Sensores de petróleo bruto: Monitoramento da qualidade da água

Por que eu gostaria de medir o petróleo bruto?

“Petróleo bruto” é um termo abrangente para petróleo natural não processado. Há muitas classes de petróleo bruto, e a composição química de cada fonte é ligeiramente diferente. Nem todo petróleo bruto na água é resultado de um derramamento de óleo causado pelo homem; muitos corpos d’água têm pequenas quantidades de infiltração de óleo. Uma fonte estima que, a cada ano, 500.000 barris de petróleo se infiltram no Golfo do México a partir de quase 1.000 pontos de infiltração.

Grandes concentrações de petróleo bruto podem ser perigosas para várias formas de vida aquática; principalmente, os pássaros podem ficar atolados em óleo pesado. Os peixes geralmente conseguem simplesmente nadar para longe do problema. Devido à grande variação das composições químicas, é difícil estimar a toxicidade de baixas concentrações de petróleo bruto para formas de vida menores. Entretanto, um estudo lista os níveis de toxicidade aguda (96h LC50s) como:

• larvas e ovos 0,1 a 100 mg/l
• crustáceos pelágicos (por exemplo, camarão) 100 a 40.000 mg/l
• crustáceos bentônicos (por exemplo, lagostas) 56 mg/l
• bivalves (por exemplo, ostras) 100 a 100.000 mg/l
• peixes 88 a 18.000 mg/l

Mudanças nas tendências de longo prazo do petróleo bruto podem indicar a necessidade de um estudo químico mais detalhado da água e de suas fontes de contaminação.

Como o petróleo bruto é medido?

O sensor de óleo cru da Solinst Eureka da Eureka é um sensor sensor fluorométrico. A fluorescência ocorre quando uma molécula absorve a energia da luz em um comprimento de onda e, em seguida, emite essa energia em um comprimento de onda diferente. Os sensores fluorométricos emitem luz em um determinado comprimento de onda e procuram um comprimento de onda muito específico e diferente como retorno. O problema com a medição do petróleo bruto é que a resposta de fluorescência abrange uma faixa muito ampla, dependendo da fonte do petróleo (veja o gráfico abaixo).

Devido à ampla gama de respostas, não há uma maneira exata de calibrar um sensor de petróleo bruto. Talvez o melhor método de calibração seja preparar um padrão de concentração gravimétrica conhecida. O padrão deve empregar o tipo de óleo esperado no campo, em uma concentração próxima à esperada no campo.

Um outro problema é que o petróleo bruto “resiste”. Se você imaginar uma amostra de óleo flutuando na superfície da água, é fácil perceber que as frações mais leves do óleo (como as BXTs: benzeno, xileno e tolueno) se volatilizarão na atmosfera (daí o odor das manchas de óleo). Isso significa que o melhor método de calibração é analisar várias amostras de campo quanto ao teor de óleo, usando qualquer método de análise laboratorial adequado para o tipo de amostra. Se várias diluições da amostra de campo forem analisadas com o sensor de petróleo bruto e os resultados forem lineares, uma única calibração do sensor será suficiente para as medições de campo. No entanto, se os resultados não forem lineares, uma tabela de calibração poderá ser preparada para corresponder as leituras do sensor às concentrações que podem ocorrer no campo.

O que devo saber sobre a medição de petróleo bruto no campo?

A incrustação é o maior problema de campo para os sensores de fluorescência. Qualquer material estranho que se acumule na superfície ativa do sensor reduzirá a quantidade de luz emitida ou recebida, ou ambas. E, às vezes, o material estranho pode fornecer um sinal falso ao fluorescer nos mesmos comprimentos de onda do petróleo bruto. Normalmente, a incrustação deve ser um problema apenas em implantações de longo prazo, não em pesquisas diárias. No entanto, a tendência do petróleo bruto de formar uma camada flutuante significa que você deve ter cuidado, ao introduzir o sensor na água, para não revestir o sensor com óleo.