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Título: Caracterização da contaminação por bisfenol A e microplásticos em solos de área urbana de Francisco Beltrão e seu entorno
Título(s) alternativo(s): Characterization of contamination by bisphenol A and microplastics in soils in the urban area of Francisco Beltrão and its surroundings
Autor(es): Pria, Claudia Adriana Becker Dalla
Orientador(es): Guimarães, Elisete
Palavras-chave: Solos - Poluição
Produtos químicos de desregulação endócrina
Monitorização ambiental
Contaminantes emergentes na água
Soil pollution
Endocrine disrupting chemicals
Environmental monitoring
Emerging contaminants in water
Data do documento: 16-Dez-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Francisco Beltrao
Citação: PRIA, Claudia Adriana Becker Dalla. Caracterização da contaminação por bisfenol A e microplásticos em solos de área urbana de Francisco Beltrão e seu entorno. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental: Análise e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2025.
Resumo: A contaminação por Bisfenol A (BPA) e microplásticos em matrizes aquáticas e terrestres tem se intensificado nas últimas décadas, configurando-se como uma questão emergente de relevância ambiental e de saúde pública. Em cinco pontos amostrais do município de Francisco Beltrão, estado do Paraná, selecionados com base em critérios de uso do solo e influência antrópica (área rural com tráfego intenso, região industrial periférica, entorno de estação de reciclagem, proximidades de rodovia e unidade de saúde, e área industrial consolidada), foram coletadas 700 g de solo na profundidade de 10-20 cm, mediante composição de subamostras representativas. As amostras foram submetidas a análises granulométricas, que revelaram texturas variando de arenosa (P1: 22,5% de areia) a predominantemente argilosa (P3: 81% de argila; P5: 79% de argila), e análises químicas que evidenciaram teores de matéria orgânica entre 0,402% (P4) e 3,753% (P2), pH ácido a ligeiramente ácido (4,8 a 5,8), e capacidade de troca catiônica (CTC) variando de 8,72 a 67,69 cmolc kg⁻¹. A espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) identificou bandas características de argilominerais, matéria orgânica e impurezas silicatadas, com banda específica em 1100 cm⁻¹ na amostra P3, sugerindo a presença de materiais orgânicos sintéticos. Para a extração do BPA, utilizou-se 5 g de solo previamente homogeneizado, empregando-se solventes grau HPLC: solução de metanol e água ultrapura (80:20 v/v), e solução de NaOH 0,1 mol L⁻¹ para promover a dessorção do BPA adsorvido ao solo. A solução resultante foi submetida à agitação ultrassônica durante 20 minutos e centrifugada a 4000 rpm por 30 minutos. O sobrenadante foi analisado por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS), conduzida em coluna Biphenyl (2,1×100 mm, 3 μm) a 40 °C, utilizando fase móvel constituída por água e metanol, com fluxo de 0,3 mL min⁻¹ e volume de injeção de 5 μL. O método analítico demonstrou desempenho satisfatório, com limite de detecção (LOD) de 3,39 μg kg⁻¹, limite de quantificação (LOQ) de 10,27 μg kg⁻¹, coeficiente de variação inferior a 7% e exatidão entre 83% e 101%. Os resultados evidenciaram a presença ubíqua de BPA em todas as amostras, com concentrações variando entre 1,256 μg kg⁻¹ (P1) e 234,557 μg kg⁻¹ (P5), sendo esta última aproximadamente 60 vezes superior à concentração de P3 e 8.000 vezes superior às médias reportadas em solos agrícolas globalmente, indicando contaminação crítica na área industrial consolidada. A análise integrada revelou que a distribuição do BPA é modulada pela textura do solo, teor de matéria orgânica, pH e, sobretudo, pela intensidade das atividades antrópicas locais, com solos argilosos demonstrando maior capacidade de retenção nas camadas superficiais e solos arenosos apresentando maior suscetibilidade à lixiviação vertical. O objetivo deste estudo foi investigar a ocorrência de Bisfenol A em amostras de solo urbano e periurbano, fornecendo dados inéditos para a região Sudoeste do Paraná que evidenciam a necessidade de monitoramento sistemático em ambientes terrestres, estabelecimento de valores orientadores regionais, avaliação dos riscos ecotoxicológicos e elucidação das rotas de exposição relacionadas a esse contaminante emergente.
Abstract: Contamination by bisphenol A (BPA) and microplastics in aquatic and terrestrial matrices has intensified in recent decades, becoming an emerging issue of environmental and public health relevance. At five sampling points in the municipality of Francisco Beltrão, state of Paraná, selected based on land use and anthropogenic influence criteria (rural area with heavy traffic, peripheral industrial region, surroundings of a recycling station, proximity to a highway and health unit, and consolidated industrial area), 700 g of soil were collected at a depth of 10-20 cm, using representative subsamples. The samples were subjected to granulometric analyses, which revealed textures ranging from sandy (P1: 22.5% sand) to predominantly clayey (P3: 81% clay; P5: 79% clay), and chemical analyses that showed organic matter contents between 0.402% (P4) and 3.753% (P2), acidic to slightly acidic pH (4.8 to 5.8), and cation exchange capacity (CEC) ranging from 8.72 to 67.69 cmolc kg⁻¹. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) identified characteristic bands of clay minerals, organic matter, and silicate impurities, with a specific band at 1100 cm⁻¹ in sample P3, suggesting the presence of synthetic organic materials. For BPA extraction, 5 g of previously homogenized soil was used, employing HPLC-grade solvents: methanol and ultrapure water solution (80:20 v/v), and 0.1 mol L⁻¹ NaOH solution to promote the desorption of BPA adsorbed to the soil. The resulting solution was subjected to ultrasonic agitation for 20 minutes and centrifuged at 4000 rpm for 30 minutes. The supernatant was analyzed by liquid chromatography coupled with mass spectrometry (LC-MS/MS), conducted on a Biphenyl column (2.1×100 mm, 3 μm) at 40 °C, using a mobile phase consisting of water and methanol, with a flow rate of 0.3 mL min⁻¹ and an injection volume of 5 μL. The analytical method demonstrated satisfactory performance, with a detection limit (LOD) of 3.39 μg kg⁻¹, a quantification limit (LOQ) of 10.27 μg kg⁻¹, a coefficient of variation of less than 7%, and accuracy between 83% and 101%. The results showed the ubiquitous presence of BPA in all samples, with concentrations ranging from 1.256 μg kg⁻¹ (P1) and 234.557 μg kg⁻¹ (P5), the latter being approximately 60 times higher than the concentration of P3 and 8,000 times higher than the averages reported in agricultural soils globally, indicating critical contamination in the consolidated industrial area. The integrated analysis revealed that BPA distribution is modulated by soil texture, organic matter content, pH, and, above all, the intensity of local anthropogenic activities, with clay soils demonstrating greater retention capacity in the surface layers and sandy soils showing greater susceptibility to vertical leaching. The objective of this study was to investigate the occurrence of Bisphenol A in urban and peri-urban soil samples, providing unprecedented data for the southwestern region of Paraná that highlight the need for systematic monitoring in terrestrial environments, the establishment of regional guideline values, the assessment of ecotoxicological risks, and the elucidation of exposure routes related to this emerging contaminant.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39764
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