Publicação

Desenvolvimento de estratégias analíticas para caraterização de VOCs emitidos por espécies florestais nacionais

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Na atualidade, as alterações climáticas continuam a aumentar a incidência de ondas de calor e períodos de seca, contribuindo para o resultado de incêndios florestais extremos. No sentido de melhor compreender a influência dos compostos orgânicos voláteis (VOCs) no comportamento extremo de incêndios florestais, torna-se essencial o desenvolvimento de novas metodologias de análise com elevada sensibilidade que facilitem a monitorização deste tipo de compostos. O presente trabalho consistiu no desenvolvimento, otimização e validação de duas metodologias para a monitorização de VOCs emitidos pelas folhas de E. globulus Labill., P. pinaster Aiton, Q. robur L. e Q. suber L. amostradas na serra de Sintra. Começou por se efetuar a extração dos óleos essenciais das folhas destas espécies por hidrodestilação seguida da análise por cromatografia em fase gasosa acoplada a espetrometria de massa (GC-MS) e cromatografia em fase gasosa bidimensional abrangente acoplada a espetrometria de massa de tempo de voo (GC×GC ToFMS) para a caraterização da composição terpénica. Seguidamente, efetuaram-se diversos estudos in-vitro por microextração em fase sólida, no modo de espaço de cabeça e dessorção térmica (HS-SPME-TD) e, on-site, por microextração adsortiva em barra, no modo de espaço de cabeça, com microdessorção líquida (HS-BAμE-μLD), seguidas de análise por GC-MS. Recorrendo a 5 padrões monoterpénicos (α-pineno, β-pineno, mirceno, limoneno e 1,8-cineol), otimizaram-se as condições experimentais por HS-SPME-TD/GC-MS (microextração: PDMS/DVB, 30 min, 30 °C; dessorção: 5 min, 250 °C) e por HS-BAμE-μLD/GC-MS (microextração: R, 3 h, 30 °C; retroextração: 100 μL, n-C6, 60 min sob tratamento ultrassónico), tendo-se obtido em ambas limites de deteção compreendidos entre 1 e 25 ng. As curvas de calibração obtidas por ambas as metodologias, nas gamas lineares compreendidas entre 0,020 e 0,700 μg (HS-SPME-TD/GC-MS) e, entre 0,1 e 0,5 μg (HS-BAμE-μLD/GC-MS), apresentaram boas linearidades (r 2 ≥ 0,9966). Posteriormente, ambas as metodologias desenvolvidas foram aplicadas ao estudo de um total de 528 amostras reais. Na metodologia por HS-SPME-TD/GC-MS foi possível determinar os cinco monoterpenóides maioritários (α-pineno, β-pineno, mirceno, limoneno e 1,8-cineol) nas amostras de E. globulus Labill. (10,2 ± 1,3 a 7828,0 ± 40,0 μg g -1 ), e quatro compostos (α-pineno, β-pineno, mirceno e limoneno) nas amostras de folhas de P. pinaster Aiton (9,2 ± 1,4 e 3503,8 ± 396,3 μg g -1 ). Verificou-se ainda que as concentrações máximas dos VOCs emitidas pelas copas das árvores (0,01 – 1,26 g m-3 ) a 30 °C não ultrapassam os limites inferiores de inflamabilidade (38,2 g m-3 ≤ LFL ≤ 38,8 g m-3 ). O estudo preliminar da variação da concentração média emitida de 1,8-cineol pela copa do E. globulus Labill. sugere que o LFL deste monoterpenóide pode ser facilmente ultrapassado a 138 °C e, nestas condições, atuar como combustível aquando da propagação dos incêndios. Foi igualmente verificado que as cargas de voláteis emitidas pelas folhas destas duas espécies são muito superiores, face às das outras duas, podendo contribuir mais significativamente para a acumulação de VOCs na atmosfera. Através da metodologia HS-BAμE-μLD/GC-MS foi ainda possível detetar, no ar adjacente às espécies de E. globulus Labill. e P. pinaster Aiton, a presença de α-pineno, β-pineno, limoneno e 1,8-cineol (0,106 ± 0,023 a 0,311 ± 0,008 μg) e de α-pineno (0,102 ± 0,002 a 0,129 ± 0,002 μg), respetivamente, mostrando ser uma alternativa promissora para monitorização de VOCs em ambiente florestal, face à elevada simplicidade, fácil manipulação e baixo custo demonstrado.
Autores principais:	Pestana, Oriana Carolina Gonçalves
Assunto:	Compostos orgânicos voláteis (VOCs) Microextração em fase sólida (SPME) Microextração adsortiva em barra (BAμE) Óleos essenciais Cromatografia em fase gasosa acoplada a espetrometria de massa (GC-MS) Teses de mestrado - 2022
Ano:	2022
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	Na atualidade, as alterações climáticas continuam a aumentar a incidência de ondas de calor e períodos de seca, contribuindo para o resultado de incêndios florestais extremos. No sentido de melhor compreender a influência dos compostos orgânicos voláteis (VOCs) no comportamento extremo de incêndios florestais, torna-se essencial o desenvolvimento de novas metodologias de análise com elevada sensibilidade que facilitem a monitorização deste tipo de compostos. O presente trabalho consistiu no desenvolvimento, otimização e validação de duas metodologias para a monitorização de VOCs emitidos pelas folhas de E. globulus Labill., P. pinaster Aiton, Q. robur L. e Q. suber L. amostradas na serra de Sintra. Começou por se efetuar a extração dos óleos essenciais das folhas destas espécies por hidrodestilação seguida da análise por cromatografia em fase gasosa acoplada a espetrometria de massa (GC-MS) e cromatografia em fase gasosa bidimensional abrangente acoplada a espetrometria de massa de tempo de voo (GC×GC ToFMS) para a caraterização da composição terpénica. Seguidamente, efetuaram-se diversos estudos in-vitro por microextração em fase sólida, no modo de espaço de cabeça e dessorção térmica (HS-SPME-TD) e, on-site, por microextração adsortiva em barra, no modo de espaço de cabeça, com microdessorção líquida (HS-BAμE-μLD), seguidas de análise por GC-MS. Recorrendo a 5 padrões monoterpénicos (α-pineno, β-pineno, mirceno, limoneno e 1,8-cineol), otimizaram-se as condições experimentais por HS-SPME-TD/GC-MS (microextração: PDMS/DVB, 30 min, 30 °C; dessorção: 5 min, 250 °C) e por HS-BAμE-μLD/GC-MS (microextração: R, 3 h, 30 °C; retroextração: 100 μL, n-C6, 60 min sob tratamento ultrassónico), tendo-se obtido em ambas limites de deteção compreendidos entre 1 e 25 ng. As curvas de calibração obtidas por ambas as metodologias, nas gamas lineares compreendidas entre 0,020 e 0,700 μg (HS-SPME-TD/GC-MS) e, entre 0,1 e 0,5 μg (HS-BAμE-μLD/GC-MS), apresentaram boas linearidades (r 2 ≥ 0,9966). Posteriormente, ambas as metodologias desenvolvidas foram aplicadas ao estudo de um total de 528 amostras reais. Na metodologia por HS-SPME-TD/GC-MS foi possível determinar os cinco monoterpenóides maioritários (α-pineno, β-pineno, mirceno, limoneno e 1,8-cineol) nas amostras de E. globulus Labill. (10,2 ± 1,3 a 7828,0 ± 40,0 μg g -1 ), e quatro compostos (α-pineno, β-pineno, mirceno e limoneno) nas amostras de folhas de P. pinaster Aiton (9,2 ± 1,4 e 3503,8 ± 396,3 μg g -1 ). Verificou-se ainda que as concentrações máximas dos VOCs emitidas pelas copas das árvores (0,01 – 1,26 g m-3 ) a 30 °C não ultrapassam os limites inferiores de inflamabilidade (38,2 g m-3 ≤ LFL ≤ 38,8 g m-3 ). O estudo preliminar da variação da concentração média emitida de 1,8-cineol pela copa do E. globulus Labill. sugere que o LFL deste monoterpenóide pode ser facilmente ultrapassado a 138 °C e, nestas condições, atuar como combustível aquando da propagação dos incêndios. Foi igualmente verificado que as cargas de voláteis emitidas pelas folhas destas duas espécies são muito superiores, face às das outras duas, podendo contribuir mais significativamente para a acumulação de VOCs na atmosfera. Através da metodologia HS-BAμE-μLD/GC-MS foi ainda possível detetar, no ar adjacente às espécies de E. globulus Labill. e P. pinaster Aiton, a presença de α-pineno, β-pineno, limoneno e 1,8-cineol (0,106 ± 0,023 a 0,311 ± 0,008 μg) e de α-pineno (0,102 ± 0,002 a 0,129 ± 0,002 μg), respetivamente, mostrando ser uma alternativa promissora para monitorização de VOCs em ambiente florestal, face à elevada simplicidade, fácil manipulação e baixo custo demonstrado.