Desenvolvimento de método para determinação de sulfeto em amostras de água por eletroforese capilar de zona

Abstract

A quantidade de sulfeto presente em rios, riachos, lagos, mares, e qualquer corpo d’água deve ser monitorada, para evitar problemas à saúde e bem-estar da comunidade em torno destes corpos d’água, bem como para manter o equilíbrio do ecossistema marinho. O sulfeto é um contaminante potencialmente perigoso, com limites máximos permitidos em águas a depender da classificação de cada corpo d’água, regulado pelo CONAMA. Para preservação do ecossistema aquático e prevenção da saúde de comunidades ribeirinhas, por exemplo, é de suma importância o desenvolvimento de métodos analíticos capazes de determinar a concentração de sulfeto em amostras de água. Uma técnica analítica com potencial para ser empregada no desenvolvimento de tal método é a Eletroforese Capilar de Zona (CZE). Essa técnica se destaca pela sua consonância com a química verde, devido ao uso de pequenas quantidades de reagentes e amostras, e consequentemente uma baixa geração de resíduos. Outro destaque da técnica é a possibilidade de desenvolvimento de métodos com frequência analítica elevada e detectabilidade adequada para diversas aplicações. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver um método para determinação de sulfeto por CZE em amostras de água explorando o potencial de pré-concentração on-line do modo Large Volume Sample Stacking. O software PeakMaster® foi usado nas otimizações das condições experimentais e permitiu selecionar os componentes do eletrólito de corrida ideal para o método. Todas as separações eletroforéticas foram conduzidas empregando capilares de sílica fundida modificados com sal de quitosana quaternizada e instrumento de CZE com detector de arranjo de diodos. Dentre as estratégias avaliadas, a condição experimental final obtida envolveu um capilar de 48,5 cm de comprimento total, detecção direta em 230 nm, voltagem de -25 kV, injeção hidrodinâmica de 100 mbar por 70 s e eletrólito de corrida composto por ácido fórmico 35 mmol L-1 e 2-amino-2-(hidroximetil)-1,3-propanodiol (TRIS) 50 mmol L-1 (pH final de 7,8). Os eletroferogramas experimentais foram semelhantes aos simulados, indicando que o software PeakMaster® representou uma importante ferramenta na otimização do método e previsão experimental. As separações ocorreram em um tempo de menos de 5 minutos. Na validação do método notou-se que houve efeito de matriz e atingiu-se um LQ de 0,002 mg L-1. O método proposto não necessitou de qualquer preparo prévio da amostra e atendeu aos limites mais baixos do CONAMA para amostras de água, servindo como método alternativo para monitoramento de sulfeto em amostras ambientais.

The concentration of sulfide present in rivers, streams, lakes, seas, and any body of water should be monitored to prevent health problems and ensure the well-being of the communities around these water bodies, as well as to maintain the balance of the marine ecosystem. Sulfide is a potentially hazardous contaminant, with maximum permissible limits in water depending on the classification of each water body, and regulated by CONAMA. For the preservation of the aquatic ecosystem and the health of riverside communities, for example, developing analytical methods capable of determining the concentration of sulfide in water samples is of paramount importance. An analytical technique with the potential to be employed in the development of such methods is Capillary Zone Electrophoresis (CZE). This technique stands out for its compliance with green chemistry, due to the use of small amounts of reagents and samples, and consequently low waste generation. Another highlight of the technique is the possibility of developing methods with high analytical frequency and adequate detectability for various applications. Thus, the aim of the present study was to develop a method for sulfide determination by CZE in water samples, exploring the potential of online pre-concentration using the Large Volume Sample Stacking mode. The PeakMaster® software was used to optimize the experimental conditions and allowed the selection of the components of the ideal background electrolyte for the method. All electrophoretic separations were conducted using fused silica capillaries modified with quaternized chitosan salt and a CZE instrument with a diode array detector. Among the evaluated strategies, the final experimental conditions involved a capillary of 48.5 cm total length, direct detection at 230 nm, voltage of -25 kV, hydrodynamic injection of 100 mbar for 70 s, and background electrolyte composed of 35 mmol L-1 formic acid and 50 mmol L-1 2-amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol (TRIS) (pH 7.8). The experimental electropherograms were similar to the simulated ones, indicating that the PeakMaster® software was an important tool in the method optimization and experimental predictions. The separations occurred in less than 5 minutes. In the method validation, matrix effect was observed, and a LQ of 0.002 mg L-1 was achieved. The proposed method did not require any previous sample preparation and met the lowest CONAMA limits for water samples, serving as an alternative method for monitoring sulfide in environmental samples.