desenvolvimento de metodologias analíticas para a determinação de resíduos de pesticidas em

214 Pages·2009·2.28 MB·Portuguese

INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DO PORTO
Mestrado em Engenharia Química
Ramo Tecnologias de Protecção Ambiental

DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIAS ANALÍTICAS PARA A
DETERMINAÇÃO DE RESÍDUOS DE PESTICIDAS EM VINHOS DO
DOURO E VINHOS DO PORTO

Joana Gomes Martins

Orientadora: Prof. Doutora Maria Manuela Barbosa Correia (ISEP)
Co-orientadora: Prof. Doutora Cristina Maria Fernandes Delerue Alvim de Matos (ISEP)

Porto

2009
Aos meus pais e ao meu irmão

Ao meu namorado Manuel

ii
“Existe mais filosofia numa garrafa de vinho
que em todos os livros.” (Pasteur)

iii
Agradecimentos

À Doutora Cristina Esteves pelo apoio e orientação prestado ao longo de todo o trabalho
laboratorial desenvolvido, pela sua paciência, amizade, disponibilidade e bom humor.
Agradeço ainda a partilha de conhecimentos e experiência, que de muito valeram ao
longo da execução deste trabalho, e as sugestões para esta tese.

À Prof. Doutora Manuela Correia, em primeiro lugar, por ter acreditado em mim para a
execução deste projecto. Agradeço pela enorme disponibilidade, pelo esclarecimento de
dúvidas ao longo de todo o trabalho, pelas valiosas sugestões, pelo apoio, paciência e
amizade demonstrados. Agradeço ainda pela orientação e correcção desta tese.

À Prof. Doutora Cristina Matos, agradeço todo o empenho e apoio para a realização
deste projecto. Agradeço pela co-orientação deste trabalho, pela disponibilidade,
amizade, optimismo e estímulo ao longo de todo o trabalho. Agradeço também correcção
desta tese.

Ao Doutor Paulo Barros, pela disponibilidade, estímulo e orientação científica ao longo da
execução deste trabalho.

Ao Instituto dos Vinhos do Douro e Porto, em particular, ao Doutor Paulo Barros, ao
Engenheiro Tomás Simões, à Engenheira Ana Faria e à Engenheira Natália Ribeiro, pela
oportunidade de realizar este projecto, disponibilizando todos os meios necessários para
a execução do trabalho que se apresenta.

Ao Instituto Superior de Engenharia do Porto pela oportunidade de realizar este trabalho,
na qualidade de aluna do Mestrado em Engenharia Química, Ramo de Tecnologias de
Protecção Ambiental.

A todos os colegas de laboratório do Instituto dos Vinhos do Douro e Porto, em particular
à Ana Cidade e à Graça Barbosa, pela ajuda, paciência e carinho demonstrado.

Aos meus pais pela oportunidade que me concederam de chegar até aqui. A eles e ao
meu irmão pelo apoio, carinho e compreensão demonstrados.

Ao meu namorado, pelo apoio, compreensão, estímulo e por todo o amor demonstrado.
iv
Os custos associados a este trabalho foram totalmente suportados pelo Instituto dos
Vinhos do Douro e Porto (IVDP).

Joana Gomes Martins agradece a bolsa concedida pelo IVDP, ao abrigo do protocolo de
colaboração celebrado entre o Instituto dos Vinhos do Douro e Porto e o Instituto de
Engenharia do Porto.

v
Resumo

A produção de vinho é uma actividade de elevada importância ao nível económico,
ambiental e social. Como tal, a protecção da vinha e/ou da uva através da utilização de
pesticidas assume um papel fundamental nesta actividade, permitindo um aumento no
rendimento da produção. No entanto, a transferência destes compostos da uva para o
vinho é inevitável, ocorrendo, na maioria dos casos, em quantidades reduzidas. Apesar
de, geralmente, a quantidade de pesticidas que pode ser transferida para o vinho não
apresentar problemas relevantes para a saúde pública, o desenvolvimento de
metodologias que permitam garantir um controlo rigoroso da qualidade do vinho é de
elevada importância. O controlo deste produto, assim como de qualquer produto
alimentar, não deve ser de certa forma virtual, levando a uma desconfiança crescente do
consumidor.
Ao longo deste trabalho foram desenvolvidos dois métodos para a determinação de
pesticidas em diferentes tipos de vinhos, por SPME-GC-MS/MS. O primeiro método
desenvolvido visa a determinação de 8 pesticidas organofosforados e o segundo método
permite a determinação de 7 pesticidas, 4 organoclorados e 3 dicarboximidas. Foram
estudadas quatro matrizes diferentes: vinho branco do Douro, vinho tinto do Douro, vinho
branco do Porto e vinho tinto do Porto.
As metodologias adoptadas permitiram a obtenção de bons resultados, apesar das
condições adoptadas não serem as mais vantajosas para alguns dos compostos
estudados. Dada a complexidade das matrizes, a detecção por espectrometria de massa
mostrou ser fundamental para a identificação inequívoca de cada um dos pesticidas.
Verificaram-se, de um modo geral, bons resultados ao nível da linearidade, para as
gamas de concentrações escolhidas, para os dois métodos. Obtiveram-se também bons
resultados para os limites de detecção e quantificação, cujos valores se situam abaixo
dos limites máximos de resíduos para as uvas, impostos pela regulamentação europeia,
para a maioria dos compostos. No caso dos organofosforados, os limites de detecção
variam entre 0,05 µg/L e 13,00 µg/L para os pesticidas clorpirifos-metilo e metidatião,
respectivamente. Os limites de quantificação variam entre 0,18 µg/L e 43,32 µg/L,
também para os pesticidas clorpirifos-metilo e metidatião. No que se refere ao método
para os pesticidas organoclorados e dicarboximidas, foram calculados vários limites de
detecção para cada composto, em cada matriz estudada, a partir das rectas de
calibração diárias, resultando num conjunto de valores com variações significativas entre
cada um, para o mesmo pesticida e na mesma matriz. No entanto, apenas os limites de
quantificação foram validados, recorrendo-se aos estudos de repetibilidade e precisão
vi
intermédia. Obtiveram-se os seguintes limites de quantificação: captana 52,10 µg/L;
clortalonil 20,95 µg/L; dicofol 4,37 µg/L; folpete 93,60 µg/L; iprodiona 274,70 µg/L;
procimidona 76,04 µg/L e vinclozolina 10,03 µg/L.
Os pesticidas metidatião e captana apresentam-se como os compostos mais
problemáticos, uma vez que os limites de quantificação obtidos não permitem a garantia
do cumprimento dos limites máximos de resíduos regulamentados.
Demonstra-se também que, apesar do efeito de matriz ser significativo na determinação
de todos os compostos analisados, o mesmo pode ser atenuado, procedendo-se às
calibrações nas respectivas matrizes.
Observaram-se variações significativas ao nível da resposta do equipamento ao longo do
tempo, quer pela alteração das condições operatórias, quer pela decomposição de alguns
compostos ao longo do tempo. Este efeito, evidenciado nos estudos das precisões
intermédias e repetibilidades, levou à adopção de um método de validação diferente para
a determinação de pesticidas organoclorados e dicarboximidas, recorrendo-se então a
calibrações diárias e sequências de trabalho mais pequenas.

Palavras – Chave: Pesticidas, Vinhos, SPME, GC-MS/MS.

vii
Abstract

Wine production represents a very important activity in economic, environmental and
social terms. Thus, the use of pesticides for vineyard and/or grape protection is a
fundamental contribution to this activity, allowing an increase on productivity. However,
the transfer of these compounds from the grape to the wine is inevitable, occurring, in the
most of the cases, in low quantities. Although the pesticide amount that can be transferred
to the wine does not present a risk for the public health, the development of
methodologies allowing the guarantee of a rigorous control of the wine quality is very
important. The control of this product, as well as other food products should not occur in a
virtual way, increasing the mistrust of the consumers.
During this work, two methodologies for the pesticides determination in different wines, by
SPME-GC-MS/MS were developed. The first methodology allowed the determination of 8
organophosphorus pesticides and the second methodology enabled the determination of
7 pesticides: 4 organochlorines and 3 dicarboximides. Four different matrixes were
studied: Douro white wine, Douro red wine, Porto white wine and Porto red wine.
The methodologies adopted allowed to achieve good results, despite of the conditions
adopted were not the most advantageous for some of the studied compounds. Mass
spectrometry shows to be a fundamental instrument for the unequivocal identification of
each studied pesticide, in the presence of such complex matrixes.
Good linearity was achieved, in most of the cases, for the concentration ranges adopted,
in all matrixes and for both methodologies. Acceptable limits of detection and
quantification were obtained, the majority of them above of the limits established by EC
Regulation for grapes.
For the organophosphorus, the lowest limit of detection value obtained was 0,05 µg/L for
chlorpyriphos-methyl, and the highest value was 13,00 µg/L, for methidathion. The lowest
limit of quantification value obtained was 0,18 µg/L and the highest value was 43,32 µg/L,
for chlorpyriphos-methyl and for methidathion, respectively.
As regards to the methodology for the determination of organochlorine and dicarboximide
pesticides, several limits of detection were calculated for each compound, in all matrixes,
from the calibration curves obtained dairy, resulting in a set of values with a expressive
difference between them, for each compound, in the same matrix. However, only the limits
of quantification were validated, trough the repeatability and intermediate precision
studies. The following limits of quantification were obtained: captan 52,10 µg/L;
chlorotalonil 20,95 µg/L; dicofol 4,37 µg/L; folpet 93,60 µg/L; iprodione 274,70 µg/L;
procymidone 76,04 µg/L e vinclozolin 10,03 µg/L.
viii
Methidathion and captan were the most problematic pesticides due to their high limits of
quantification, which do not allow the control of the limits of residues as established by the
regulation.
The matrix effect on the determination of all compounds is very expressive. However it
can be minimized with calibrations in the respective matrixes.
The equipment response presents considerable variations due to the continuing
modification of the equipment conditions and /or to the decay of some compounds. This
effect, shown by the repeatability and intermediate precision studies, contributed for the
adoption of a different method of validation for the determination of organochlorine and
dicarboximide pesticides, trough dairy calibrations and shorter sequences of work.

Keywords: Pesticides, Wines, SPME, GC-MS/MS.

ix
Índice geral

Resumo vi
Abstract viii
1. Introdução 1
1.1 Pesticidas 1
1.1.1 Classificações possíveis 2
1.1.1.1 Classificação relativa à perigosidade 2
1.1.1.2 Classificação relativa à finalidade 3
1.1.1.3 Classificação relativa à origem 3
1.1.1.4 Classificação relativa à família química 3
1.1.2 Impacto ambiental 5
1.2 A vinha e o vinho 9
1.2.1 Breve história da videira e do vinho 9
1.2.2 Regiões vitivinícolas mundiais 10
1.2.2.1 Novo Mundo Vitícola 11
1.2.2.2 Velho Mundo Vitícola 12
1.2.2.2.1 Portugal 13
1.2.2.2.1.1 Região Demarcada do Douro 14
1.2.3 Doenças e pragas que afectam a videira 15
1.2.3.1 Acidentes e doenças não parasitárias 15
1.2.3.2 Doenças causadas por vírus 16
1.2.3.3 Doenças criptogâmicas 17
1.2.3.4Doenças bacterianas e doenças causadas por·
fitoplasmas 19
1.2.3.5 Parasitas animais 20
1.2.3.6 Pesticidas homologados para a protecção da·
vinha e da uva 23
1.2.4 Importância socioeconómica do vinho – A viticultura em·
números
26
1.2.4.1 Importância da região do Douro e do Vinho do
Porto 29
1.2.4.2 Limites máximos de resíduos de pesticidas 30
1.2.4.2.1 Limites máximos de resíduos de pesticidas
nas uvas 32
x