Dissertação
Avaliação da alteração molecular na composição química de petróleo nos estágios iniciais de contato com ambientes terrestres
Evaluation of the changes in the molecular composition of crude oil in the initial stages of contact with terrestrial environments
Registro en:
CASTIBLANCO, Julián Eduardo Ballén. Avaliação da alteração molecular na composição química de petróleo nos estágios iniciais de contato com ambientes terrestres. 2019. 102 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2019.
Autor
Castiblanco, Julián Eduardo Ballén
Institución
Resumen
Contamination of terrestrial environments by oil spills is a recurrent fact in the
world, which creates biological risks to human´s and ecosystem´s health. The
studies about oil spill aim to evaluate the toxicity and changes in the chemical
composition of soils and waters, in a field of potential interest to the scientific
community. In this context, the present work evaluated the changes in the
chemical composition of crude oil fractions after the simulation of a spill in soil
and sand, with emphasis on an immediate temporal investigation. Were used
samples of medium and heavy oils from the Sergipe-Alagoas basin, soil from
the rural area of São Cristóvão-SE and sand from Atalaia´s beach in Aracaju-
SE. The simulations were performed with a 40:1 (m/m) mixture of terrestrial:oil
with direct influence of a 60 W lamp with cycles of 12 hours per day. The
aliquots of soil and sand were taken from the system at times of 1, 12, 24, 48
and 72 h, then were extracted with n-hexane/dichloromethane/methanol (7:2:1)
and submitted to SARA fractionation in micro column and GC-FID analysis.
SARA gravimetric data showed that the saturated fraction decreased 14.2 %
and 3.7 % for the medium oil that interacted with soil and sand respectively. On
the other hand, the saturated fraction of heavy oil decreased 16.8% and 14. 7 %
when it interacted with soil and sand respectively. It was highlighted the
evaporation process in the soil; while the GC-FID chromatographic profiles
demonstrated the disappearance from n-C12 until n-C14 compounds, besides a
decrease of more than 50% in n-C15 and n-C16 n-alkanes. The absolute
aromatic and resins fractions remained constant during the exposure time (1 h
to 72 h) for both environments and oils. Analysis of resins fraction performed by
Orbitrap-MS, have shown changes in the mass spectra profile during the soil
exposure process, with N1, O1,ad O3 species showing the greatest changes in
the relative intensity in ESI(+) mode, O2, N1, O3 and O1 for ESI(-). Changes in
polar oil compounds will depend on the extent of the time they interact with soil
and sand, taking into account aspects such as the nature of the soil and
components in it as the organic matter. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A contaminação de ambientes terrestres por derrames de petróleo é um fato
recorrente no mundo, que cria riscos biológicos para a saúde dos seres
humanos e dos ecossistemas. Os estudos sobre derrames de petróleo visam
avaliar a toxicidade e mudanças na composição química de solos e águas, em
um campo de potencial interesse para a comunidade científica. Neste contexto,
o presente trabalho avaliou as mudanças na composição química das frações
de petróleo bruto após as simulações de derrames em solo e areia, com ênfase
em uma investigação temporal imediata. Foram utilizadas amostras de óleos,
mediano e pesado, da bacia de Sergipe-Alagoas, areia da praia de Aracaju-SE
e solo da área rural de São Cristóvão-SE. As simulações foram realizadas com
misturas 40:1 (m/m) de ambiente terrestre:óleo com incidência direta de uma
lâmpada de 60 W operando em ciclos de 12 horas por dia. As amostragens do
solo e areia foram realizadas com 1, 12, 24, 48 e 72 horas. As amostras foram
extraídas com n-hexano/diclorometano/metanol (7:2:1) e submetidas ao
fracionamento SARA em microcoluna, acompanhada de análises por GC-FID.
A classificação SARA mostraram que a fração de saturados diminui 14,2 % e
3,7 % para o óleo mediano que interagiu com solo e areia respectivamente. A
fração de saturados do óleo pesado diminui 16,8 % e 14,7 % quando interagiu
com solo e areia respectivamente. Foi destacado o processo de evaporação no
solo, enquanto os perfis cromatográficos demonstraram o desaparecimento dos
compostos desde n-C12 até n-C14, além da diminuição de mais de 50 % nos nalcanos
n-C15 e n-C16. A fração absoluta de aromáticos e as resinas
permaneceram constantes durante o tempo de exposição (1 a 72 h) para os
dois ambientes e os dois óleos estudados. A análise das frações de resinas
realizadas por Orbitrap-MS mostraram que o perfil dos espectros de massas
mudam ao longo do processo de exposição ao solo e areia, sendo as espécies
N1, O1, e O3 as que apresentaram maior mudanças na abundância relativa no
modo ESI(+), e as espécies O2, N1, O3 e O1 no ESI(-). As mudanças nos
compostos polares do petróleo, apresentaram relação com a medida do tempo
que interagirem com o solo e a areia, tendo relevância alguns aspectos, como
a natureza do solo e os componentes presentes nele, como a matéria orgânica. São Cristóvão, SE