinado em 7» de 277 nm. Foram confrontados os parâmetros de mérito e o desempenho de ensaios de recuperação em extratos de solo, pelo método convencional e por FIA. Para o fenol, as recuperações variaram de 95 a 106% empregando o método convencional e de 93 a 102% para o método por FIA. Para o o-cresol obteve-se recuperações de 98 a 105% empregando o método convencional e 92 a 106% para o método por FIA. O composto p-cresol apresentou recuperação utilizando o procedimento convencional na faixa de 96 a 98% enquanto para o método por FIA foram obtidos valores entre 97 e 110%. Tais valores sugerem uma boa confiabilidade entre ambos os métodos. Além disso, foram obtidos valores de LQ, ligeiramente menores para o método adaptado por FIA, frente ao método convencional. Isso sugere que o método adaptado a FIA, poderia ser empregado como uma boa alternativa na quantificação das espécies fenólicas estudadas no presente trabalho, pelo menos em extratos de solo.

The interaction between environmentally relevant phenolic species as phenol, o- cresol and p-cresol were studied in the present work with a previously characterized soil sample. The sorption of the phenolic compounds was evaluated after 48 hours of contact time between the compounds and the soil sample. Additionally, the apparent equilibrium time was investigated. After the suitable contact time, the concentration of the species in the supernatant phases was evaluated employing a official method for determining total phenolic concentration, with the colorimetric reagent 4-aminoantipirine (4-AAP) in wavelength 510 nm or in the UV region between 270 and 277 nm. The results suggest a negligible adsorption process that seems due to the low log KOW values, as well as the high water solubility. Thus, biodegradation studies between the phenolic compounds and the soil sample were performed. In this way, HgClz or NaN3 solutions were employed as biodegradation chemical inhibitors, as well an additional sterilization process with an autoclave. The results showed apparent biodegradation time in the following order: phenol (48 h) < o-cresol (72h) < p-cresol (96 h). A NaOH solution was utilized, in order to verify the desorption of phenolic compounds from soil. The compounds were not detected in the alkaline extracts a fact that corroborate the supposition of the biodegradation process. A Flow Injection Analysis (FIA) method was studied to quantify the phenolic compounds in the soil extracts, using the same reagents of the official method, 4-AAP and K3[Fe(CN)6] solutions. Using 23 factorial planning, the method was optimized with regard to pH of K3[Fe(CN)6] solutions, sample loop and the reaction coil volume. A significant improvement of the analytical frequency and the minimization of the sample and reagents volumes with the FIA method were established. Analytical curves employing the conventional and the FIA methods in the range of 0,50 to 16,00 mg L'1 were made to phenol and o-cresol and from 5,00 to 50,00 mg L'1 to p-cresol, which was quantified in )» of 277 nm. The figures of merit between the conventional method and the FIA one were compared, as well as the recoveries in soil extracts. Values between 95 to 106% and 93 to 102 were observed to phenol recoveries for conventional and FIA methods, respectively. The o-cresol showed 98 to 105% and 92 to 106% for conventional and FIA methods, respectively. The p-cresol compound presented 96 to 98% and 97 to 110% to conventional and FIA methods, respectively. These results showed a good agreement between both methods. Furthermore, the FIA method provided a lower LOQ values in comparison with the conventional method. This indicates that FIA method could be a good approach to quantify the phenolic species studied in the present work, at least for soil extracts.