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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Juliana Gonçalves Fernandes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Lorena, 2018
Supervisor
Committee
Paiva, Teresa Cristina Brazil de (President)
Azevedo, José Paulo Soares de
Bila, Daniele Maia
Pompeo, Marcelo Luiz Martins
Title in Portuguese
Ocorrência de poluentes emergentes nos rios Piraí, Paraíba do Sul, Guandu e na água de abastecimento da Região Metropolitana do Rio de Janeiro
Keywords in Portuguese
Água tratada
Análise de risco
Bisfenol A
Cafeína
Desreguladores endócrinos
Hormônios
Poluentes emergentes
Rio Guandu
Rio Paraíba do Sul
Abstract in Portuguese
O objetivo deste trabalho foi verificar a qualidade, através de um perfil anual, dos mananciais de abastecimento de água da Região Metropolitana do Rio de Janeiro, rios Guandu, Paraíba do Sul e Piraí, com foco nos poluentes emergentes estrona, 17?-estradiol, estriol, progesterona, testosterona, 17?-etinilestradiol, bisfenol A e cafeína, empregando extração em fase sólida e cromatografia líquida acoplada ao espectrômetro de massas (LC-MS/MS). Além de determinar, utilizando os dados de vazão nos dias das coletas, a carga fluvial e carga per capita dos poluentes quantificados. Com os dados obtidos foi realizada avaliação de risco dos poluentes emergentes tendo como referência dados de literatura de Concentração Previsível Sem Efeitos (PNEC). Os resultados demonstraram a presença de 6 dos 8 poluentes estudados em pelo menos uma das amostras. Não foram detectadas concentrações de progesterona e testosterona. A cafeína foi detectada em 100% das amostras de água tratada e em 98% das amostras de água superficial. As concentrações dos poluentes emergentes em água superficial variaram para cafeína de 181,48 a 5.204,74 ng L-1, para 17?-etinilestradiol de 148,48 a 210,59 ng L-1, para bisfenol A de 104 a 3.443,69 ng L-1, 17?-estradiol e a estrona foram quantificados em uma única amostra com concentração de 164,5 ng L-1e 145,26 ng L- 1, respectivamente. Na água tratada as concentrações variam para cafeína de 191,30 a 1,190,94 ng L-1, bisfenol A de 122,28 a 1.354,86 ng L-1, 17?-etinilestradiol e 17?-estradiol foram quantificados em uma única amostra com concentrações de 221,43 e 125,99 ng L-1, respectivamente. A redução da concentração dos poluentes emergentes entre o manancial de abastecimento e a água tratada variou de 1,4% a 85,5%. A carga fluvial de cafeína variou de 0,182 a 56,67 kg d-1, de bisfenol A entre 0,162 a 10,38 kg d-1 e de 17?-etinilestradiol de 0,046 a 1,66 kg d-1. Já a carga per capita teve as seguintes variações: cafeína de 9,65 a 89,07 mg/hab d, bisfenol A de 10,68 a 93,56 mg/hab d e 17?-etinilestradiol de 2,80 a 14,97 mg/hab d. Os testes estatísticos demonstraram predominância de contaminação pontual no Rio Piraí, comportamento não observado nos demais rios. Demonstraram, ainda, que há redução das concentrações de cafeína entre o Rio Paraíba do Sul e o Rio Guandu, e que não há redução significativa entre o ponto de adução para a ETA e a água tratada. A priorização de poluentes com maior risco em ordem crescente foi: 17?-etinilestradiol, bisfenol A, 17?-estradiol, estrona e cafeína.
Title in English
Occurrence of emergent pollutants in the rivers Piraí, Paraíba do Sul and Guandu and in the supply water of the Metropolitan Region of Rio de Janeiro
Keywords in English
Bisp
Caffeine
Emerging pollutants
Endocrine disrupters
Abstract in English
The purpose of this work was to verify the quality of the water supply sources of the Rio de Janeiro Metropolitan Region, namely the rivers Guandu, Paraíba do Sul and Piraí, through an annual profile, focusing on the emerging pollutants estrone, 17?-estradiol, estriol, progesterone, testosterone, 17?-ethinylestradiol, bisphenol A and caffeine, using continuous phase extraction and chromatography on molecules coupled to the mass spectrometer (LCMS / MS), and also to quantify the fluvial load and the per capita load of the quantified pollutants using flow data regarding the collection days, in order to carry out the risk assessment of the emerging pollutants using data references from Predicted No Effect Concentrations (PNEC). The results demonstrated the presence of 6 out of the 8 pollutants studied in at least one of the samples. No progesterone and testosterone concentrations were detected. Caffeine was detected in 100% of treated water samples and in 98% of surface water samples. Concentrations of the emerging pollutants in surface water ranged to caffeine from 181.48 to 5,204.74 ng L-1, to 17?-ethinylestradiol from 148.48 to 210.59 ng L-1, to bisphenol A from 104 to 3,443.69 ng L-1. 17?-estradiol and estrone were quantified in a single sample with concentrations of 164.5 ng L-1 and 145.26 ng L-1, respectively. The concentrations in drink water ranged to caffeine from 191.30 to 1,190.94 ng L-1, bisphenol A from 122.28 to 1,354.86 ng L-1, 17?- ethinylestradiol e 17?-estradiol were quantified in a single sample with concentrations of 221,43 e 125.99 ng L-1, respectively. The decrease on the concentration of the emerging pollutants between the supply source and the drink water ranged from 1.4% to 85.5%. The fluvial load of caffeine ranged from 0.182 to 56.67 kg d-1 of bisphenol A from 0.162 to 10.38 kg d-1 and of 17?-ethinylestradiol from 0.046 to 1.66 kg d-1. The per capita load of caffeine ranged from 9.65 to 89.07 mg/d person, of bisphenol A from 10.68 to 93.56 mg/d person and of 17?-ethinylestradiol from 2.80 to 14.97 mg/d person. The statistic alanalysis showed a predominance of punctual contamination in the Piraí River, behavior not observed in the other rivers. It was further demonstrated that there is a reduction of caffeine concentrations between the Paraíba do Sul and Guandu rivers, and also that there was no significant reduction between raw water and treated water. The prioritization of pollutants with the highest risk according to the risk analysis in an increasing order was: 17?-ethinylestradiol, bisphenol A, 17?-estradiol, estrone and caffeine.
 
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Publishing Date
2019-05-28
 
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