Trapeamento de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos provenientes de emissões de veículos de carga utilizando dispositivo de extração in-tube e análise por cromatorafia gasosa

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dc.contributor.advisorRezende, Patrícia Sueli de
dc.contributor.advisor-coSouza, Patterson Patrício de
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/1188190487447673
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9451950811333244
dc.contributor.authorMenezes, Henrique Giácomo Pereira
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9265172720270273
dc.contributor.refereeRezende, Patrícia Sueli de
dc.contributor.refereeSouza, Patterson Patrício de
dc.contributor.refereeOkuma, Adriana Akemi
dc.contributor.refereeGarcia, Cleverson Fernando
dc.contributor.refereeRocha, Janice Cardoso Pereira
dc.date.accessioned2025-04-28T20:26:25Z
dc.date.available2025-04-28T20:26:25Z
dc.date.issued2022-10-06
dc.description.abstractA alta demanda na entrega de suprimentos domésticos e industriais provocou um aumento expressivo na quantidade de veículos de carga em trânsito no Brasil, tendo o modal rodoviário como o principal no transporte de mercadorias e insumos no território nacional. Estes veículos, por utilizarem majoritariamente o óleo diesel como combustível, são responsáveis por uma emissão significativa de compostos orgânicos voláteis (COVs) para a atmosfera, em especial uma classe denominada de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), conhecidos por seu elevado caráter carcinogênico. A fim de detectar e quantificar os HPAs provenientes das emissões veiculares desta classe, utilizou-se uma mistura padrão de substâncias químicas de referência (SQR) de 15 HPAs (de um a seis anéis aromáticos) e desenvolveu-se um método analítico empregando cromatografia gasosa acoplada ao detector de ionização por descarga de barreira dielétrica (GC/BID), utilizando o dispositivo de extração in tube revestido por fase polimérica de polidimetilsiloxano (PDMS) IT-FEx. Os dispositivos confeccionados foram submetidos a caracterizações físico-químicas empregando Análise Termogravimétrica (TG) e Espectroscopia de Absorção na região do Infravermelho (IR). A espessura do filme polimérico foi avaliada por miscroscopia eletrônica com câmera digital (ampliação de 10x), resultando em aproximadamente 29 µm. Avaliou-se a interação dos HPAs com a fase polimérica do IT-FEx, tanto em meio aquoso (cinética de equilíbrio) quanto em meio gasoso (fase dinâmica), sendo o tempo de equilíbrio (aquoso) igual a 25 min e a amostragem dinâmica (gasosa) igual a 30 s. Observou-se uma melhor interação entre os HPAs de tamanho médio com o PDMS (quatro anéis aromáticos) em relação aos menores (um a três anéis) e maiores (cinco a seis anéis), em ambas as fases (aquosa e gasosa). Avaliaram-se as emissões de dois veículos de carga movidos a diesel (2006 - P5 e 2012 - P7), utilizando o IT-FEx acoplado a um amostrador veicular (trapeamento dos COVs pelo filme de PDMS) e, analisando-as por GC/BID e GCxGC/FID, o que possibilitou observar a diferença no perfil poluidor proveniente de cada emissão (principalmente pela visualização em 3D dos cromatogramas referentes às análise no GCxGC/FID), tendo o veículo de 2006 apresentado maior quantidade de COVs detectados em relação ao de 2012. Detectou-se, ainda, a presença de HPAs para ambos (de acordo com seus respectivos tempos de retenção em comparação aos obtidos pela solução padrão de HPAs), sendo o fenantreno, fluoranteno, benzo[a]antraceno e criseno para o de 2006, e o benzo[a]antraceno, criseno, benzo[b]fluoranteno e benzo[k]fluoranteno para o de 2012.
dc.description.abstractotherThe high demand in the delivery of domestic and industrial supplies has caused a significant increase in the amount of cargo vehicles in transit in Brazil, with the road modal as the main one in the transportation of goods and supplies in the national territory. These vehicles, for using mostly diesel oil as fuel, are responsible for a significant emission of volatile organic compounds (VOCs) into the atmosphere, especially a class called polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), known for their high carcinogenicity. In order to detect and quantify the PAHs from vehicle emissions of this class, we used a standard reference chemical mixture (SQR) of 15 PAHs (from one to six aromatic rings) and developed an analytical method for gas chromatography instrumentation coupled to a dielectric barrier discharge ionization detector (GC/BID), using the IT-FEx polydimethylsiloxane (PDMS) polymer-phase-coated in-tube extraction device. The fabricated devices were subjected to physicochemical characterizations using Thermogravimetric Analysis (TG) and Absorption Spectroscopy in the Infrared (IR) region. The thickness of the polymeric film was evaluated by electronic miscroscopy with a digital camera (10x magnification), resulting in approximately 29 µm. The interaction of the PAHs with the IT-FEx polymeric phase was evaluated, both in aqueous medium (equilibrium kinetics) and in gaseous medium (dynamic phase), being the equilibrium time (aqueous) equal to 25 min and the dynamic analysis (gaseous) equal to 30 s. A better interaction was observed between medium-sized PAHs with PDMS (four aromatic rings) compared to smaller (one to three rings) and larger ones (five to six rings), in both phases (aqueous and gaseous). Emissions from two diesel-powered heavy-duty vehicles (2006 - P5 and 2012 - P7) were evaluated using the IT-FEx coupled to a vehicular sampler (trapping of VOCs by the PDMS film) and analyzing them by GC/BID and GCxGC/FID, which made it possible to observe the difference in the pollutant profile from each emission (mainly through the 3D visualization of the chromatograms referring to the analysis in the GCxGC/FID), with the 2006 vehicle having a greater amount of VOCs detected compared to the 2012. The presence of PAHs was also detected for both (according to their respective retention times compared to those obtained by the standard PAHs solution), being phenanthrene, fluoranthene, benzo[a]anthracene and chrysene for the 2006, and benzo[a]anthracene, chrysene, benzo[b]fluoranthene, and benzo[k]fluoranthene for the 2012.
dc.description.sponsorshipA Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1306
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia de Produtos e Processos
dc.subjectHidrocarbonetos policíclicos aromáticos
dc.subjectCromatografia a gás
dc.subjectAr - Poluição
dc.subjectQuímica analítica
dc.titleTrapeamento de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos provenientes de emissões de veículos de carga utilizando dispositivo de extração in-tube e análise por cromatorafia gasosa
dc.typeDissertação

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