Estrógenos em águas estuarinas: estudo analítico e ambiental para o estuário Santos-São Vicente

Abstract

O sudeste brasileiro é a região mais populosa do país, estando nele o estuário de Santos-São Vicente, com aproximadamente 1,5 milhões de habitantes. Localizado nesse complexo estuarino, está o Porto marítimo mais movimentado da América Latina e um dos mais importantes pólos petroquímicos do país. Nessa região o tratamento de esgoto sanitário é praticamente inexistente (cobrindo aproximadamente 20% de toda população), não havendo estudos sobre a ocorrência ambiental e a dinâmica de estrógenos ou outros alteradores endócrinos no local. Por outro lado, frequentemente os estudos ambientais existentes sobre a ocorrência de contaminantes, negligenciam a confiabilidade analítica. Frente à esse cenário, o presente estudo apresenta a determinação de estrógenos (17α–etinilestradiol (EE2), 17β-estradiol (E2) e estriol (E3)) em água do mar com alta confiabilidade, utilizando método baseado em extração em fase sólida (SPE) e análise por HPLC-FLD, com o uso de ferramentas estatísticas para a modelagem da curva analítica, avaliação do efeito matriz e estudo de conservação dos cartuchos SPE após a eluição da amostra. O processo de validação analítica mostrou valores adequados de recuperação (76-94%, para diferentes concentrações de EE2, E2 e E3), precisão (coeficiente de variação menor que 20%) e seletividade. Os limites de deteção do método para o EE2, E2 e E3 foram respectivamente de 9,7, 2,3 e 4,3 ng L-1. Cinco curvas analíticas para cada composto foram utilizadas para avaliar o efeito matriz, sendo as soluções padrões preparadas em solvente (acetonitrila), água marinha artificial (S=30) e agua marinha, sendo para essas últimas, os padrões adicionados hora antes da extração, hora após a eluição da amostra no cartucho. Para o preparo de cada curva analítica foram utilizados seis concentrações diferentes dos padrões, sendo as curvas analíticas refeitas para cada amostragem realizada. O modelo teve por base a regressão linear, utilizando ajuste por mínimos quadrados, sendo o mesmo avaliado por análise de variância (ANOVA). Os resultados mostraram efeito matriz para todos os analitos. A conservação dos analitos nos cartuchos SPE foram avaliados para 6; 22; 29; 55 e 80 dias, e os resultados evidenciaram que não houve diferença significativa entre eles. Foram realizadas três amostragens no estuário de Santos-São Vicente, em março de 2014 (12 pontos amostrais de superfície), e fevereiro e junho de 2015 (com 15 pontos amostrais de superfície e 6 pontos amostrais de águas de fundo, na baía de Santos). Os valores de concentração para o estriol (mais frequentemente encontrado) variaram entre ND-354 ng L-1, para o 17β-estradiol de nd-18 ng L-1 enquanto o 17α–etinilestradiol não foi quantificado em nenhuma das amostras. Não foram observadas diferenças entre as amostragens nas diferentes estações do ano, sendo as maiores variações de concentrações observadas no âmbito de diferentes comportamentos de maré (sizígia e quadratura). No geral, os valores de concentrações encontrados para o estriol e estradiol podem acarretar riscos aos organismos aquáticos quando os mesmos são expostos à esses alteradores por longos períodos.

Southeast is the Brazilian most populated region. Santos-São Vicente estuary, located there, includes c.a. 1.5 million inhabitants, one of the most important Brazilian petrochemical sites and the bigger harbor from Latin America. In this region, the sewage treatment is almost inexistent (covers c.a. 20% of all population), nevertheless there are not studies about the occurrence and environmental dynamics of estrogens or others endocrine disruptors there. On the other hand, the analytical reliability in environmental studies have been frequently neglected. Thus, this work presents a reliability evaluation for estrogens (EE2, E2 and E3) determination in marine water, using a method based in solid phase extraction (SPE) and HPLC-FLD analysis, statistical tools were used to accomplish the calibration curve, storage time of SPE cartridges after sample elution and matrix effects. The analytical validation process showed adequate selectivity, recovery (76-94%, for different concentrations of EE2, E2 and E3) and precision (RSD below 20%). The method detection limit for EE2, E2 and E3 was 10, 2 and 4 ng L-1, respectively. Five analytical curves for each compound were used to evaluate the matrix effect wherein the standard solutions were prepared in solvent (acetonitrile, or on the SPE extract from artificial seawater (S=30) or in natural seawater). Additionally, for artificial and natural seawater, the standards were spiked to matrix before the SPE. All standard solution contained all the studied estrogens, at the same concentration, for each curve it was used six standards concentrations. Model fitting was done by linear regression models, using ANOVA to evaluate the fittings. The results showed matrix effects for all analytes, thus matrix-matched (natural seawater) analytical curves were used at the following method validation steps. SPE cartridges storage time (after sample loading) was studied for 6, 22, 29, 55 and 80 storage days, data demonstrated no significant differences for these storage times. Three sampling was made at Santos estuary, in march 2014, february 2015 and june 2015, with 15 samples collected each. Estriol (E3) concentrations ranging ND-354 ng L-1, estradiol (E2) ND-18 ng L-1 while 17α–ethynylestradiol (EE2) were not detectable in any samples (below method LOQ). Overall, estriol concentration are above no-observed-effect concentrations from long-term exposition, which can lead to risk for aquatic organisms.