Determinação de marcadores orgânicos no perfil sedimentar do complexo estuarino de Paranaguá (PR) por CG-EM

Abstract

A avaliação do aporte de matéria orgânica no ambiente aquático por atividades antrópicas pode ser realizada através da identificação e quantificação de marcadores moleculares. Diversos estudos apontam à aplicação dos marcadores moleculares com esta finalidade, no entanto, poucos avaliam a variação das concentrações desses compostos ao longo do tempo, registrada nas camadas sedimentares. O presente trabalho realiza um estudo a partir de três classes de marcadores moleculares presentes em perfis sedimentares da região do Complexo Estuarino de Paranaguá (CEP) no Paraná (PR), que nos últimos anos vêm sofrendo com o crescente desenvolvimento de atividades antrópicas. Como objetivo, tem-se identificar as principais fontes de matéria orgânica e estudar o histórico destes aportes em colunas sedimentares do CEP, relacionando as taxas de sedimentação com a deposição de origem natural e antrópica. A legislação vigente para o monitoramento ambiental, no que diz respeito à contaminação por esgoto fecal, sugere a avaliação por indicadores microbiológicos, porém, indicadores químicos como os esteróides fecais são uma alternativa bastante promissora, pois estes são persistentes, sendo menos sensíveis a variações ambientais. Outros dois marcadores moleculares de aportes antrópicos ao ambiente que foram determinados neste estudo são os alquilbenzenos lineares (LABs), presente em detergentes, que indicam aportes antrópicos oriundos de esgoto doméstico e a determinação de cafeína, tendo em vista que os esteróides fecais podem ser originários de fezes de animais de sangue quente, podendo indicar outras fontes. Para o presente trabalho foram coletados 12 testemunhos de até 1 m de profundidade em maio de 2006, totalizando 12 pontos de coleta e um montante de 121 amostras. As análises foram realizadas por cromatografia em fase gasosa com detecção por espectrometria de massas (CG-EM). Os esteróides encontrados em maior concentração foram o β- sitosterol (71,4 µg g-1), estigmasterol (8,7 µg g-1), colestanol (3,6 µg g-1) e o estigmastanol (2,8 µg g-1), todos oriundos de fonte natural, indicando que a maior contribuição para o CEP é por aporte biogênico. O coprostanol, que é um esterol fecal, foi encontrado entre as concentrações de 0,001 e 4,10 µg g-1, outros dois esteróides de origem fecal também foram detectados, coprostanona e epicoprostanol, onde as maiores concentrações foram 3,6 e 0,2 µg g-1, respectivamente, sendo encontrados em regiões próximas a centros urbanos, indicando origem antrópica. As maiores concentrações para o ∑LABs também foram encontradas em regiões próximas às cidades de Antonina e Paranaguá, sendo a maior encontrada no testemunho #3 Gererês (208 ng g-1). Para o último marcador molecular analisado, a cafeína, foi encontrada a maior concentração de 18,41 ng g-1, sendo este ponto localizado longe dos centros urbanos, porém este contaminante é bastante solúvel em água podendo ser transportado na coluna d’água e percorrer grandes distâncias. Através dos compostos analisados, pode-se perceber que a intervenção antropogênica foi mais marcante nos testemunhos coletados no eixo leste-oeste do CEP, ficando registrado nas camadas sedimentares.

The input evaluation of the organic matter in aquatic environment by anthropic activity can be done by the identification and quantification of molecular markers. Many studies point the application of the molecular markers for this objective but few of them evaluate the variation of the compound concentration through a long period of time registered on the sedimentary layers. The present work elaborates a study using three molecular markers on the sedimentary profile of the Paranaguá Estuary Complex (CEP) at Paraná, which in the later years the anthropic activity has been raising. This work has as objective to identify the main sources of organic matter and to study the background of these inputs on the CEP sedimentary column relating the sedimentation rates with the natural and anthropic deposition. The valid legislation for the environmental watching, in the matter of fecal sewer contamination, suggests and evaluation by chemical indicators such as fecal steroids (ex: coprostanol), it is a very promising alternative because theses are endurable, even being less sensitive to environmental variations. The other two environmental anthropic input molecular markers which will be determined in this study are the linear alkylbenzenes (LABs), existing on detergents, which indicates anthropic inputs derived from domestic sewer and caffeine, being aware that fecal steroids can be obtained by warm blooded animal excrement, indicating other sources. For the present work, were collected 12 cores with depth down to 1 m in the date of may, 2006, summing up 12 assessing points and a quantity of 121 samples. The analyses were made by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The steroids found with higher concentration were β-sitosterol (71.4 µg g-1), stigmasterol (8.7 µg g-1), cholestanol (3.6 µg g-1) and stigmastanol (2.8 µg g-1), all of them derived from natural sources, indicating that the main CEP contribution is by biogenic input. Coprostanol, which is a fecal steroid, was found in concentrations between 0.001 e 4.10 µg g-1, other two fecal derived steroids were also detected, epicoprostanol and coprostanone, with concentration 3.6 e 0.2 µg g-1, respectively, these higher concentrations were found near urban area, indicating anthropic origin. The higher ∑LAB concentrations were also found in regions near the city of Antonina and Paranaguá, being the most found in the core #3 Gererês (208 ng g-1). The last molecular marker analyzed, the caffeine, was found in its higher concentration, 18.41 ng g-1, this point being located far off from urban centers, but this contaminant, very soluble, can be transported in water column and travel great distances. Through the analyzed compounds, can be noticed that the antropogenic intervention stood out on the collected cores of CEP east-west axis, staying registered on the sedimentary layers.