Os compostos orgânicos voláteis são compostos que se caracterizam por possuírem alta pressão de vapor sob condições normais e que se transformam em gás ao entrar em contato diretamente com a atmosfera. Por isso, esses compostos podem ser encontrados na água e são analisados a partir da técnica de cromatografia gasosa.

Normalmente, eles são gerados através de derivados do petróleo e gasolina, plásticos, tintas, solventes, produtos de limpeza, corantes, entre outros. Também são encontrados nos agentes desinfetantes para controlar contaminantes microbianos na água potável.

Sendo assim, é importante analisar a presença dos compostos voláteis na técnica de cromatografia gasosa e verificar como isso impacta na qualidade da água!

O que é a técnica de cromatografia gasosa?

“O uso de água na técnica cromatográfica gasosa é bem limitada, mas ainda assim ela é necessária para a preparação da amostra.”

A técnica de cromatografia gasosa é uma das técnicas analíticas mais sensíveis na indústria. Utiliza-se na separação e determinação de variados compostos, tendo assim, aplicação nos setores de ciência ambiental, forense, petroquímica, cosmética, alimentos, entre outras.

Nessa separação e determinação de variados compostos, ela lida com os componentes de mistura dos compostos orgânicos voláteis ou semivoláteis (VOCs). E como funciona? Bem, ela apresenta a fase móvel e a fase estacionária.

A princípio, a fase móvel é composta por um gás inerte, que apresenta os compostos a serem analisados. Sendo assim, a interação com a fase estacionária ocorre dentro da coluna, onde as amostras são volatilizadas e separadas.

Saiba mais também sobre a Cromatografia Gasosa!

Onde entra a espectrometria de massas?

Aí que surge a análise de GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry), pois a técnica se torna mais poderosa quando combinada com a espectrometria de massas, que é utilizada como um detector.

A Espectrometria de Massas é uma técnica que permite caracterizar, quantificar e elucidar compostos químicos a partir do estudo da razão massa/carga e abundância relativa dos íons formados no processo de ionização, sejam eles fragmentados ou intactos. Ressaltando que a amostra deve estar na fase gasosa para facilitar esse processo de ionização.

Dessa forma, os componentes individuais da mistura gasosa são rapidamente caracterizados e identificados. Portanto, você perde menos tempo na análise em laboratório e tem resultados mais precisos.

Quais são as preocupações com a saúde sobre os compostos orgânicos voláteis?

Uma coisa importante na análise de compostos orgânicos voláteis através do equipamento de cromatografia gasosa é o risco desses compostos. Voltando lá atrás, os compostos voláteis também são produtos dos agentes desinfetantes.

Eles reagem com a matéria orgânica natural na fonte de água, produzindo os compostos voláteis trihalometanos (THMs).

Por isso, podem atingir o lençol freático, migrar para o subsolo em poços próximos e atingir o abastecimento de água potável. Dessa forma, o equipamento de cromatografia gasosa identifica a presença dessas substâncias químicas que são prejudiciais à saúde humana.

Quais são os efeitos dos compostos orgânicos voláteis?

Os efeitos tóxicos dos VOCs variam de forma considerável conforme o seu nível. Alguns podem ser prejudiciais ao sistema nervoso central, rins e fígado e causar irritação na pele e na membrana mucosa, se inalados. Por esse motivo que as agências reguladoras no mundo, inclusive no Brasil, impuseram níveis máximos de contaminantes para VOCs na água potável. É papel da análise de compostos orgânicos voláteis identificar o nível.

Métodos analíticos para a análise de compostos orgânicos voláteis em água: quais são os mais comuns?

Com o passar do tempo, e o reconhecimento do risco dos VOCs, diversos métodos analíticos foram desenvolvidos para identificar e medir eles. Os métodos são aplicados em águas subterrâneas e superficiais, residuais e potáveis.

E qual é o mais utilizado atualmente? Na análise de compostos orgânicos voláteis, é a concentração de amostra de purga e armadilha (Purge-and-Trap ou P&T). Ela é combinada com o equipamento de cromatografia gasosa e a espectrometria de massas.

Feito dessa maneira, a P&T é capaz de separar e concentrar a maioria dos VOCs em amostras de água. Combinada com a cromatografia gasosa e a espectrometria de massas, os níveis sub-ppb (parte por bilhão) no preparo de amostras podem ser medidos.

Então, você também gostaria de saber mais sobre A Importância da Qualidade da Água em Análises de HPLC e LC-MS? Clique aqui para ler o nosso artigo sobre o assunto!

Qual é a necessidade da purificação de água para a análise de compostos orgânicos voláteis por P&T GC-MS?

A purificação da água é necessária para evitar a contaminação de fundo e, consequentemente, promover maior exatidão e precisão na medição dos níveis de VOCs. E como obter a água ultrapura, que é a mais indicada?

Através da combinação de várias tecnologias de purificação, que retiram praticamente todas as impurezas da água. Dessa forma, você obtém a água ultrapura, que é livre de quaisquer compostos que possam interferir na análise de VOCs.

Para a obtenção de água ultrapura adequada para a análise de VOCs, um sistema de ultrapurificação de água combina diferentes tecnologias em série para a remoção eficiente de uma vasta gama de contaminantes a níveis ideais para a mínima interferência no resultado. Abaixo temos as tecnologias empregadas no sistema Milli-Q IQ 7003/05/10/15, capaz de produzir água ultrapura ideal para análise de VOC a partir de água potável:

— Pré-tratamento: Remove cloro, particulados de maior tamanho e reduz a dureza da água;

— Osmose Reversa: Remove cerca de 95% de uma grande variedade de contaminantes;

— Eletrodeionização: De forma contínua e sem necessidade de regeneração, reduz eficientemente a condutividade removendo grande parte dos íons orgânicos e inorgânicos;

— Radiação UV 172/265 nm: Responsável pela inativação de microrganismos e foto oxidação das moléculas orgânicas da água;

— Polimento com troca iônica e carvão ativado: Reduz a quantidade de íons da água a níveis de traço, elevando a resistividade ao seu valor máximo de 18.2 MΩ.cm a 25°C;

— Filtro final do ponto de uso: Última etapa de purificação, responsável por dar o tratamento final para água de acordo com a sua aplicação.

Você conhece o Milli-Q VOC-Pak®?

É um filtro final projetado para a produção de água ultrapura adequada para a análise de compostos orgânicos voláteis (VOCs) na água por GC e GC-MS. Por isso, a unidade VOC-Pak® é um dispositivo produzido de material de carbono ativado desenvolvido especificamente para uma remoção eficiente de VOCs. Dessa forma, o filtro de polimento VOC-Pak® fornece uma solução eficiente para cientistas que precisam de uma água ultrapura livre de compostos orgânicos voláteis para seu trabalho no laboratório.

Conclusão

Em síntese, a purificação da água se torna essencial e necessária na cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas. Sendo assim, a água mais pura só pode ser obtida através da combinação de diferentes purificadores de água.

Por isso, você não pode realizar a análise de Cromatografia Gasosa acoplada com à Espectrometria de Massas de forma isolada, sem se preocupar com o preparo de amostra e as características do analito. Por isso, antes de qualquer etapa, realize a purificação da água!