O trabalho teve como objetivo avaliar o risco a exposição ocupacional a metais em incineradores de resíduos de serviços de saúde, com o intuito de verificar as condições de trabalho das usinas de incineração, a fim de proteger a saúde dos trabalhadores do setor e evitar danos ao meio ambiente. Resíduos de serviços de saúde são resíduos sépticos caracterizados como resíduo Classe I por apresentarem patogenicidade, portanto, seu estudo é de extrema importância para a saúde pública e para qualidade do meio ambiente. Um dos processos de tratamento recomendado pela legislação para este tipo de resíduo consiste na incineração. Este processo baseia-se na decomposição térmica via oxidação, com o objetivo de minimizar a toxicidade e o volume dos resíduos. A presença de metais nos resíduos a serem incinerados é uma preocupação, pois este processo provoca a partição do metal presente nos resíduos de alimentação da câmara de combustão, podendo ocorrer sua emissão juntamente com as cinzas, ou com os resíduos do sistema de controle de poluição ou, até mesmo, através da chaminé dependendo de sua volatilidade. Em face desta problemática, faz-se necessária avaliação do risco ocupacional gerado pela exposição ao material particulado e aos gases tóxicos gerados pelo processo. Esta avaliação consiste na caracterização das partículas através da medição de seus constituintes em massa por volume de ar do ambiente de trabalho amostrado. Para isso, foi aplicada metodologia específica e reconhecida do National Institute of Organization Safety Health (NIOSH), o qual recomenda para a amostragem de mercúrio a utilização de resina hopcalite, e para os demais metais a utilização de filtro de éster de celulose. Como técnicas analíticas, este instituto recomenda a utilização da espectrometria de absorção atômica por geração de vapor frio para determinação de mercúrio e da espectrometria de emissão atômica com plasma de argônio induzido para os demais metais. De acordo com os resultados, foram obtidas concentrações acima do limite estabelecido para arsênio, berílio, cádmio, chumbo e mercúrio. Portanto, foram propostas alterações tecnológicas no processo e adequação dos equipamentos de proteção, com o intuito de proteger a saúde dos trabalhadores, da população e evitar danos ao meio ambiente. / This project aimed to evaluate the risk of metal occupational exposition in hospital waste incinerators, in order to verify the incineration plant work conditions, to protect the workers\' health and to avoid damage to the environment. Hospital waste is septic, characterized as Hazardous Waste (Class I) due to its patogenicity, therefore their study is extremely important for public health and environment quality. One of the legally recommended treatment processes to this kind of waste is the incineration. This process is based on thermal decomposition by oxidation, to minimize the toxicity and the waste volume. The presence of metal in the waste to be incinerated is a concern, because this process causes the partition of the metal present in the feeding waste of the combustion camera, which could lead to its emission together with the ash or even with the pollution control system waste, or, even, through the chimney, depending on its volatility. Due to this issue, occupational risk evaluation generated by exposition to particulate material and toxic gases emitted by the process rests necessary. This evaluation consists of particle characterization by measuring the constituents in mass per volume of the environmental sampling air. In order to reach it, specific and recognized methodology from the National Institute of Organization Safety Health (NIOSH) was applied, which recommends for mercury sampling the use of hopcalite resin, and for the other metaIs the use of cellulose filter. As analytic techniques, this institute recommends the use of cold vapor atomic absorption spectrometry to mercury determination and the inductively coupled plasma emission spectrometry to the other metals. According to the results, the obtained concentrations were above the limit established for arsenic, beryllium, cadmium, lead and mercury. Therefore, technological alterations were proposed in the process and adaptation of the protection equipments, in order to protect the employees\' health, the population health and to avoid damage to the environment.

O trabalho teve como objetivo avaliar o risco a exposição ocupacional a metais em incineradores de resíduos de serviços de saúde, com o intuito de verificar as condições de trabalho das usinas de incineração, a fim de proteger a saúde dos trabalhadores do setor e evitar danos ao meio ambiente. Resíduos de serviços de saúde são resíduos sépticos caracterizados como resíduo Classe I por apresentarem patogenicidade, portanto, seu estudo é de extrema importância para a saúde pública e para qualidade do meio ambiente. Um dos processos de tratamento recomendado pela legislação para este tipo de resíduo consiste na incineração. Este processo baseia-se na decomposição térmica via oxidação, com o objetivo de minimizar a toxicidade e o volume dos resíduos. A presença de metais nos resíduos a serem incinerados é uma preocupação, pois este processo provoca a partição do metal presente nos resíduos de alimentação da câmara de combustão, podendo ocorrer sua emissão juntamente com as cinzas, ou com os resíduos do sistema de controle de poluição ou, até mesmo, através da chaminé dependendo de sua volatilidade. Em face desta problemática, faz-se necessária avaliação do risco ocupacional gerado pela exposição ao material particulado e aos gases tóxicos gerados pelo processo. Esta avaliação consiste na caracterização das partículas através da medição de seus constituintes em massa por volume de ar do ambiente de trabalho amostrado. Para isso, foi aplicada metodologia específica e reconhecida do National Institute of Organization Safety Health (NIOSH), o qual recomenda para a amostragem de mercúrio a utilização de resina hopcalite, e para os demais metais a utilização de filtro de éster de celulose. Como técnicas analíticas, este instituto recomenda a utilização da espectrometria de absorção atômica por geração de vapor frio para determinação de mercúrio e da espectrometria de emissão atômica com plasma de argônio induzido para os demais metais. De acordo com os resultados, foram obtidas concentrações acima do limite estabelecido para arsênio, berílio, cádmio, chumbo e mercúrio. Portanto, foram propostas alterações tecnológicas no processo e adequação dos equipamentos de proteção, com o intuito de proteger a saúde dos trabalhadores, da população e evitar danos ao meio ambiente. / This project aimed to evaluate the risk of metal occupational exposition in hospital waste incinerators, in order to verify the incineration plant work conditions, to protect the workers\' health and to avoid damage to the environment. Hospital waste is septic, characterized as Hazardous Waste (Class I) due to its patogenicity, therefore their study is extremely important for public health and environment quality. One of the legally recommended treatment processes to this kind of waste is the incineration. This process is based on thermal decomposition by oxidation, to minimize the toxicity and the waste volume. The presence of metal in the waste to be incinerated is a concern, because this process causes the partition of the metal present in the feeding waste of the combustion camera, which could lead to its emission together with the ash or even with the pollution control system waste, or, even, through the chimney, depending on its volatility. Due to this issue, occupational risk evaluation generated by exposition to particulate material and toxic gases emitted by the process rests necessary. This evaluation consists of particle characterization by measuring the constituents in mass per volume of the environmental sampling air. In order to reach it, specific and recognized methodology from the National Institute of Organization Safety Health (NIOSH) was applied, which recommends for mercury sampling the use of hopcalite resin, and for the other metaIs the use of cellulose filter. As analytic techniques, this institute recommends the use of cold vapor atomic absorption spectrometry to mercury determination and the inductively coupled plasma emission spectrometry to the other metals. According to the results, the obtained concentrations were above the limit established for arsenic, beryllium, cadmium, lead and mercury. Therefore, technological alterations were proposed in the process and adaptation of the protection equipments, in order to protect the employees\' health, the population health and to avoid damage to the environment.

[pt] A concentração e composição isotópica Delta13C dos n-alcanos C1-C5, tem-se mostrado como uma ferramenta poderosa na interpretação de processos de interesse nas áreas de exploração de hidrocarbonetos, estudo de mudanças climáticas, biodegradação de óleos e elucidação do ciclo global de carbono. Neste contexto, os estudos sobre análise de metano (C1) tem-se destacado e multiplicado devido à importância do C1 na indústria energética e ao potencial do C1 como gás de efeito estufa. A análise de amostras atmosféricas e de origem geológica é um desafio, já que a baixa concentração limita o uso da técnica CG-EMRI (Cromatografía Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas de Razão Isotópica) e obriga à utilização de elevado volume de amostra. Técnicas criogênicas de pré-concentração acopladas ao sistema CG-EMRI tem sido testadas com sucesso na análise de gases como dióxido de carbono (CO2), óxido nitroso (N2O), metano (CH4) e monóxido de carbono (CO). Neste estudo foi testado o uso de um dispositivo de concentração criogênica de gases (PreCon da Thermo Scientific), desenvolvido para análise de CH4 e N2O atmosféricos, na determinação da composição isotópica Delta13C dos n-alcanos C1-C5 (metano, etano, propano, iso-butano, n-butano, iso-pentano e n-pentano) em amostras gasosas. O dispositivo pré-concentrador permite, usando-se somente alguns mililitros de amostra, a coleta dos gases condensáveis (C2mais, CO2, Ar, N2, O2, N2O, H2O) em nitrogênio líquido (N2(l)), enquanto o metano (C1) é oxidado, crio-focalizado (como CO2) e injetado no sistema de CG-EMRI acoplado. Já que o dispositivo não oxida seletivamente os compostos introduzidos, é necessário realizar a combustão dos analitos fora do pré-concentrador após a separação cromatográfica. Esta limitante do equipamento representou o maior desafio no desenvolvimento da metodologia analítica. A pré-concentração e liberação dos gases analitos foram testadas mediante a avaliação da razão isotópica de padrões diluídos (no PreCon) e concentrados no sistema de CG-EMRI. Inicialmente, foi ajustada a análise dos n-alcanos C1-C5 usando a técnica convencional CG-EMRI (precisão analítica menor que 0.2 por cento) e posteriormente verificou-se a ausência de fracionamento durante a análise feita no dispositivo de pré-concentração criogênica (precisão analítica menor que 0.5 por cento). A liberação e determinação dos C2mais foram feitas via oxidação no sistema de CG-EMRI, confirmando a presença de uma interferência na análise do n-C4. Para garantir a oxidação seletiva do C1, foram testadas diferentes modificações nas armadilhas e na programação analítica. A introdução de coluna tipo PLOT (Porous Layer Open Tubular) nas armadilhas do equipamento e o uso de diferentes temperaturas criogênicas permitiram verificar a coleta quantitativa dos gases, a separação do metano dos C2mais e a diminuição de algumas interferências que podem ser coletadas em nitrogênio líquido (N2 e O2). Igualmente, as interferências da água, CO2, N2 e O2 e olefinas foram minimizadas pela introdução de uma armadilha de limpeza do gás de arraste. A metodologia desenvolvida foi testada mediante a análise do headspace de sete sedimentos que apresentaram baixas concentrações de C2-C4 na determinação por CG-DIC-DCT (Cromatografia Gasosa com Detector de Ionização de Chama e Detector de Condutividade Térmica). Igualmente foi analisada uma amostra de gás confinado em um amostrador especial tipo Isotube. A determinação da composição isotópica destas amostras confirmou a aplicabilidade da metodologia e do sistema. Nas amostras de menor concentração, o metano foi oxidado no PreCon e os C2-C4 foram coletados no dispositivo de pré-concentração para posterior oxidação no sistema de CG-EMRI. Devido ao uso de dois fornos de combustão, a análise de metano apresentou maior variabilidade ( mais ou menos 2 por cento) e as tentativas de focalizar e oxidar o metano no forno do sistema de CG-EMRI foram pouc / [en] The concentration and isotopic composition of n-alkanes C1-C5 has revealed as a powerful tool for interpretation of interesting processes in the oil exploration industry, studies of global climate change, oil biodegradation and carbon cycle elucidation. In this context, studies about methane analysis have been distinguished and multiplied due to the important role of C1 in the energy industry and its contribution for the greenhouse effect. The analysis of atmospheric and geological samples is a challenge, since the low concentration limits the use of the conventional GC-IRMS technique (Gas Chromatography coupled online with Isotopic Ratio Mass Spectrometry) and requires the use a large sample volume. Preconcentration techniques coupled to GC-IRMS systems have been successfully tested in gas analysis such as carbon dioxide (CO2), nitrous oxide (N2O), methane (CH4), and carbon monoxide (CO). In this study was tested the use of a gas preconcentration device (PreCon, Thermo Scientific), developed to determinate methane and nitrous oxide at atmospheric concentrations, in the determination of carbon isotope ratio of n-alkanes C1-C5 (methane, ethane, propane, iso-butane, n-butane, iso-pentane e n-pentane) in gas samples. The preconcentration device allows, using a few milliliters of sample, the trapping of condensable gases (C2plus, CO2, Ar, N2, O2, N2O, H2O) at low temperature (in liquid N2), while methane is oxidized, cryo-focused (as CO2) and injected in the GC-IRMS system coupled. However the equipment does not oxidize selectively the introduced compounds, it is necessary to carry out the combustion outside of preconcentrator after a chromatographic separation. This limiting represented the biggest challenge in the development of analytical methodology. The preconcentration and release of analytes were tested by evaluation of diluted standards (in PreCon) and concentrated standards in GC-IRMS system. Initially, the analyses of C1-C5 at high concentration was adjusted in the GC-IRMS system (analytical precision less than 0.2 per cent) and later was verified no fractionation due to PreCon device (analytical precision less than 0.5 per cent). The release and determination of C2plus were made by oxidation in the GC-IRMS system and was confirmed a presence of some interference in the analyses of n-butane. To ensure the selective oxidation of C1, there were tested a few modifications in the cryogenic traps and in the analytical method. The introduction of PLOT column in the traps, and the use of others cryogenic temperatures allowed to verify the quantitative collection of gas, the separation of non methane hydrocarbons and the decrease of interferences collected in liquid nitrogen (N2 and O2). Also, interferences like water, CO2, N2, O2 and olefins were minimized by introduction of a cleaning trap for the carrier gas. The developed methodology was tested analyzing the headspace of sediments that had low concentration of C2-C5 by GC-FID-TCD (Gas Chromatography with Flame ionization detector and thermal conductivity detector). Also, it was analyzed a sample of confined gas in a Isotube device. The determination of isotopic composition in these samples confirmed the applicability of methodology and system proposed. In samples with low concentration of n-alcanes, the methane was oxidized using the PreCon reator and the C2plus were concentrated using the PreCon but the oxidation was done in the GC-IRMS system. Because the reason of use two combustion reactors, the methane analysis showed high variability (more or less 2 per cent) and attempts to cryo-focus and oxidize methane in the GC-IRMS system were unsatisfactory due to co-elution. Through a PLOT column added in the preconcentration device was possible to collect the methane, however, the cryo-focusing was ineffective and the CO2 signal (product of methane oxidized) showed no identified interferences. Thus, to facilitate and ensure the simultaneous analysis of n-alcanes C1-C5, it is still necessary to install a valve to isolate the PreCon reactor allowing the direct pass of C2p

[pt] Esta dissertação de mestrado tem o seu foco no procedimento metodológico para análise de aço realizada no laboratório químico da aciaria da Companhia Siderúrgica de Tubarão para a certificação do produto e do processo. Neste procedimento, utiliza-se um equipamento de espectrometria baseado na emissão da radiação de átomos excitados presentes em um plasma gerado por uma centelha elétrica. O equipamento está configurado para analisar, simultaneamente teores de 18 elementos presentes em uma amostra de aço. O trabalho focou na estrutura de confiabilidade metrológica implantado no laboratório da CST, principalmente quanto ao procedimento de validação de métodos onde foram avaliadas as características de performance: Seletividade, Linearidade, Limite de detecção, sensibilidade, exatidão, precisão (repetitividade, reprodutibilidade) e robustez, conforme descrito no documento normativo do INMETRO (DOQCGCRE- 0008), mostrando assim que o método utilizado é adequado ao uso. Foi também dada uma especial atenção aos parâmetros de controle do equipamento analítico, a luz dos princípios básicos da técnica de espectroscopia de plasma, com o intuito de se avaliar o funcionamento dos sistemas de controle operacional do equipamento. / [en] This masters degree dissertation is focused on the methodological procedure for steel analysis in the chemical laboratory of CSTs steel making plant in order to certify the product and the process. In this procedure, spectrometry equipment is used based on the radiation emission of excited atoms present in plasma produced by electrical spark. The equipment is set to simultaneously analyze the contents of 18 elements present in a steel sample. The task is focused on the metrological reliability structure used by CSTs laboratory and mainly when it comes to the method validation procedure where the following performance characteristics were considered: Selectivity, Linearity, Detection Limit, Sensibility, Accuracy, Precision (repeatibility, reproducibility) and robustness, according to the INMETROs normative document (DOQ-CGCRE- 0008), thus showing that the method is adequate for its use. Special attention was given to the control parameters of the analytic equipment, based on basic principles of plasma spectrometry technique, in order to evaluate the functioning of the equipments operational control system.

O presente estudo propõe uma metodologia para dissolução de tecidos biológicos em sistema de micro-ondas com radiação focalizada e posterior análise elementar por espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ICPMS). Foram determinados os elementos arsênio (As), cádmio (Cd), cobre (Cu), chumbo (Pb), níquel (Ni), vanádio (V) e zinco (Zn). A matriz nitro-peroxo-sulfúrica foi comparada com outra sem o ácido sulfúrico e apresentou melhor padrão de recuperação (acima de 90%) na quantificação dos elementos certificados no material de referência TORT-2. As interferências causadas pela presença do ácido sulfúrico na matriz digestora foram contornadas com o uso da célula de reação/colisão com gás hélio (He) e adição deste ácido na composição da curva de quantificação. O ganho analítico proporcionado pelo método de digestão em matriz sulfúrica, em sistema não pressurizado, baseia-se no incremento da temperatura reacional e na degradação completa da matéria orgânica. As digestões tradicionalmente realizadas para quantificação por ICPMS, compostas unicamente de ácido nítrico (HNO3) e peróxido de hidrogênio (H2O2), não apresentam a mesma eficiência na degradação da matéria orgânica em sistemas abertos. Por fim, este método foi aplicado satisfatoriamente em amostras de tecido hepático de peixe Mugil liza (tainha), comprovando sua eficiência em monitorar a bioacumulação, utilizando-se da sensibilidade da técnica multielementar de ICPMS / This study proposes a methodology for dissolution of biological tissues in microwave system with focused radiation and subsequent elemental analysis by mass spectrometry with inductively coupled plasma (ICPMS). The elements arsenic (As), cadmium (Cd), copper (Cu), lead (Pb), nickel (Ni), vanadium (V) and zinc (Zn) were identified and quantified. The nitro-peroxo-sulfuric acid matrix was compared to another without sulfuric acid and showed better recovery (above 90%) in the quantification of elements in certified reference material TORT-2. The interferences caused by the presence of sulfuric acid in digesting matrix were bypassed by the use of ORS (octapole reaction system) with helium (He) gas and the addition of this acid in the composition of the quantification curve. The gain provided by the analytical method of digestion with sulfuric acid matrix in non-pressurized system, is based on increasing the reaction temperature and the complete degradation of organic matter. Digestions traditionally performed for quantification by ICPMS, composed only with nitric acid (HNO3) and hydrogen peroxide (H2O2), are not as efficient in the degradation of organic matter in open systems. Finally, this method was satisfactorily applied in samples of liver tissue of fish Mugil liza (mullet), proving its effectiveness in monitoring the bioaccumulation, using the sensitivity of multielemental ICPMS technique

O presente estudo propõe uma metodologia para dissolução de tecidos biológicos em sistema de micro-ondas com radiação focalizada e posterior análise elementar por espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ICPMS). Foram determinados os elementos arsênio (As), cádmio (Cd), cobre (Cu), chumbo (Pb), níquel (Ni), vanádio (V) e zinco (Zn). A matriz nitro-peroxo-sulfúrica foi comparada com outra sem o ácido sulfúrico e apresentou melhor padrão de recuperação (acima de 90%) na quantificação dos elementos certificados no material de referência TORT-2. As interferências causadas pela presença do ácido sulfúrico na matriz digestora foram contornadas com o uso da célula de reação/colisão com gás hélio (He) e adição deste ácido na composição da curva de quantificação. O ganho analítico proporcionado pelo método de digestão em matriz sulfúrica, em sistema não pressurizado, baseia-se no incremento da temperatura reacional e na degradação completa da matéria orgânica. As digestões tradicionalmente realizadas para quantificação por ICPMS, compostas unicamente de ácido nítrico (HNO3) e peróxido de hidrogênio (H2O2), não apresentam a mesma eficiência na degradação da matéria orgânica em sistemas abertos. Por fim, este método foi aplicado satisfatoriamente em amostras de tecido hepático de peixe Mugil liza (tainha), comprovando sua eficiência em monitorar a bioacumulação, utilizando-se da sensibilidade da técnica multielementar de ICPMS / This study proposes a methodology for dissolution of biological tissues in microwave system with focused radiation and subsequent elemental analysis by mass spectrometry with inductively coupled plasma (ICPMS). The elements arsenic (As), cadmium (Cd), copper (Cu), lead (Pb), nickel (Ni), vanadium (V) and zinc (Zn) were identified and quantified. The nitro-peroxo-sulfuric acid matrix was compared to another without sulfuric acid and showed better recovery (above 90%) in the quantification of elements in certified reference material TORT-2. The interferences caused by the presence of sulfuric acid in digesting matrix were bypassed by the use of ORS (octapole reaction system) with helium (He) gas and the addition of this acid in the composition of the quantification curve. The gain provided by the analytical method of digestion with sulfuric acid matrix in non-pressurized system, is based on increasing the reaction temperature and the complete degradation of organic matter. Digestions traditionally performed for quantification by ICPMS, composed only with nitric acid (HNO3) and hydrogen peroxide (H2O2), are not as efficient in the degradation of organic matter in open systems. Finally, this method was satisfactorily applied in samples of liver tissue of fish Mugil liza (mullet), proving its effectiveness in monitoring the bioaccumulation, using the sensitivity of multielemental ICPMS technique