Fenantreno remanescente para a avaliação de biodisponibilidade de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em solos

Abstract

Os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) são contaminantes gerados pela combustão incompleta da matéria orgânica. Existe uma grande preocupação com relação aos seus efeitos sobre o meio ambiente e à saúde humana. A biodisponibilidade dos PAHs tem conseqüências significativas para o ambiente e para os seres humanos, uma vez que esses compostos afetam os ecossistemas e, em especial, a cadeia alimentar. A determinação precisa dos efeitos dos contaminantes sobre espécies individuais, populações, comunidades e ecossistemas é limitada pelas incertezas na quantificação da exposição dos receptores. Até o momento, não existe uma estratégia uniforme para se avaliar a biodisponibilidade de contaminantes para os organismos do solo, apesar do desenvolvimento de inúmeras abordagens, conceitos e métodos. Nesse trabalho foram selecionados seis solos de várias regiões do Estado de Minas Gerais, com diferentes características químicas e físicas. Os solos foram usados para estudar: a) a extração de fenantreno dos solos, 5 e 120 dias após a contaminação, por três extratores (HPCD, TENAX-TA e ÁGUA), definindo-se a relação entre o fenantreno adicionado e o extraído pelos extratores, nos tempos de contato; b) a influência de características do solo na extratibilidade do fenantreno pelos extratores; c) o efeito do fenantreno sobre indicadores biológicos nos solos, nos dois tempos de contato e definição da primeira dose causadora de efeito detectável sobre os organismos; d) curvas de sorção de fenantreno pelos 6 solos, em solução de HPCD; e) desenvolvimento da metodologia de determinação do fenantreno sobrenadante, após o contato do solo com solução de fenantreno em HPCD, pela correlação das concentrações de fenantreno recuperadas nos ensaios de sorção com as características físico-químicas dos solos. A concentração de fenantreno na solução de HPCD que apresentou maior correlação com as características do solo foi, então, relacionada com o fenantreno extraído pelos três métodos de extração e com as doses de respostas biológicas obtidas com os solos contaminados com fenantreno por 5 e 120 dias. Como resultado, foi proposta uma nova metodologia de avaliação da capacidade de retenção de fenantreno por diferentes tipos de solo, denominada de Fenantreno-remanescente. Os efeitos das variações de características de solo sobre a eficiência de extração pelo método proposto e sobre a biodisponibilidade do contaminante foram eliminados, tornando o método aplicável a uma variedade de tipos de solos ou de resíduos sólidos.

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are contaminants generated by incomplete combustion of organic matter. There is great concern regarding their effects on the environment and human health. The bioavailability of PAHs has significant consequences for human beings, since these compounds affect ecosystems and, in particular, the food chain. Precise determination of the effects of contaminants on individual species, populations, communities and ecosystems is limited by uncertainties in the quantification of exposure of receptors. To date, there is not a uniform strategy for assessing the bioavailability of contaminants to soil organisms, despite the development of several approaches, concepts and methods. In this work we selected six soils from various regions of the Minas Gerais state, Brazil, with different chemical and physical characteristics. The soils were used to study: a) the extraction of phenanthrene from the soils after 5 and 120 of contamination time using three extractors (HPCD, TENAX-TA, and WATER), defining the relationship between added and extracted phenanthrene, in each contact time; b) the influence of soil characteristics on the extractability of phenanthrene by the extractors; c) the phenanthrene effect on soil biological indicators in both contact times, defining the first phenanthrene concentration that caused effect on the organisms; d) phenanthrene sorption curves in the 6 soils, in HPCD solution; e) the development of methodology to determine the phenanthrene supernatant, after soil contact with phenanthrene in HPCD solution, correlating the phenanthrene concentrations recovered in sorption tests with the characteristics of the soils. The concentration of phenanthrene in the HPCD solution that showed the highest correlation with soil characteristics was then correlated with the phenanthrene extracted by the 3 extraction methods and concentration of biological responses obtained with soils contaminated with phenanthrene for 5 and 120 days. As a result, we proposed a new methodology to assess the retention capacity of phenanthrene by different types of soil, named Remaining- Phenanthrene. According to this methodology, the effects of soil properties on the extraction efficiency of the method proposed and on the bioavailability of the contaminant were eliminated, making the method applicable to a variety of soils or solid wastes.