Desenvolvimento de metodologias miniaturizadas de preparo de amostras para a avaliação de pesticidas multiclasses em amostras ambientais

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dc.contributor.advisor-co1Silva, Bruno José Gonçalves da
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6550581465780888
dc.contributor.advisor1Chaves, Andréa Rodrigues
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6064014965252121
dc.contributor.referee1Chaves, Andréa Rodrigues
dc.contributor.referee2Nascentes, Clésia Cristina
dc.contributor.referee3Coltro, Wendell Karlos Tomazelli
dc.contributor.referee4Hantao, Leandro Wang
dc.contributor.referee5Sgobbi, Lívia Flório
dc.creatorMartins, Rafael Oliveira
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3634772323817390
dc.date.accessioned2023-11-06T11:15:45Z
dc.date.available2023-11-06T11:15:45Z
dc.date.issued2023-09-05
dc.description.abstractThe presence of pesticides in the environment is primarily due to the excessive use of these chemical compounds in the global agricultural scenario. In recent decades, the search for new approaches to the analysis and monitoring of these compounds in such matrices has focused on the introduction of sample preparation methodologies as analytical strategies responsible for assessing such complex matrices. Furthermore, the evolution of these sample preparation methodologies over the decades has brought with it the introduction of miniaturized systems capable of overcoming classical challenges faced by conventional sample preparation method-ologies. Thus, this study presents the evaluation of three miniaturized approaches for pesticide extraction in environmental samples. Chapter II presents the development and application of the Hollow Fiber Liquid-Phase Microextraction (HF-LPME) technique for the assessment of 13 multi-class pesticides in soil samples. The methodology reported in the first chapter resulted in R² values >0.98 for all pesticides and detection and quantification limits (LOD and LOQ, re-spectively) in the range of ng L-1 and recovery values between 75.2%-118.8%. The evaluation of the methodology proposed by the AGREEprep software indicated that approximately 70% of the method adhered to the principles of green chemistry adopted by the software. Furthermore, a comparison with classical methods of pesticide extraction in soil identified the HF-LPME method as an efficient approach for monitoring pesticides in soil. Chapter III describes the application of the Electromembrane Extraction (EME) technique for the evaluation of the same set of analytes in soil samples. In this second approach, a special focus was placed on com-paring the proposed method with the one applied in Chapter II, regarding analytical frequency, green aspects, and analytical performance of both methods. Differences were observed in an-alytical aspects, where the EME technique showed higher LOD (76.1 -171.4 μg kg-1) and LOQ (270.7 -516.1 μg kg-1) values than the HF-LPME technique (66.1 -198.1 μg kg-1) and (92.7 -331.2 μg kg-1), respectively. Despite this, values closer to 100% were obtained with the EME technique. A higher analytical frequency was achieved with the EME technique (4 extractions/h) compared to HF-LPME (2 extractions/h). Regarding green chemistry aspects, due to the use of external energy, the methodology proposed by EME showed significant energy consumption. Finally, Chapter IV presented a detailed study of the influence of parameters involved in the on-chip electromembrane extraction technique of the pesticides Carbofuran and Carbendazim in river water samples. This chapter focused on two main aspects: (I)the optimization of the device to reduce leakage during extraction, as it is a disadvantage of the conventional system, and (II)evaluating the differences in the extraction of ionizable and neutral compounds by the on-chip electromembrane extraction system. The optimization of the device introduced the OSTE sealing material as an approach to prevent leaks, allowing for the use of flow rates of 300 μl/min-1 without observing leaks. The evaluation of the parameters involved in the technique showed the dependence of the physicochemical characteristics of the pesticides on the pro-posed system, revealing the extraction of the pesticides in their charged and neutral forms. The analytical evaluation of the method showed LOD and LOQ values ranging from 158.4 to 256.2 μg L-1and 528.1 to 854.1 μg L-1, respectively, and recovery values ranging from 26.3% to 53.8%, indicating an influence of the matrix that was confirmed by the matrix effect study. The study of the pesticides Carbaryl and Carbendazim proved to be an important approach to further expand the field of applications of the on-chip electromembrane extraction technique. The methods described here have proven to be effective analytical strategies for assessing pesticides in en-vironmental samples. The development of the methodologies presented here further expands the possibilities for monitoring pesticides in such complex samples as environmental ones. The application of the proposed methodologies offers a possible strategy for evaluating the effects of these compounds on the environment and proposing ways to identify contaminants in differ-ent environmental compartments.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2023-10-31T18:29:15Z workflow start=Step: editstep - action:claimaction No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5) Tese - Rafael Oliveira Martins - 2023.pdf: 6648573 bytes, checksum: d4762a132bd4d42aaba930757ab68d4d (MD5)en
dc.description.provenanceStep: editstep - action:editaction Rejected by Luciana Ferreira(lucgeral@gmail.com), reason: O primeiro artigo que consta no anexo (Hollow fiber liquid-phase microextraction...) não é de acesso aberto. Como está em anexo pode-se solicitar ao aluno para retirar o artigo da tese, ou deixar a tese embargada. on 2023-11-01T13:02:58Z (GMT)en
dc.description.provenanceSubmitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2023-11-01T17:50:57Z workflow start=Step: editstep - action:claimaction No. of bitstreams: 1 Tese - Rafael Oliveira Martins - 2023.pdf: 6648573 bytes, checksum: d4762a132bd4d42aaba930757ab68d4d (MD5)en
dc.description.provenanceStep: editstep - action:editaction Approved for entry into archive by Luciana Ferreira(lucgeral@gmail.com) on 2023-11-06T11:15:45Z (GMT)en
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dc.description.resumoA presença de pesticidas no meio ambiente se dá principalmente pelo uso exagerado destes compostos químicos no cenário agropecuário global. Nas últimas décadas, a busca por novas abordagens de análise e monitoramento destes compostos em tais matrizes tem sido focada na introdução de metodologias de preparo de amostras como estratégias analíticas responsá-veis pela avaliação de matrizes tão complexas. Além disso, a evolução destas metodologias de preparo de amostras ao longo das décadas, trouxe consigo a introdução de sistemas mini-aturizados, capazes de superar desafios clássicos enfrentados por metodologias de preparo de amostras convencionais. Desta forma, este estudo apresenta a avaliação de três aborda-gens miniaturizadas para a extração de pesticidas em amostras ambientais. O capítulo II apre-senta o desenvolvimento e aplicação da técnica de extração por fibra oca (do inglês, Hollow Fiber Liquid-Phase Microextraction, HF-LPME) para a avaliação de 13 pesticidas multiclasses em amostras de solo. A metodologia reportada no primeiro capítulo levou a obtenção valores de R²>0.98 para todos os pesticidas, além de limites de detecção e quantificação (LOD e LOQ, respectivamente) na faixa de mg kg-1 e valores de recuperação entre 75,2 - 118,8%. A avalia-ção da metodologia proposta pelo software AGREEprep apontou que aproximadamente 70% do método seguiu os princípios da química verde adotadas pelo software. Além disso, a com-paração com metodologias clássicas de extração de pesticidas em solo apontou o método HF-LPME como uma abordagem eficiente para o monitoramento de pesticidas em solo. O capítulo III descreve a aplicação da técnica de extração por eletromembrana (do inglês, Electromem-brane Extraction, EME) para a avaliação do mesmo conjunto de analitos em amostras de solo. Nesta segunda abordagem visou-se em especial a comparação entre o método proposto e o aplicado no capítulo II, com relação a frequência analítica, aspectos verdes, e desempenho analítico de ambos os métodos. Diferenças foram observadas com relação aos aspectos ana-líticos onde a técnica de EME apresentou maiores valores de LOD (76,1 - 171,4 μg kg-1) e LOQ (270,7 - 516,1 μg kg-1) que a técnica de HF-LPME (66,1 - 198,1 μg kg-1) e (92,7 - v 331,2 μg kg-1), respectivamente. Apesar disso, valores mais próximos a 100% foram obtidos pela técnica de EME. Uma maior frequência analítica foi obtida pela técnica de EME (4 extrações/h) em relação a HF-LPME (2 extrações/h). Com relação aos aspectos da química verde, devido a utilização de energia externa, a metodologia proposta por EME apresentou um consumo de energia considerável. Finalmente, o capítulo IV apresentou um estudo detalhado da influência dos parâmetros envolvidos na técnica de extração por eletromembrana em chip dos pesticidas Carbaril e Carbendazim em amostras de água de rio. Este capítulo focou em dois aspectos principais, (I) a otimização do dispositivo visando diminuir o efeito de vazamentos durante a extração, visto que é uma desvantagem do sistema convencional e (II) avaliar as diferenças na extração de compostos ionizáveis e neutros pelo sistema de extração por eletromembrana em chip. A otimização do dispositivo apresentou o material de selamento OSTE como abordagem para evitar vazamentos, sendo possível a utilização de fluxos de 300 μl min-1 sem a observação de vazamentos. A avaliação dos parâmetros envolvidos na técnica mostrou a dependência das características físico-químicas dos pesticidas com o sistema proposto, revelando a extração dos pesticidas em suas formas carregadas e neutras. A avaliação analítica do método mostrou valores de LOD e LOQ 158,4 a 256,2 μg L-1 e 528,1 a 854,1 μg L-1, respectivamente e valores de recuperação variando de 26,3 53,8% indicando uma influência da matriz que foi constatada pelo estudo do efeito matriz. O estudo dos pesticidas Carbaril e Carbendazim se mostrou uma abordagem importante para abranger ainda mais o campo de aplicações da técnica de extração por eletromembrana em chip. Os métodos aqui relatados se mostraram estratégias analíticas eficazes na avaliação de pesticidas em amostras ambientais. O desenvolvimento das metodologias aqui apresentadas abrange ainda mais as possibilidades de monitoramento de pesticidas em amostras tão complexas como amostras ambientais. A aplicação das metodologias propostas se apresenta uma possível estratégia para avaliar os efeitos destes compostos no meio ambiente, além de propor vias de identificação de contaminantes em diferentes compartimentos ambientais.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationMARTINS, R. O. Desenvolvimento de metodologias miniaturizadas de preparo de amostras para a avaliação de pesticidas multiclasses em amostras ambientais. 2023. 211 f. Tese (Doutorado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2023.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13119
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentInstituto de Química - IQ (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Química (IQ)
dc.subjectTécnicas de microextraçãopor
dc.subjectAnálises ambientaispor
dc.subjectExtração em fibra ocapor
dc.subjectExtração por eletromembranapor
dc.subjectCromatografiapor
dc.subjectMicroextraction techniqueseng
dc.subjectEnvironmental analysiseng
dc.subjectHollow fiber extractioneng
dc.subjectElectromembrane extractioneng
dc.subjectChromatographyeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.titleDesenvolvimento de metodologias miniaturizadas de preparo de amostras para a avaliação de pesticidas multiclasses em amostras ambientais
dc.title.alternativeDevelopment of miniaturized sample preparation methods for multiclass pesticide evaluation in environmental sampleseng
dc.typeTese

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