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Avaliação da composição química de óleos de derramamentos por espectrometria de massas de ultra alta resolução
(2025-07-03) Salata, Ana Beatriz Alves de Miranda; Santos, Jandyson Machado; Pereira, Marília Gabriela Araújo; http://lattes.cnpq.br/4388998153970406; http://lattes.cnpq.br/4137257750865101; http://lattes.cnpq.br/2519974430606408
O petróleo é uma mistura química complexa composta predominantemente por hidrocarbonetos, que contém uma fração polar constituída por compostos com heteroátomos do tipo S, N e O. O petróleo desempenha um papel vital na economia global, sendo essencial como fonte de energia e matéria-prima industrial. No entanto, eventos de derramamentos de óleos representam uma séria ameaça a ambientes marinhos e costeiros, como ocorreu no desastre do ano de 2019 na costa nordestina do Brasil. Após um derramamento, o petróleo sofre processos físicos e químicos, como espalhamento, dissolução, evaporação, fotooxidação e biodegradação. Tais processos estão associados ao intemperismo do óleo no ambiente, que podem contribuir para o agravo da contaminação, devido a formação de novos constituintes químicos nocivos. Este estudo utilizou a abordagem em petroleômica para investigar óleos derramados coletados na costa de Pernambuco entre os anos de 2019 a 2021, com o objetivo de entender as alterações químicas dos compostos polares ao longo do tempo, devido à longa exposição do óleo a ambientes terrestres e aquáticos. Foram analisadas três amostras: SO (óleo coletado no primeiro mês do derramamento de 2019), SA (coletado após 16 meses em ambiente aquático marinho) e ST (coletado após 19 meses em ambiente terrestre costeiro). As análises foram realizadas por espectrometria de massas de ultra-alta resolução (FT-ICR MS) com ionização por electrospray nos modos ESI(+) e ESI(-). Por ESI(+), foram identificadas as classes N, NO, NO2, NS, O, O2S e OS, havendo pouca variação da intensidade delas quando comparadas as amostras entre si. Por ESI(-), maiores diferenças entre as amostras foram encontradas, sendo as principais classes: N, NO, O2, O3, O4, OS, e combinações de classes oxigenadas com enxofre (OS, O2S). Para a classe N, menores intensidades foram observadas nas amostras SA e ST, sugerindo degradação dos compostos nitrogenados, quando o óleo derramado ficou exposto ao ambiente aquático marinho ou terrestre, respectivamente. Em contrapartida, as classes Ox (x = 1 - 4) possui maiores intensidades em SA e ST, indicando que o óleo derramado sofreu processos de foto-oxidação e biodegradação nos ambientes. Razões entre classes heteroatômicas também foram calculadas, que apontaram o impacto do grau de biodegradação e foto-oxidação nas amostras SA e ST, quando comparadas a amostra do óleo derramado inicialmente (SO). Assim, os dados mostraram padrões distintos de compostos polares nas amostras, evidenciando a influência do intemperismo na modificação química dos óleos ao longo do tempo e em diferentes ambientes de exposição ambiental, fornecendo informações valiosas para entender o comportamento químico de óleos derramados a nível molecular.
Avaliação temporal de biomarcadores de petróleo empregados no estudo de derrames simulados em ambientes terrestres
(2019-07-09) Nascimento, Rayane Maria do; Santos, Jandyson Machado; http://lattes.cnpq.br/4137257750865101; http://lattes.cnpq.br/0803223548753880
O petróleo é a principal fonte de energia do mundo e os desdobramentos das atividades envolvidas na sua extração, transporte e refino são passíveis de riscos de contaminações ao meio ambiente, gerando impactos ambientais. Diante disso, buscando compreender a problemática voltada aos impactos gerados por derrames de petróleo no meio ambiente, têm surgido estudos que visam avaliar as alterações que os constituintes químicos do petróleo podem sofrer frente aos derrames. Este estudo teve o objetivo de avaliar de forma temporal as alterações na composição química dos biomarcadores clássicos do petróleo, através da aplicação de um sistema de foto-oxidação em laboratório para simulação de derrames em ambientes terrestres, sendo realizadas análises químicas através do uso da cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM). As simulações de derrames foram realizadas utilizando uma mistura de óleo:solo (1:40, m/m), sendo a mistura submetida ao sistema de foto-oxidação de bancada, contendo lâmpadas que emitem na faixa de comprimento de onda da radiação solar. Numa avaliação temporal, de 0 a 72 horas, alíquotas do sistema óleo:solo foram retiradas, o óleo foi extraído e a sua fração de saturados submetida a análise por CG/EM, onde os resultados foram avaliados comparando os dados obtidos do óleo bruto antes da exposição ao sistema de foto-oxidação e após as exposições. O processamento dos cromatogramas gerados mostraram que após as primeiras horas de exposição, houve uma redução nas áreas referentes a hidrocarbonetos lineares de menor massa molecular, devido a processos de evaporação, além disso, houve alterações importantes nas razões diagnósticos de biomarcadores, tais como: Pristano e Fitano (Pr/Ft), Pr/n-C17 e Ft/n-C18, o que inicialmente sugere que as primeiras horas de exposição do óleo bruto a um derrame em ambiente terrestre já é suficiente para ocorrer as primeiras alterações químicas. Alterações relevante também foram identificadas nas razões diagnósticas envolvendo os biomarcadores das classes de terpanos e esteranos. Com isso, foi possível identificar alterações químicas em diferentes classes de biomarcadores clássicos de um óleo bruto submetido a simulações de derrames, podendo esse estudo auxiliar em trabalhos futuros que visem à avaliação de processos de remediação de ambientes terrestres que sofreram contaminação em decorrência de derrames reais.
Investigação das modificações químicas de biomarcadores de petróleo submetidos a derrames simulados em ambientes aquáticos
(2021-12-15) Oliveira, Milton Neto Nascimento de; Santos, Jandyson Machado; http://lattes.cnpq.br/4137257750865101; http://lattes.cnpq.br/4629247582941612
A cadeia do petróleo também caracteriza uma fonte de riscos ao meio ambiente. Diante disso, estudos que visam compreender as suas alterações químicas em situações de derrames estão ganhando uma maior atenção devido aos recorrentes desastres ambientais, como o ocorrido na costa litorânea do Brasil, no final do ano de 2019. A finalidade desse estudo foi a construção e aplicação de um sistema para simulação em laboratório de derrames de petróleo em ambientes aquáticos, para avaliar possíveis alterações na composição química de petróleos utilizando a técnica de cromatografia gasosa/espectrometria de massa (CG/EM) e espectroscopia no infravermelho (IV). Para as simulações, foi utilizado um sistema tipo homemade constituído com lâmpadas branca, azul e ultravioleta, referente a comprimentos de onda similares aos emitidos pela radiação solar, ao qual uma amostra de petróleo foi misturada com água do mar 1:80 (m/v), e durante o processo de simulação de derrame, alíquotas do óleo foram retiradas em diferentes tempos. As alíquotas foram analisadas por CG/EM, buscando uma análise comparativa do óleo bruto inicial (controle) e o mesmo óleo após as exposições ao derrame, onde foram avaliadas as possíveis mudanças químicas de biomarcadores de petróleo e suas razões diagnósticas. Os cromatogramas apontaram uma redução nas áreas dos picos dos n-alcanos com menor massa molecular nas primeiras horas de exposição ao derrame simulado, entretanto, não foi observada alterações significativas nas razões diagnósticas para os biomarcadores das classes dos esteranos e terpanos, mostrando serem classes que não se modificam quimicamente em um processo de derrame. Os dados por IV foram realizados na faixa espectral de 600-4000 cm-1, utilizando reflectância total atenuada (ATR). Os dados do IV mostraram bandas relacionadas a composição química majoritária do petróleo, referentes aos hidrocarbonetos alifáticos. Também foi possível identificar bandas relacionadas ao aparecimento de novos estiramentos ligados as mudanças químicas associadas ao processo de foto-oxidação ocorrido na simulação de derrames, referente a compostos oxigenados, na região de 1233 cm-1. Assim, o estudo conseguiu identificar algumas alterações na composição química do petróleo após derrames simulados em ambientes aquáticos, como também, mostrar que as consolidadas razões diagnósticas envolvendo os terpanos e esteranos não sofrem alterações, podendo em ambos os casos serem usadas em estudos de rastreamento de derrames de petróleos em ambientes e/ou como dados para remediação de ambientes impactados por derrames envolvendo a indústria do petróleo.
Isolamento de bactérias hidrocarbonoclásticas de sedimento de manguezal contaminado com petróleo
(2022-05-25) Paula, Nazareth Zimiani de; Lima, Marcos Antônio Barbosa de; http://lattes.cnpq.br/3887006042216258; http://lattes.cnpq.br/9977163727403212
Em agosto de 2019 ocorreu um derramamento de petróleo que atingiu a costa de 11 estados do Nordeste e Sudeste, afetando diversos ecossistemas costeiros principalmente estuários e manguezais, além de expor espécies costeiras já ameaçadas. Os manguezais são ecossistemas costeiros muito sensíveis a contaminação por hidrocarbonetos. Portanto, a presente proposta objetivou o isolamento e caracterização das bactérias hidrocarbonoclásticas com potencial de degradação de hidrocarbonetos em sedimento do manguezal contaminado por petróleo, do Cabo de Santo Agostinho. Para isso, amostras de sedimentos superficiais do mangue contaminado foram coletadas e submetidas aos ensaios de quantificação das bactérias heterotróficas totais, determinação das bactérias hidrocarbonoclásticas, seleção dos isolados degradadores de petróleo e derivados. Os parâmetros físico-químicos pH, temperatura, salinidade e condutividade também foram determinados no sedimento. Não foi observado variação expressiva nos parâmetros físico-químicos entre os pontos analisados. Por outro lado, obtivemos um total de 30 isolados bacterianos, 15 de bactérias heterotróficas e 15 hidrocarbonoclásticas. Bacilos Gram negativos predominaram entre as bactérias heterotróficas e hidrocarbonoclásticas. Dois isolados se destacaram no grupo das bactérias heterotróficas (isolados 1 e 4) por apresentarem maior frequência relativa, representando juntos 64% do total de isolados. Em relação aos 15 isolados de bactérias hidrocarbonoclásticas, 13 delas, foram obtidas no meio com óleo diesel como fonte de carbono. Dos 15 isolados de bactérias hidrocarbonoclásticas avaliadas, 10 exibiram potencial de degradação de óleo diesel, gasolina e querosene. O isolado 7 destacou-se por ter obtido o melhor resultado na degradação dos 3 combustíveis.