In this work a procedure for arsenic speciation using criogenic trapping coupled to hydride generation atomic absorption spectrometry (HG-CT-AAS) was developed. Biological (chiken liver) and drug (N-methylglucamine antimonate)samples were investigated and the biological sample was introduced using slurry sampling to avoid the use of an extraction step. The material and the size of the cryogenic trapping tube ( U tube) were the parameters chosen to check the performance of the criogenic trapping step and arsenic species separation. The development of a new gas-liquid separator was also investigated. In addition, slurry concentration, foaming formed during the reaction with NaBH4, use of surfactant (Triton X-100) to achieve a homogenized particle distribution and the concentration of NaBH4 were studied. The results obtained using slurry sampling were compared with those using extraction with diluted phosphoric acid and tetramethylammonium hydroxide (TMAH) in different concentration. Water and biological tissue certified reference materials were used to evaluate the accuracy. The best separation efficiency of inorganic arsenic species, monomethylarsonic acid (MMA), dimethylarsinic acid (DMA) and trimethylarsine oxide (TMAO) was achieved using a quartz U tube (305 mm of length, 2.5 mm i.d. and 24 mm of broad). Using 1% (m/v) NaBH4, 1% (m/v) anti-foaming and sample injection of 0.5 ml (slurry in the concentration of 10%, m/v), prepared in 0.5% Triton, the recovery for arsenic (in inorganic form) was 71.6 ± 2.3%. With the addition of 5% (m/v) TMAH in the slurry, the recovery was 75.4 ± 1.9%. It is important to point out that the recoveries obtained for the other arsenic species were similar in comparison with arsenic in inorganic form. Limits of detection (LOD) were 0.09, 0.03, 0.04 and 0.06 mg g-1 for inorganic As, MMA, DMA and TMAO, respectively. Using the proposed procedure by HG-CT-AAS it was possible to analyze four arsenic species with the respective oxidation state. However, due to low recoveries obtained, the procedure was not used as an alternative for arsenic speciation in biological samples using slurry sampling. Therefore, additional studies could be performed in order to obtain better results. The procedure HG-CT-AAS was also used for arsenic speciation in Nmethylglucamine antimonate (meglumine antimonate) drug. Initially, suppression in the analytical signal was observed due to high concentration of Sb in the matrix sample. Therefore, the use of citric acid (1 to 10%) and hydrogen (15 to 33 ml min-1) and oxygen (32 to 70 ml min-1) flow rate were studied to avoid SbH3 formation and, consequently, enhance the resistance towards atomization interferences due to more uniform filling of the optical tube volume with H-radicals. The development of a valve, positioned before the atomizer, to release the SbH3 formed, was used to reduce the interference. Using hydrogen (21 ml min-1) and oxygen (45 ml min-1) and the valve, recoveries of 94.9 ± 3.3, 103.3 ± 8.3, 95.3 ± 4.7 and 100.8 ± 3.1% were obtained for inorganic arsenic species, MMA, DMA, TMAO, respectively. In spite of good recoveries were obtained for all arsenic species studied, only the inorganic arsenic determination was performed, since other species were not observed in the drug samples. The results obtained for inorganic As(III) and As(V) in five samples by HGCT- AAS were compared with those obtained for total arsenic concentration obtained by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). In addition, inorganic As(III) and As(V) determination was performed by liquid chromatography (LC) coupled to ICP-MS. No statistic difference (t-test with confidence level of 95%) was observed between the results obtained for total As and As(III) e As(V), determined by HG-CT-AAS with those obtained by ICP-MS and LC-ICP-MS. The LOD for As determination in inorganic form using the proposed procedure was 0.11 mg l-1. Therefore, it was possible to determine As(III) and As(V), in the inorganic form, in low concentrations in the meglumine antimonate drug, since the Sb interference was avoided by HG-CT-AAS. In addition, the proposed procedure presents a relatively, low coast in comparison with other techniques used for arsenic speciation, as LCICP-MS. / Neste trabalho é proposto um procedimento para a análise de especiação de arsênio empregando pré-concentração com aprisionamento criogênico e determinação por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos (HG-CT-AAS). O procedimento foi aplicado para a análise de especiação de As em amostra biológica (fígado de frango) e de medicamento (antimoniato de meglumina), sendo que a amostra biológica foi introduzida na forma de suspensão, evitando, assim, o uso de uma etapa de extração. As dimensões e o material utilizado na etapa de aprisionamento foram os critérios escolhidos para avaliar o desempenho de retenção e separação das espécies. O desenvolvimento de um separador gáslíquido (GLS) também foi avaliado. A concentração da suspensão de material biológico, formação de espuma durante a reação de redução com NaBH4, uso de tensoativo (Triton X-100) para uniformizar a distribuição das partículas na solução e a concentração da solução de NaBH4, foram estudados. Os resultados obtidos com o emprego da amostragem direta de suspensão foram comparados com o procedimento de extração empregando H3PO4 diluído e com o uso de hidróxido de tetrametilamônio (TMAH) em diferentes concentrações. Materiais de referência certificados de água e tecido biológico foram empregados para a avaliação da exatidão do procedimento. A melhor eficiência de separação entre as espécies de As na forma inorgânica, ácido monometilarsônico (MMA), ácido dimetilarsínico (DMA) e óxido de trimetilarsina (TMAO), foi obtida empregando um tubo em U de quartzo com 305 mm de comprimento, 2,5 mm d.i. e 24 mm de largura. Utilizando uma solução de NaBH4 1% (m/v), adição de anti-espumante (1%, m/v) e injeção de 0,5 ml de amostra (suspensão 10%), preparada em 0,5% (m/v) de Triton, a recuperação obtida foi de 71,6 ± 2,3% para a espécie de As na forma inorgânica. Com o emprego da adição de TMAH (5%, m/v) na suspensão 10% o valor da recuperação de As na forma inorgânica foi de 75,4 ± 1,9%. Cabe ressaltar que os valores das recuperações obtidas para as demais espécies foram da mesma ordem de magnitude em comparação com a espécie de As na forma inorgânica. Os limites de detecção (LOD) obtidos foram de 0,09, 0,03, 0,04 e 0,06 mg g-1 para as espécies de As na forma inorgânica, MMA, DMA e TMAO, respectivamente. O procedimento de HG-CT-AAS permitiu a análise de especiação de quatro espécies de As com a identificação dos respectivos estados de oxidação. Contudo, devido aos teores de recuperação obtidos não terem sido quantitativos, o procedimento não foi implementado como uma metodologia alternativa para a análise de especiação de As em material biológico com amostragem direta de suspensão. O procedimento de HG-CT-AAS foi, também, utilizado para a análise de especiação de As no medicamento antimoniato de N-metilglucamina (antimoniato de meglumina). Foi verificada a supressão do sinal analítico devido à elevada concentração de Sb na matriz do medicamento. Desta forma, o emprego de ácido cítrico (1 a 10%) e a vazão de hidrogênio (15 a 33 ml min-1) e oxigênio (32 a 70 ml min-1) foram estudados para reduzir a formação de SbH3 e promover maior tolerância à atomização de interferente, respectivamente. O desenvolvimento de uma válvula, previamente à etapa de atomização, para a liberação da estibina (SbH3) formada, também foi empregada para verificar a redução da ação do interferente. Para as vazões de hidrogênio (21 ml min-1) e oxigênio (45 ml min-1), juntamente como emprego da válvula, as recuperações obtidas foram de 94,9 ± 3,3, 103,3 ± 8,3, 95,3 ± 4,7 e 100,8 ± 3,3% para as espécies de As na forma inorgânica, MMA, DMA, TMAO, respectivamente. Embora recuperações quantitativas tenham sido obtidas para todas as espécies de As estudadas, apenas a determinação de As na forma inorgânica foi efetuada, visto que não foram identificadas outras espécies de As no medicamento. Os resultados obtidos para a determinação de As(III) e As(V) na forma inorgânica por HG-CT-AAS em cinco lotes do medicamento foram, posteriormente, comparados com os resultados obtidos para a determinação da concentração total de As empregando a espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Adicionalmente, a determinação de As(III) e As(V) na forma inorgânica foi feita por cromatografia a líquido (LC) acoplada a ICPMS. Os resultados obtidos por ICP-MS e LC-ICP-MS foram comparados, individualmente, com os resultados obtidos empregando o procedimento por HG-CTAAS (teste-t com intervalo de confiança de 95%) e não apresentaram diferença estatística. O LOD para a determinação de As na forma inorgânica, para o procedimento proposto, foi de 0,11 mg l-1. Portanto, foi possível efetuar a determinação de As(III) e As(V), na forma inorgânica, no medicamento antimoniato de meglumina, visto que a interferência da matriz foi minimizada com o emprego da HG-CT-AAS. Adicionalmente, o procedimento proposto por HG-CT-AAS possui um custo de montagem e análise, relativamente, baixo quando comparado a outras técnicas como, por exemplo, LC-ICP-MS.

A aplicação de fertilizantes aos solos é frequente devido à atual demanda mundial pela produção de alimentos e às projeções feitas para o futuro. Fertilizantes orgânicos têm sido uma opção amplamente explorada devido ao seu preço, possibilidade de reuso de resíduos agriculturais e urbanos, além do caráter sustentável. Podem ser provenientes de diversas origens como lodo de esgoto, estercos e restos de animais e vegetais submetidos a processos de compostagem. Neste trabalho, foi desenvolvido método para determinação elementar total em fertilizantes orgânicos, substratos e condicionadores de solo, e realizados estudos de fracionamento e análise de especiação em fertilizante orgânico. Assim, foi realizada a caracterização geral das amostras com fracionamento por tamanho de partícula, análises dos teores de C e N, difração de Raios-X e determinação elementar total. Para este último, foi desenvolvido método de digestão assistida por radiação micro-ondas, com análise por ICP OES. O procedimento foi otimizado para diferentes misturas ácidas, as quais foram avaliadas quanto aos erros relativos para diversos elementos em CRM de lodo de esgoto, utilizando PCA como ferramenta estatística. A mistura escolhida, constituída por 3 mL HNO3 + 1 mL HBF4 + 2 mL H2O, foi utilizada para digestão das amostras. Apenas a concentração total não traz informações a respeito da mobilidade e disponibilidade dos elementos, então estudos de fracionamento elementar também foram realizados. Na primeira abordagem foi executado fracionamento por tamanho de partícula, no qual foi observado que quanto menor o tamanho de partícula menor o teor de C e maior o teor de N, e maior a concentração de micronutrientes e contaminantes (Cr, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn), indicando que estes elementos podem estar mais associados a frações com mais características inorgânicas e maior teor de humificação (dado pela razão C/N). A segunda abordagem refere-se à associação dos elementos com diferentes componentes da matriz seguindo o procedimento de extração sequencial do BCR e extrações em etapa única para avaliar a mobilidade, sendo os extratos analisados por ICP-MS. O elemento Cr mostrou baixa mobilidade e bioacessibilidade. Cu está associado, principalmente, à fração orgânica da matriz, porém também pouco móvel. Fe e Pb também apresentaram baixa mobilidade e associados, principalmente, a óxidos da amostra. Mn e Zn mostraram alta mobilidade, sendo também associados a matéria orgânica e aos óxidos. A análise de especiação dos extratos obtidos foi realizada por SEC-ICP-MS, de modo a investigar a associação dos elementos extraídos com ácidos húmicos e fúlvicos. Nenhum sinal de Cr estava relacionado com a matéria orgânica, enquanto que os elementos Cu, Fe e Pb mostraram associação com ácidos húmicos. Mn apresentou espécies associadas a ácidos fúlvicos, enquanto que o Zn, não está associado a espécies orgânicas. / Fertilizers are frequently applied to soils due to actual global food demand and its future projections. Organic fertilizers have been extensively employed due to its price, as a reuse possibility to agricultural and urban wastes, and its sustainable character. They can be prepared from various sources, such as sewage sludge, manure and plants and animal scraps, submitted to composting process. In this work, it was developed a total elements determination method, as well as fractionating studies and speciation analysis of organic fertilizer. Thus, organic fertilizer samples were generally characterized using particle size fractionating, C and N content analysis, X-Ray diffraction and total elements determination. To the last, it was developed a sample preparation method by microwave-assisted digestion and ICP OES analysis. Digestion procedure was optimized using various acid mixtures, which were evaluated due to its relative errors related to sewage sludge CRM values, using PCA as a statistical tool. The chosen acid mixture constituted of 3 mL HNO3 + 1 mL HBF4 + 2 mL H2O was applied to samples digestion and their total elements determination. As total concentration is not enough to predict elements mobility and bioavailability, fractionation studies were conducted. The first approach was the particle size fractionation, were it was observed that the smaller the particle size the higher the micronutrients and contaminants concentration (Cr, Cu, Fe, Mn and Zn), along with lower C contents and higher N contents, indicating that these elements are associated with inorganic fractions, or with highly humified compounds (due to the lower C/N ratio). A second approach refers to elements association with various matrix components, using BCR and single-step extraction procedures to investigate elements mobility and bioavailability, with ICP-MS analysis of extracts. Cr was poorly mobile and bioavailable. Cu was bound to organic fraction, but also poorly mobile and bioavailable. Fe and Pb were also weakly mobile, and were mostly associated with oxides on matrix. Mn and Zn were greatly mobile and bioavailable, and were also mainly associated with oxides on matrix. Speciation analysis of extract was performed by SEC-ICP-MS, investigating elements association with humic and fulvic acids on previous extracts. Cr could not be associated with any humic substance, as expected with previous extractions results. Cu, Fe and Pb had identifiable species associated with humic acids, while Mn was associated with fulvic acids. Zn, even though high mobile, was not associated with any organic species.

A aplicação de fertilizantes aos solos é frequente devido à atual demanda mundial pela produção de alimentos e às projeções feitas para o futuro. Fertilizantes orgânicos têm sido uma opção amplamente explorada devido ao seu preço, possibilidade de reuso de resíduos agriculturais e urbanos, além do caráter sustentável. Podem ser provenientes de diversas origens como lodo de esgoto, estercos e restos de animais e vegetais submetidos a processos de compostagem. Neste trabalho, foi desenvolvido método para determinação elementar total em fertilizantes orgânicos, substratos e condicionadores de solo, e realizados estudos de fracionamento e análise de especiação em fertilizante orgânico. Assim, foi realizada a caracterização geral das amostras com fracionamento por tamanho de partícula, análises dos teores de C e N, difração de Raios-X e determinação elementar total. Para este último, foi desenvolvido método de digestão assistida por radiação micro-ondas, com análise por ICP OES. O procedimento foi otimizado para diferentes misturas ácidas, as quais foram avaliadas quanto aos erros relativos para diversos elementos em CRM de lodo de esgoto, utilizando PCA como ferramenta estatística. A mistura escolhida, constituída por 3 mL HNO3 + 1 mL HBF4 + 2 mL H2O, foi utilizada para digestão das amostras. Apenas a concentração total não traz informações a respeito da mobilidade e disponibilidade dos elementos, então estudos de fracionamento elementar também foram realizados. Na primeira abordagem foi executado fracionamento por tamanho de partícula, no qual foi observado que quanto menor o tamanho de partícula menor o teor de C e maior o teor de N, e maior a concentração de micronutrientes e contaminantes (Cr, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn), indicando que estes elementos podem estar mais associados a frações com mais características inorgânicas e maior teor de humificação (dado pela razão C/N). A segunda abordagem refere-se à associação dos elementos com diferentes componentes da matriz seguindo o procedimento de extração sequencial do BCR e extrações em etapa única para avaliar a mobilidade, sendo os extratos analisados por ICP-MS. O elemento Cr mostrou baixa mobilidade e bioacessibilidade. Cu está associado, principalmente, à fração orgânica da matriz, porém também pouco móvel. Fe e Pb também apresentaram baixa mobilidade e associados, principalmente, a óxidos da amostra. Mn e Zn mostraram alta mobilidade, sendo também associados a matéria orgânica e aos óxidos. A análise de especiação dos extratos obtidos foi realizada por SEC-ICP-MS, de modo a investigar a associação dos elementos extraídos com ácidos húmicos e fúlvicos. Nenhum sinal de Cr estava relacionado com a matéria orgânica, enquanto que os elementos Cu, Fe e Pb mostraram associação com ácidos húmicos. Mn apresentou espécies associadas a ácidos fúlvicos, enquanto que o Zn, não está associado a espécies orgânicas. / Fertilizers are frequently applied to soils due to actual global food demand and its future projections. Organic fertilizers have been extensively employed due to its price, as a reuse possibility to agricultural and urban wastes, and its sustainable character. They can be prepared from various sources, such as sewage sludge, manure and plants and animal scraps, submitted to composting process. In this work, it was developed a total elements determination method, as well as fractionating studies and speciation analysis of organic fertilizer. Thus, organic fertilizer samples were generally characterized using particle size fractionating, C and N content analysis, X-Ray diffraction and total elements determination. To the last, it was developed a sample preparation method by microwave-assisted digestion and ICP OES analysis. Digestion procedure was optimized using various acid mixtures, which were evaluated due to its relative errors related to sewage sludge CRM values, using PCA as a statistical tool. The chosen acid mixture constituted of 3 mL HNO3 + 1 mL HBF4 + 2 mL H2O was applied to samples digestion and their total elements determination. As total concentration is not enough to predict elements mobility and bioavailability, fractionation studies were conducted. The first approach was the particle size fractionation, were it was observed that the smaller the particle size the higher the micronutrients and contaminants concentration (Cr, Cu, Fe, Mn and Zn), along with lower C contents and higher N contents, indicating that these elements are associated with inorganic fractions, or with highly humified compounds (due to the lower C/N ratio). A second approach refers to elements association with various matrix components, using BCR and single-step extraction procedures to investigate elements mobility and bioavailability, with ICP-MS analysis of extracts. Cr was poorly mobile and bioavailable. Cu was bound to organic fraction, but also poorly mobile and bioavailable. Fe and Pb were also weakly mobile, and were mostly associated with oxides on matrix. Mn and Zn were greatly mobile and bioavailable, and were also mainly associated with oxides on matrix. Speciation analysis of extract was performed by SEC-ICP-MS, investigating elements association with humic and fulvic acids on previous extracts. Cr could not be associated with any humic substance, as expected with previous extractions results. Cu, Fe and Pb had identifiable species associated with humic acids, while Mn was associated with fulvic acids. Zn, even though high mobile, was not associated with any organic species.