Algo na Água

Por Richard Jack, Jeff Rohrer, e Andy Eaton

Com o aumento do uso de não-gasosas, formas de cloro para a desinfecção de água potável, preocupações sobre os potenciais impactos sobre a saúde da exposição a desinfecção subprodutos (DBPs) como clorato de ter gerado uma grande quantidade de atenção. Isso resultou em clorato ganhando um lugar na lista 3 (CCL3) da agência de proteção ambiental dos Estados Unidos (EPA’s) e, posteriormente, fazendo o seu caminho para o programa de Vigilância Não regulamentado de contaminantes (UCMR3) da Agência.

Os resultados mais recentes do curso UCMR3 programa indicam que muitos água potável utilitários em todo os estados unidos exceder 210 µg/L de saúde de referência para o nível de clorato, e alguns até mesmo exceder a Organização Mundial de Saúde (OMS) orientação de 700 µg/L. Embora a decisão final para regular clorato é de vários anos de distância, os resultados atuais sugerem que clorato será um forte candidato para o potencial de regulamento nos EUA e que muitos utilitários poderia ter um problema de compatibilidade.podem surgir na água de bebida Fontes de clorato na utilização de dióxido de cloro como desinfectante. Embora muitos utilitários de água agora preferem usar ozônio, existem vários que ainda usam métodos menos eficazes, tais como luz ultravioleta ou dióxido de cloro. Este último pode decompor-se rapidamente em clorite, clorato e cloreto, mesmo em água tratada. Para além das práticas de desinfecção, as fontes de clorato na água potável podem também incluir agentes de branqueamento utilizados nas indústrias da pasta de papel, do papel e dos têxteis, bem como no processamento da farinha. De acordo com os EUA. Food and Drug Administration (FDA), chlorine dioxide is considered a food contact substance while sodium-chlorite-based systems are used for antimicrobial applications in poultry, fruit and vegetable processing.O clorato de 1

Pode também ser introduzido no ambiente através da sua utilização como herbicida não selectivo para várias culturas.2 no entanto, uma vez que é pouco provável que se adsorvam ao solo, tem um elevado potencial de escoamento, que pode ter um impacto significativo nas vias navegáveis.toxicidade

toxicidade

consumo de níveis elevados de clorato pode romper as membranas das células eritrocitárias, comprometendo a capacidade do sangue para transportar oxigénio. Isto é seguido pela formação irreversível de meta-hemoglobina pela oxidação da hemoglobina livre no sangue. Os níveis de clorato de sódio tão baixos como 600 mg de iões de clorato por kg de peso corporal podem ser letais.Também foi demonstrado que o clorato induz danos cromossómicos nos sistemas vegetais (4) e nas neoplasias da glândula tiroideia nos ratos.Com tais consequências, os níveis de clorato precisam ser monitorados com precisão.

prevalência de cloratos e regulação

a EPA dos EUA estabeleceu o programa de monitoramento de contaminantes não regulados (UCMR) para coletar dados para suspeitos de contaminantes em água potável que não têm padrões baseados na saúde ao abrigo da Lei Da Água Potável Segura (Safe Drink Water Act-SDWA). A cada cinco anos, a EPA desenvolve uma nova lista de contaminantes UCMR com dados para o próximo ciclo do UCMR (UCMR3) a ser coletado ao longo de 2016. A UCMR3 estudará níveis mais baixos de produtos químicos do que em ciclos anteriores, com níveis mínimos de notificação (LMR) baseados nas capacidades analíticas e não no impacto biológico, que são frequentemente inferiores aos actuais níveis de referência para a saúde (LCR).

O LMR para clorato usado para UCMR3 é conservadora fixados em 20 µg/L e o HRL é de 210 µg/L. A EPA tem de definir uma referência diária dose de 0,03 mg por quilograma de peso corporal (de 0,03 mg/kg/dia).

lorato dados do programa UCMR3 até à data (Ver quadro 1) inclui quase 55.000 amostras de 4.749 sistemas de água públicos (PWS), com muitos excedendo as concentrações MRL e HRL. Na verdade, 37 por cento da PWS e quase 15 por cento das amostras globais têm clorato acima da concentração de referência. Esta é uma porcentagem muito maior do que qualquer outro contaminante medido em UCMRs anteriores, sugerindo que muitas pessoas poderiam ser água potável com níveis mais elevados do que os recomendados de clorato.os níveis elevados de clorato estão ligados ao tipo de desinfectante utilizado pelo sistema de água, sendo que os que utilizam hipoclorito a granel ou a produção local de hipoclorito experimentam mais frequentemente níveis elevados de clorato do que os que utilizam gás cloro mais eficaz (mas mais dispendioso). Independentemente do método escolhido, a produção de níveis elevados de clorato ocorre quer as instalações utilizem cloro livre ou cloraminas, e está mais relacionada com a fonte do próprio cloro do que com a prática de desinfecção.

a determinação do clorato

não é actualmente possível remover iões de clorato uma vez formados na água potável, pelo que a detecção de vestígios de clorato é imperativa e existem muitos métodos regulamentares globais disponíveis. Os métodos EPA 300.0 e 300.1, ISO 15061 e ASTM D6581 usam cromatografia iônica (IC) com detecção de condutividade suprimida.

EPA Method 300.0 is recognized as the standard IC method for inorganic anion analysis of reagent, ground, surface, drinking and wastewaters. Este método Especifica o uso de um eluente de carbonato preparado manualmente, uma coluna de Dionex™ AS9 Thermo Scientific™ e detecção de condutividade suprimida. Este método atingiu um limite de detecção (MDL) de 3 µg/l de clorato em água reagente (7,1 minutos de tempo de retenção).uma revisão subsequente, o método EPA 300.1, emprega uma coluna analítica de maior capacidade 6, atingindo MDL tão baixos como 0,78 µg/L em condições de água de alta resistência iónica (HIW). Desde que o método foi escrito há mais de 15 anos, os eluentes de hidróxido também têm sido demonstrados para atender às suas necessidades. Ambos os eluentes podem ser preparados manualmente ou gerados eletroliticamente usando um sistema de cromatografia iônica livre de reagente (RFIC).

melhoria do método EPA 300.1 coluna e eluentes

avanços recentes na tecnologia de colunas oferecem novas opções de detecção. Colunas de permuta aniônica de alta capacidade significam que mais massa aniônica pode ser carregada na coluna, permitindo a detecção mais fácil de aniões vestigiais, como o clorato, na presença de aniões comuns interferentes como cloreto, carbonato e sulfato. A coluna “Thermo Scientific™ Dionex™ IonPac AS23”, por exemplo, foi desenvolvida usando uma tecnologia de polímero única para atingir uma capacidade de 320 µeq/coluna (4 x 250 mm Coluna).

Hidróxido de eluents também tem se mostrado eficaz na determinação de traços de DBPs na água potável. Ao usar eluentes de carbonato, o produto de supressão é o ácido carbônico, que é menos condutivo do que o carbonato, mas ainda contribui para a condutância de fundo, diminuindo a sensibilidade. Por outro lado, o produto de supressão do hidróxido é água, diminuindo a condutância de fundo e melhorando a sensibilidade do analito. Demonstrou-se que uma coluna seletiva com hidróxido (Thermo Scientific™ Dionex™ IonPac AS19) cumpre ou excede os requisitos do método 300.1.os métodos EPA 300.0 e 300.1 têm tradicionalmente utilizado um eluente preparado manualmente; no entanto, foi demonstrado que a sensibilidade analítica e a reprodutibilidade melhoram com um sistema RFIC. Isso elimina a necessidade de preparar e degas manualmente o eluente, combinando a geração eletrolítica de eluente com a supressão auto-regeneradora. Por produzir eletroliticamente eluentes de alta qualidade a partir de água desionizada, os sistemas RFIC demonstraram um melhor desempenho para detecção de vestígios de DBP. Recentemente, a coluna IonPac AS23 tem sido usada para determinar as concentrações vestigiais de clorato, bromato e clorito na água de bebeda7, mostrando como os eluentes de hidróxido gerados eletroliticamente facilitam a separação melhorada e o limite de detecção (ver Fig. 1). Além disso, o controle preciso da corrente permite concentrações e gradientes repetíveis para aumentar a reprodutibilidade. Eluentes de hidróxido gerados on-line a partir de água desionizada automatizam uma tarefa trabalhosa, melhorando tanto a facilidade de uso e reprodutibilidade entre analistas e laboratórios.

conclusão

nos últimos 20 anos, os cloratos e outros DPB foram cuidadosamente monitorizados e regulados devido à sua toxicidade conhecida. A fim de avaliar a sua prevalência e formação, é necessário desenvolver métodos analíticos robustos e sensíveis para que a monitorização seja fácil e simples. Desta forma, a confiança na prevalência pode ser estabelecida de modo a que possam ser feitas determinações regulamentares sensatas. Uma vez que a força iónica da água potável pode variar, a monitorização a níveis baixos de µg/L pode tornar-se um desafio. A cromatografia iónica foi demonstrada como uma técnica versátil para a monitorização da conformidade do clorato e de outros DBPs na água potável. Através da utilização de detecção de condutividade suprimida, o CI foi provado como uma técnica eficaz para a detecção de cloratos e foi validado e aprovado pela EPA para a monitorização da conformidade.

sobre os autores

Richard F. Jack é o diretor de Marketing vertical ambiental e industrial na Thermo Fisher Scientific Inc. Ele trabalha com agências reguladoras em todo o mundo para desenvolver métodos analíticos de monitoramento de Conformidade. Richard é co-autor da EPA 557 e também elaborou vários métodos ASTM.Andy Eaton é o diretor técnico e vice-presidente da Eurofins Eaton Analytical Inc. Seu laboratório tem realizado monitoramento UCMR para mais de 400 utilitários em todo o país e para a USEPA desde 2001. Andy tem numerosas publicações e apresentações sobre o monitoramento UCMR e DBP.Jeff Rohrer é o diretor de desenvolvimento de aplicações para produtos Dionex na Thermo Fisher Scientific. He advises and reviews the work of other chromatography labs at Thermo Fisher Scientific. He has authored 70 peer-reviewed publications.1. United States Food and Drug Administration, “Chlorate Environmental Assessment,” 2011.2. Pesticide Management Education Program, “a Pesticide Information Project: Sodium Chlorate,” EXTOXNET, 1995.3. Sheahan, B. J., et al., “Experimental sódico chlorate poisoning in dogs., “Res. Vet. Ciência., volume. 12, no.4, (2005) 387-9.4. Feretti, D., et al., “Evaluation of chlorite and chlorate genotoxicity using plant bioassays and in vitro DNA damage tests., “Water Res., vol. 42, no. 15, pp. (2008) 4075-82.5. “Toxicology and carcinogenesis studies of sodium chlorate (Cas No. 7775-09-9) in F344/n rats and B6C3F1 mice (drinking water studies)., “Natl. Toxicol. Tecnologia De Programa. Rep. Ser.,(2005) 517: 1-255.6. United States Environmental Protection Agency, METHOD 300.1 Determination of Inorganic Anions in Drinking Water by Ion Chromatography-Revision 1.0, 1997.7. DeBorba, B., and J. Rohrer, ” Determination of Trace Concentrations of Chlorite, Bromate, and Chlorate in Bottled Natural Mineral Waters,” Thermo Fisher Scientific Application Note 184, 2015.mais Arquivos de WaterWorld