Development of electromembrane extraction for analysis of naphthenic acids in produced water by ultra-high resolution mass spectrometry

Autor: Araújo, Giovanna Lopes de
Přispěvatelé: Vaz, Boniek Gontijo, Chaves, Andréa Rodrigues, Coltro, Wendell Karlos Tomazelli, Nascentes, Clésia Cristina
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG
Universidade Federal de Goiás (UFG)
instacron:UFG
Popis: As técnicas miniaturizadas de preparo de amostra são excelentes alternativas às técnicas clássicas. Elas utilizam abordagens mais simples e diretas, reduzindo a geração de resíduos. Aplicações inovadoras dessas técnicas abrem caminho para o uso de metodologias ambientalmente corretas na química analítica e na análise de rotina. Dessa forma, o presente trabalho descreve o desenvolvimento um método utilizando a Extração por Eletromembrana (EME) para a extração de ácidos carboxílicos - chamados de Ácidos Naftênicos (ANs). Essas espécies tóxicas são encontradas na Água produzida (AP), um efluente da indústria de petróleo. Quando comparada a outras técnicas miniaturizadas, a EME leva a melhores recuperações e menores tempos de extração, devido a aplicação de um campo elétrico. Aqui a EME será explorado pela primeira vez para uma matriz como a AP. Para isso, foi realizada uma adaptação da metodologia tradicional, utilizando a membrana de hollow fiber em forma de “U”. As melhores condições extratoras da EME-UHRMS foram obtidas utilizando o 1-decanol como solvente orgânico da SLM, em pH 10, aplicando 200 V, utilizando somente 1 mL de amostra em uma extração de apenas 5 minutos. Observa-se que a taxa de extração do método de EME-UHRMS para ácidos naftênicos é bastante alta, extraindo rapidamente os compostos presentes, com pequenas preferências à moléculas com maior logP e maiores mobilidades. A performance analítica da técnica foi avaliada, obtendo curvas de calibração com R2 maiores que 0,98. Os valores de LOD e LOQ encontrados, variaram entre 0,12 a 0,20 μg mL-1 e 0,40 e 0,67 μg mL-1 respectivamente, observando uma grande influência da matriz nos dados gerados. A recuperação relativa da técnica está em 75% e 111%, valores adequados para a metodologia de EME utilizada. Por fim, aplicou-se efetivamente a EME-UHRMS na amostra de água produzida, demonstrando uma extração mais homogênea dos analitos quando comparado ao obtido pela técnica clássica de Extração Líquido-Líquido (LLE). Miniaturized techniques are better alternatives than traditional sample preparation techniques. They use simpler and more direct approaches, reducing the waste generated at the end of the process. Innovatively, these techniques can be applied to create more eco-friendly routine methodologies that contribute to analytical chemistry. This work develops a methodology using Electromembrane Extraction (EME) for the extraction of carboxylic acids, called Naphthenic Acids (NAs). These toxic species are found in Produced Water (PW), an effluent from the petroleum industry. Comparing it to other miniaturized techniques, it obtains better recoveries and shorter extraction times with EME, due to the application of the electric field. The applicability of the EME technique is explored here for the first time in a matrix such as PW. For this, an adaptation of the traditional methodology was carried out, using the hollow fiber membrane in a “U” shape. The conditions that demonstrated the best performance for EME-UHRMS was the 1-decanol as an organic solvent in SLM, pH of 10, five minutes of extraction applying 200 V, and a ratio of 1:4 of matrix and buffer. A migration analysis of some analytes through the membrane was also performed, observing relationships between the Log P and ion mobility. The analytical performance of EME-UHRMS was evaluated for three standards of NAs, obtaining calibration curves with R2> 0.98. LODs and LOQs were between 0.12 to 0.20 μg mL-1 and 0.40 and 0.67 μg mL-1, respectively, generating a huge influence on the matrix of the research data. The relative recovery of the technique is 75% and 111%, adequate values for the EME methodology used. Finally, EME-UHRMS was effectively applied in the produced water sample, demonstrating a more homogeneous extraction of the analytes when compared to the ones obtained by the classical Liquid-Liquid Extraction (LLE) technique. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Databáze: OpenAIRE
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