Implementação do método analítico para a determinação de compostos polinitroaromáticos (explosivos) em solos e águas: aplicação a um caso de estudo no Seixal

Gonçalves, Cláudia Sofia Murta

http://hdl.handle.net/10400.1/4525

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Authors

Gonçalves, Cláudia Sofia Murta

Advisor(s)

Dill, Amélia Carvalho

Abstract(s)

A mobilidade de contaminantes orgânicos em aquíferos e solos é influenciada por vários processos físicos e/ou bioquímicos. No caso dos compostos poli-nitroaromáticos (P-NACs), trinitrotolueno (TNT), dinitrotolueno (DNT) e nitrotolueno (NT), a sua mobilidade na sub-superfície é muito influenciada pelo conteúdo dos solos e matriz dos aquíferos em argilas, devido à sua capacidade de sorção. No entanto, o processo natural que efectivamente reduz a massa daqueles contaminantes é a transformação. Sob condições naturais favoráveis, os processos de degradação devido à actividade bacteriana representam os processos de atenuação natural mais eficazes, ainda que possam ser relativamente lentos. Na zona do Seixal (Margem Sul do Rio Tejo), vários trabalhos anteriores identificaram aquíferos e solos contaminados com P-NACs, supostamente explosivos provenientes da actividade realizada durante aproximadamente 50 anos pela Sociedade Portuguesa de Explosivos (SPEL). Para dar continuidade a estudos que visam determinar os vários processos naturais que afectam a distribuição dos explosivos na sub-superfície foi desde logo necessário implementar os métodos de extracção e de análise cromatográfica para a determinação daqueles contaminantes. Assim sendo, no âmbito do projecto CRUDE: “Desenvolvimento de novas estratégias de amostragem, análise e modelação para caracterização da contaminação dos solos e águas subterrâneas por contaminantes orgânicos”, PTDC/CTE-GEX/72959/2006, o objectivo principal deste trabalho foi a implementação de métodos que permitam a quantificação de 2,4,6-TNT; 2,4-DNT; 2,6- DNT; 2-NT e 4-NT em águas e solos. Neste trabalho, foi implementado o método de Extracção em Fase Sólida (SPE) para águas, e o método de Extracção por Soxhlet para solos. Para tal, foram elaborados dois padrões de fortificação, o PF1 e o PF2, ambos com diferentes gamas de concentração de P-NACs, 0,05 μg/mL e 1 μg/mL respectivamente. Os analítos extraídos (TNT, DNTs e NTs) por estes métodos foram detectados e quantificados por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massa (GC-MS), obtendo-se no método de águas recuperações médias de PF1 e de PF2, respectivamente: [79±5%] e [97±8%] para o 2,4,6-TNT; [99±16%] e [87±11%] para o 2,4-DNT; [79±9%] e [84±9%] para o 2,6- DNT; [72±5%] e [57±23%] para o 4-NT e [72±3%] e [50±26%] para o 2-NT. No método de solos as recuperações médias obtidas para PF1 e PF2 foram de [113±6%] e [93±4%] para o 2,4,6-TNT; [117±3%] e [86±6%] para o 2,4-DNT; [114±4%] e [75±6%] para o 2,6-DNT; [114±4%] e [80±1%] para o 4-NT e [104±15%] e [83±5%] para o 2-NT. Os valores de recuperação obtidos para 2,4,6-TNT e isómeros de DNT superam o mínimo de 70% requerido pela Agência Ambiental dos E.U.A (EPA). A recuperação de NTs, apesar de significativa, é inferior a 70% no método das águas, requerendo mais desenvolvimento em laboratório. Os métodos foram aplicados em amostras de campo colhidas na zona do Seixal, junto à SPEL. As amostras de água representam a água intersticial junto ao nível piezométrico e as águas dos aquíferos contaminados. As amostras de solos foram colhidas a partir de duas sondagens efectuadas em ‘lagoas’ de rejeito de águas residuais provenientes da produção de explosivos pela SPEL. Em todas as amostras foram detectadas concentrações elevadas de 2,4,6-TNT [máximo nas águas: 18,1 mg/L; máximo nos solos 6,8E+4 μg/kg], seguido de DNTs [máximo nas águas: 5,5 mg/L; máximo nos solos 2,8E+2 μg/kg] e por último de NTs [máximo nas águas: 1,5 mg/L; máximo nos solos: 4,6E+1 μg/kg]. Em geral, e no que se refere à zona vadosa amostrada, as concentrações mais elevadas de P-NACs nos solos foram detectadas à superfície e quando a proximidade aos tanques de descarga das águas residuais era menor. As concentrações mais baixas, embora com um perfil de distribuição irregular, foram em geral detectadas a maior profundidade e mais afastadas da fonte de contaminação. Esta variação aparentemente demonstra alguma retenção na fracção argilosa da zona vadosa, mas este processo terá que ser averiguado cuidadosamente após determinação do tipo e granulometria e conteúdo de carbono (TOC) dos solos amostrados. No que se refere às amostras de água, a amostra A do furo Quinta de Santa Teresinha, e a amostra B, água de rede de abastecimento público, apresentaram valores elevados de P-NACs, na ordem do detectado em trabalhos prévios.