Theoretical binary δ¹³C–Δ¹⁴C mixing curve and isoprenoid analysis of end-members for petrogenic carbon quantification in Brazilian mangrove sediment

A contaminação por petróleo em ecossistemas de manguezal apresenta desafios significativos para o monitoramento ambiental devido à complexa mistura de matéria orgânica biogênica e petrogênica. A sobreposição das assinaturas de δ¹³C da matéria orgânica do manguezal e de certos óleos brutos limita o poder discriminatório dos isótopos derivados de carbono, ressaltando a necessidade de abordagens com maior resolução isotópica para a interpretação das contribuições petrogênicas nessas matrizes. Este estudo caracteriza as propriedades isotópicas (δ¹³C e Δ¹⁴C) e moleculares-geoquímicas (biomarcadores isoprenóides acíclicos: pristano e fitano) dos componentes extremos de um sistema de mistura binária e constrói uma curva de mistura teórica para a estimativa quantitativa das frações de carbono petrogênico em sedimentos costeiros. Um sedimento de manga preservado e um petróleo bruto pesado da Bacia do Recôncavo (Brasil) foram selecionados e analisados ​​quanto a δ¹³C e Δ¹⁴C por espectrometria de massa com acelerador (AMS), bem como biomarcadores isoprenoides acíclicos (pristano e fitano). A curva de mistura binária foi derivada da inovação de balanço de massa isotópica e ancorada aos valores medidos de ambos os componentes. As análises revelam assinaturas isotópicas contrastantes, com o sinal do sedimento amplificando o contraste isotópico para valores próximos ao máximo possível dentro do sistema de radiocarbono natural. Enquanto o δ¹³C se caracteriza como fontes de matéria orgânica de cada componente, o Δ¹⁴C fornece uma resolução diagnóstica que o δ¹³C sozinho não consegue alcançar em matrizes de mangue. Uma análise de biomarcadores confirmou a identidade geoquímica do componente de petróleo. A curva de mistura binária demonstra que aportes mínimos de carbono fóssil apresentam desvios de Δ¹⁴C detectáveis ​​​​acima da incerteza analítica do AMS, e a descoberta de mistura inversa permite uma estimativa quantitativa da fração de carbono fóssil independentemente dos efeitos de intemperismo que especificamente comprometem os biomarcadores moleculares. Essas descobertas apresentam para a sistematização da abordagem de isótopos de carbono duplos na análise forense ambiental de petróleo e estabelecem uma referência geoquímica para o monitoramento da poluição em ecossistemas costeiros brasileiros, com base em componentes finais geoquimicamente representativos da produção petrolífera brasileira.