Estudo do comportamento térmico de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) em fuligem de cana-de-açúcar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-graduação em Química - IQ

A fuligem proveniente das queimadas de cana-de-açúcar exerce um importante papel na translocação dos HPAs, gerados em processos de combustão incompleta, através dos diversos compartimentos ambientais. Quando trazido até áreas urbanas, o material particulado fino gerado na queima pode provocar problemas respiratórios e carregar consigo os HPAs, dentre os quais há alguns com alto potencial carcinogênico. Tendo em vista o pequeno número de estudos relacionados a HPAs na matriz de fuligem de cana e a utilização de extrações com solventes em praticamente todos esses, o objetivo deste trabalho foi a verificação do comportamento térmico dos HPAs prioritários da US-EPA, adsorvidos em fuligem de cana, frente a um programa de aquecimento controlado, no intuito de obter informações para a implementação e otimização de um sistema de dessorção térmica para extração dessas substâncias. Foram aplicadas as técnicas de termogravimetria (TG), análise térmica diferencial (DTA) e calorímetria exploratória diferencial (DSC) a amostras de: padrões de 16 HPAs isolados; fuligem de cana fortificada com cada um destes padrões; fuligem fortificada com todos os 16 padrões simultaneamente (amostra composta); material de referência certificado SRM 1649a da NIST e finalmente, uma amostra de material particulado atmosférico obtida na cidade de Araraquara, São Paulo. Foram obtidas as temperaturas de fusão e sublimação dos padrões isolados, além das faixas de temperatura que acompanham suas perdas de massa, que variaram de 70 a 380 ºC. No estudo da adsorção na matriz, foi observado que esta contribui para um padrão de perda de massa mais homogêneo e difuso, sugerindo uma possível interação, entretanto sem modificar o intervalo de vaporização/sublimação dos HPAs...

The soot originated from the sugar cane burning plays an important role in the translocation of PAHs, generated in incomplete combustion processes, through multiple environmental compartments. When brought to urban areas, fine particulate matter generated in the burning can cause respiratory problems and carry PAHs, among which are some with high carcinogenic potential. Given the small number of studies related to PAHs in the sugar cane soot matrix and the use of solvent extraction in almost all of these, the aim of this paper was to check the thermal behavior of de US-EPA priority PAHs, adsorbed on sugar cane soot and subjected to a controlled heating program, in order to get information for the implementation and optimization of a thermal desorption system for the extraction of these substances. Thermogravimetry (TG), differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC) techniques were applied to samples of: 16 US-EPA PAH standards, individually; sugar cane soot fortified with each of these standards; soot spiked with all 16 standards simultaneously (composite sample); NIST Standard Reference Material 1649a (urban dust); and finally, an airborne particulate matter sample, obtained in the city of Araraquara, Sao Paulo, Brazil. Melting and vaporization/sublimation temperatures of the isolated standards were obtained, together with the temperature ranges that accompany their mass loss, which varied from 70 to 380 ºC. In the study of matrix adsorption, it was observed that it contributes to a more homogeneous and diffuse mass loss, suggesting a possible interaction with the PAHs, however without modifying the range of vaporization/sublimation of adsorbed PAHs. The comparison of the composite sample with SRM 1649a and airborne particulate matter brought certain... (Complete abstract click electronic access below)