A análise isotópica específica de compostos (CSIA) do δ13C em hidrocarbonetos em fase gasosa e gases atmosféricos tem sido utilizada para explicar a atividade microbiana, termogénica ou geogénica do gás, proporcionando uma compreensão mais sólida da origem do carbono do que a simples análise da concentração. Entre as aplicações que têm recorrido à análise isotópica contam-se:
A SGS Beta oferece uma análise especializada dos seguintes gases:
Entre os gases selecionados para a separação por cromatografia antes da combustão incluem-se:
A SGS Beta utiliza materiais de referência (MR) secundários internacionais para a determinação dos valores de δ13C específicos de cada composto em gases de hidrocarbonetos. Os RMs são fornecidos pelo Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS), que disponibiliza um conjunto de gases padrão de metano, etano e propano (HCG-1, HCG-2 e HCG-3), além dos padrões de ácido oxálico NIST SRM 4990C.
Abaixo está um exemplo de como a análise de δ13C é aplicada na monitorização ambiental no mundo real.
Figura 1: Análises de aterro sanitário Classe III Flare 1 de seis parâmetros medidas na SGS Beta (Departamento de P&D)
A análise do δ13C do CH4 e do CO2 nos gases do solo e nos aterros sanitários tornou-se uma ferramenta essencial para distinguir entre fontes de carbono biogénicas e geogénicas. O metano presente nos solos pode ter origem na metanogênese microbiana, em fugas termogênicas de combustíveis fósseis ou mesmo em reações abióticas. Cada um destes processos sofre fracionamento isotópico de 13/12C, produzindo assinaturas de δ13C . Por exemplo, a literatura científica indica que as vias microbianas apresentam valores de metano com empobrecimento de ¹³C entre –50 e –110‰; o gás termogénico apresenta um empobrecimento moderado (–30 a –50‰), enquanto o metano abiótico ou derivado do manto pode estar comparativamente enriquecido (–5 a –30‰). Ao medir o δ13C juntamente com perfis de profundidade, é possível inferir a origem do metano se está sendo formado in situ sob condições anaeróbias ou se é gás fóssil migrado contaminando camadas superficiais do solo. O δ13C da fração de CO2 fornece informações complementares sobre o ciclo do carbono e a potencial contaminação, quando comparado com a fração de CH4 O CO2 exalado pelo solo proveniente da vegetação é normalmente mais negativo nos ecossistemas C3 (–22 a –37‰) e menos reduzido nos sistemas C4 (–9 a –15‰). Desvios em relação a estes intervalos, tais como um enriquecimento em direção a 0‰, podem indicar a dissolução de carbonatos ou a desgaseificação termogénica, em vez da respiração das raízes ou de microrganismos. Também se observou um enriquecimento de δ13C na fração de CO2 do gás de aterro, variando entre –10 e +15‰.
A análise do δ13C do etano (C2H6) e do propano (C3H8) fornece um contexto essencial para interpretar a origem dos gases, a par do metano. Como esses hidrocarbonetos de cadeia mais longa raramente são produzidos por vias microbianas, sua presença e composição isotópica servem como indicadores-chave de processos termogênicos ou abióticos. Em aplicações ambientais e energéticas, valores elevados δ13C no etano e no propano podem ajudar a distinguir fugas de combustíveis fósseis ou impactos da fraturação hidráulica da metanogênese puramente microbiana, enquanto as variações relativas entre CH4, C2H6 e C3H8 revelam vias de mistura, migração e contaminação de gases. Os valores típicos de etano e propano termogénicos situam-se, em média, em cerca de -30‰ (variação entre ≈-60‰ e -16‰), enquanto as fontes abióticas podem apresentar teores comparativamente mais elevados (aproximando-se, por vezes, de -5‰) e os sistemas microbianos caracterizam-se pela ausência ou pela presença apenas de vestígios destes gases. Ao analisar conjuntamente o metano, o etano e o propano, a SGS Beta fornece impressões isotópicas específicas de cada composto, que constituem uma base sólida para a atribuição de fontes, a monitorização ambiental e os estudos sobre o sistema petrolífero.
O δ13C pode indicar vias de formação; no entanto, a sua combinação com o 14C fornece informações tanto sobre o processo como sobre a idade, criando um poderoso quadro de isótopos duplos. Ao integrar a análise de δ13C com medições de radiocarbono (14C), é possível determinar a atividade do 14C(ou idade), a origem e o destino dos hidrocarbonetos e dos gases atmosféricos associados (CO e CO2). As amostras podem ser analisadas e os resultados apresentados através do ensaio de 14C em hidrocarbonetos biogénicos , em conformidade com a norma ASTM D6866, ou submetidas a análise de radiocarbono para a determinação do pMC medido (MpMC), do pMC convencional (CpMC), da idade aparente em radiocarbono em BP e do δ13C.
Contacte o seu gestor de conta ou US.Info.Beta@sgs.com para receber um questionário de análise isotópica específica de compostos, que deve ser preenchido, enviado e aprovado pela nossa equipa de laboratório antes do envio da amostra. A análise por cromatografia de gás, em conformidade com a norma ASTM D7833, também pode ser solicitada em conjunto com os nossos serviços de análise isotópica para amostras de metano, etano, propano e carbono total (gás a granel).
Volume de amostra e requisitos de recipientes: 2% (v/v) num saco de gás de folha de alumínio multicamadas com 0,6 L ou num IsoTube pressurizado.
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Para quaisquer dúvidas ou mais informações, contacte-nos através do endereço US.Info.Beta@sgs.com.
Referências:
Última atualização: abril de 2026
