Identificação e qualificação de hidratos de carbono na água da chuva de Estarreja

Abstract

Este trabalho teve como objetivos identificar e quantificar os principais hidratos de carbono (HC) existentes na água da chuva da cidade de Estarreja, assim como avaliar as suas principais fontes. Para tal, usaram-se amostras de água da chuva coletadas em dois locais distintos de Estarreja, um, na zona industrial (I), o outro, no fundo industrial (BG) numa área agrícola, durante o inverno e a primavera de 2016. Foram analisadas 16 amostras resultantes de 16 eventos de chuva distintos, sendo que 9 dessas amostras foram coletadas no inverno, e 7 na primavera. Dos 17 HC identificados na água da chuva, apenas 9 foram quantificados: anidro-sacarídeo (levoglucosano), monossacarídeos (arabinose, glucose, galactose e frutose), álcoois de açúcares (arabinitol e mio-inositol), e dissacarídeos (sacarose e trealose). Para a identificação dos HC recorreu-se à cromatografia de gás acoplada a espetrometria de massa (GC-MS). Na primavera, observou-se maior quantidade total de HC (670 nM no fundo industrial, e 249 nM na zona industrial) que no inverno (168 nM no fundo industrial, e 195 nM na zona industrial). A frutose, o mio-inositol, a sacarose e a glucose apresentaram, na primavera, concentrações médias pesadas em volume superiores relativamente às obtidas no inverno, possivelmente devido a um efeito sazonal de emissões na primavera de esporos fúngicos no caso do mio-inositol, e de grãos de pólen nos casos da frutose, glucose e sacarose. Contrariamente, o levoglucosano apresentou valores de concentração média pesada maiores no inverno que na primavera, sugerindo também um efeito sazonal, que poderá ter estado relacionado com fontes antropogénicas provenientes da combustão de biomassa de origem doméstica, frequentes na estação de inverno, pois este composto é um marcador da queima da biomassa. Além disso, as concentrações médias pesadas de levoglucosano e glucose no inverno, na zona industrial, foram superiores quando associadas a trajetórias de massas de ar marítimas (massas de ar “limpas”) relativamente às obtidas para as trajetórias de massas de ar terrestres, indicando a contribuição de fontes locais para a existência destes compostos na atmosfera com posterior remoção pela água da chuva, e sugerindo que a glucose além de fontes biogénicas também possa ter tido como fonte a queima de biomassa. Este estudo evidencia que a água da chuva é um importante mecanismo de remoção de hidratos de carbono existentes na atmosfera.

The aim of this work was to identify and quantify the main carbohydrates present in rainwater of the city of Estarreja, as well as, to evaluate its main sources. Rainwater samples were collected in two distinct locations of Estarreja, one in the industrial area (I), and the other in the industrial background and simultaneously in an agricultural area (BG), during winter and spring seasons of 2016. Sixteen samples, resulting from 16 different rain events, were analyzed, of which 9 of these samples were collected in winter, and 7 in spring. Were identified 17 carbohydrates in rainwater samples, but only 9 were quantified: anhydro-saccharide (levoglucosan), monosaccharides (arabinose, glucose, galactose and fructose), sugar alcohols (arabinitol and myo-inositol), and disaccharides (sucrose and trehalose). Gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) was used for the identification of the carbohydrates. In spring was observed a higher total quantity of carbohydrates (670 nM in the industrial background and 249 nM in the industrial area) than in winter (168 nM in the industrial background, and 195 nM in the industrial zone). Fructose, myo-inositol, glucose and sucrose presented higher volume-weighted averages concentrations in spring than in winter, possibly due to a seasonal effect of spring emissions of fungal spores in the case of myo-inositol, and of pollen grains in the cases of fructose, glucose and sucrose. On the other hand, levoglucosan presented higher volume-weighted average concentration values in winter than in spring, suggesting a seasonal effect, which may have been related with anthropogenic sources from the biomass combustion of domestic origin, frequent in the winter season, since this compound is a biomass burning tracer. In addition, the higher volume-weighted averages concentrations of levoglucosan and of glucose in winter and in the industrial area were higher when associated with marine air masses trajectories ("clean" air masses) than when associated with terrestrial air masses trajectories, indicating the contribution of local sources for the existence of these compounds in the atmosphere, with the subsequent removal by rainwater. These findings suggest that glucose besides biogenic sources may also have had the biomass burning as source. This study shows that rainwater is an important mechanism for removing carbohydrates from the atmosphere.