Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WanessaPNS_DISSERT_PARCIAL.pdf: 561641 bytes, checksum: a77873b2962f7c4cd011f5b8eea3fa7f (MD5) Previous issue date: 2012-07-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Environmental sustainability has become one of the topics of greatest interest in industry, mainly due to effluent generation. Phenols are found in many industries effluents, these industries might be refineries, coal processing, pharmaceutical, plastics, paints and paper and pulp industries. Because phenolic compounds are toxic to humans and aquatic organisms, Federal Resolution CONAMA No. 430 of 13.05.2011 limits the maximum content of phenols, in 0.5 mg.L-1, for release in freshwater bodies. In the effluents treatment, the liquid-liquid extraction process is the most economical for the phenol recovery, because consumes little energy, but in most cases implements an organic solvent, and the use of it can cause some environmental problems due to the high toxicity of this compound. Because of this, exists a need for new methodologies, which aims to replace these solvents for biodegradable ones. Some literature studies demonstrate the feasibility of phenolic compounds removing from aqueous effluents, by biodegradable solvents. In this extraction kind called "Cloud Point Extraction" is used a nonionic surfactant as extracting agent of phenolic compounds. In order to optimize the phenol extraction process, this paper studies the mathematical modeling and optimization of extraction parameters and investigates the effect of the independent variables in the process. A 32 full factorial design has been done with operating temperature and surfactant concentration as independent variables and, parameters extraction: Volumetric fraction of coacervate phase, surfactant and residual concentration of phenol in dilute phase after separation phase and phenol extraction efficiency, as dependent variables. To achieve the objectives presented before, the work was carried out in five steps: (i) selection of some literature data, (ii) use of Box-Behnken model to find out mathematical models that describes the process of phenol extraction, (iii) Data analysis were performed using STATISTICA 7.0 and the analysis of variance was used to assess the model significance and prediction (iv) models optimization using the response surface method (v) Mathematical models validation using additional measures, from samples different from the ones used to construct the model. The results showed that the mathematical models found are able to calculate the effect of the surfactant concentration and the operating temperature in each extraction parameter studied, respecting the boundaries used. The models optimization allowed the achievement of consistent and applicable results in a simple and quick way leading to high efficiency in process operation. / A sustentabilidade ambiental tem se tornado um dos temas de maior interesse nas ind?strias, principalmente devido ? gera??o de efluentes. Os fen?is s?o encontrados em efluentes de v?rias ind?strias, como em refinarias, processamento de carv?o, ind?strias farmac?uticas, de pl?sticos, de tintas e de papel e celulose. Devido os compostos fen?licos serem compostos t?xicos ao ser humano e tamb?m a organismos aqu?ticos, a Resolu??o Federal CONAMA n? 430, de 13/5/2011 limita o teor m?ximo de fen?is, para lan?amento em corpos de ?gua doce, em 0,5 mg.L-1. No processo de tratamento desses efluentes, o processo de extra??o l?quido-l?quido ? o processo mais econ?mico para a recupera??o do fenol, pois consome pouca energia, mas, na maioria das vezes, implementa um solvente org?nico, sendo que o uso deste pode acarretar certos problemas ambientais, decorrentes da alta toxicidade que ele apresenta. Devido a isto, existe a necessidade de desenvolver novas metodologias, as quais visem a substitui??o destes solventes por compostos biodegrad?veis. Alguns trabalhos da literatura comprovam a viabilidade da remo??o de compostos fen?licos de efluentes aquosos, atrav?s de solvente biodegrad?vel. Nesse tipo de extra??o denominada Extra??o Ponto Nuvem ? utilizado um tensoativo n?o i?nico como agente extrator dos compostos fen?licos. Visando otimizar o processo de extra??o de fenol, o presente trabalho aborda a modelagem matem?tica e otimiza??o dos par?metros da extra??o e investiga o efeito das vari?veis independentes no processo. Foi empregando um delineamento fatorial 32 completo que teve como vari?veis independentes a temperatura de opera??o e a concentra??o de tensoativo e, como vari?veis dependentes, os par?metros de extra??o: Fra??o volum?trica da fase coacervato, concentra??o residual de tensoativo e de fenol na fase dilu?da ap?s a separa??o de fases e efici?ncia de extra??o do fenol. Para se alcan?ar os objetivos, o trabalho foi realizado em cinco etapas: (i) sele??o de alguns dados da literatura; (ii)aplica??o do modelo Box-Behnken para encontrar modelos matem?ticos que descrevem o processo de extra??o de fenol; (iii) C?lculo da ANOVA com aux?lio do programa STATISTICA 7.0 para avaliar a signific?ncia e predi??o dos modelos; (iv) Otimiza??o dos modelos atrav?s de superf?cies de respostas; (v) Valida??o dos modelos matem?ticos a partir da tomada de medidas adicionais, com amostras diferentes das utilizadas na obten??o dos modelos. Os resultados obtidos mostraram que os modelos matem?ticos encontrados s?o capazes de calcular o efeito da concentra??o do tensoativo e da temperatura de opera??o em cada par?metro de extra??o estudado, respeitando as faixas trabalhadas. A otimiza??o dos modelos obtidos permitiu de forma simples e r?pida resultados coerentes e aplic?veis na opera??o para se alcan?ar resultados elevados de efici?ncia

Procedimentos analíticos limpos e com alta sensibilidade foram desenvolvidos para a determinação de espécies de interesse ambiental (carbaril, sulfato e cloro livre). Os procedimentos foram baseados no acoplamento de sistemas de análises em fluxo com microbombas solenoides à espectrofotometria com longo caminho óptico ou em procedimentos de extração em ponto nuvem, visando a concentração das espécies de interesse sem o emprego de solventes tóxicos. A determinação de carbaril em águas naturais foi baseada em uma dupla extração em ponto nuvem: uma etapa de clean-up para a remoção de substâncias orgânicas interferentes e outra de pré-concentração do indofenol formado na reação com a forma oxidada do p-aminofenol. Resposta linear foi observada entre 10 e 500 µg L-1, com absortividade molar aparente estimada em 4,6x105 L mol-1 cm-1. O limite de detecção foi estimado em 7 µg L-1 e coeficiente de variação em 3,4% (n = 8). Recuperações entre 91 e 99% foram estimadas para adições de carbaril em amostras de águas naturais. Uma cela simples e de baixo custo com 30 cm de caminho óptico foi construída para medidas espectrofotométricas. A cela apresenta características desejáveis como baixa atenuação do feixe de radiação e volume interno (75 µL) comparável a de uma cela convencional. O desempenho da cela foi avaliado na determinação de fosfato utilizando o método azul de molibdênio com resposta linear obtida entre 0,05 e 0,8 mg L-1 de fosfato (r = 0,999). O aumento na sensibilidade (30,4 vezes) em comparação com o obtido com uma cela de fluxo convencional de 1 cm está de acordo com o estimado pela lei de Lambert-Beer. A formação do indofenol foi também explorada para a determinação de carbaril no procedimento em fluxo com celas de 30 e 100 cm. Respostas lineares; limite de detecção e coeficiente de variação foram estimados entre 50 - 750 e 5 - 200 µg L-1; 4,0 e 1,7 µg L-1 e 2,3 e 0,7%, respectivamente, para as celas de 30 e 100 cm. O procedimento proposto foi seletivo para a determinação de carbaril, sem interferências de outros pesticidas carbamatos. O resíduo gerado foi tratado com persulfato de potássio e irradiação ultravioleta, com redução de 94% do carbono orgânico total, não sendo o resíduo degradado considerado tóxico, frente às bactérias Vibrio-fischeri. A determinação de sulfato foi baseada em medidas turbidimétricas com cela de fluxo de 1 cm, com resposta linear observada entre 20 - 200 mg L-1. Deriva de linha base não foi observada em função do fluxo pulsado gerado pelas microbombas solenoides. O limite de detecção e o coeficiente de variação (n = 20) foram estimados em 3 mg L-1 e 2,4%, respectivamente, com frequência de amostragem de 33 determinações por hora. Para aumentar a sensibilidade, uma cela de fluxo de 100 cm foi empregada e deriva de linha base foi evitada utilizando uma etapa de limpeza periódica com EDTA em meio alcalino. Resposta linear foi observada entre 7 - 16 mg L-1 com limite de detecção de 150 µg L-1 e coeficiente de variação de 3,0% (n = 20). A frequência de amostragem foi estimada em 25 determinações por hora. Resultados obtidos para amostras de águas naturais e de chuva foram concordantes a nível de confiança de 95% com o procedimento turbidimétrico em batelada. A determinação de cloro livre em águas naturais e de torneira foi baseada na reação com N,N-dietil-p-fenilenodiamina, com resposta linear entre 5 e 100 µg L-1 de hipoclorito e limite de detecção e coeficiente de variação estimados em 0,23 µg L-1 e 3,4%, respectivamente. A frequência de amostragem foi estimada em 58 determinações por hora. / Clean analytical procedures with high sensitivity for the determination of species of environmental interest (carbaryl, sulphate and chlorine) were developed. Flow systems with solenoid micropumps were coupled to long optical pathlength spectrophotometry or cloud point extraction procedures, aiming the concentration of species for determination without employing toxic solvents. Carbaryl determination in natural waters was based on a double cloud point extraction: a clean-up step for removal of interfering organic species and pre-concentration of the indophenol blue, formed in the reaction with the oxidized of p-aminophenol. Linear response was observed between 10 and 50 µg L-1, with apparent molar absortivity estimated as 4.6x105 L mol-1 cm-1. Detection limit was estimated as 7 mg L-1 and the coefficient of variation as 3.4% (n = 8). Recoveries between 91 and 99% were obtained for carbaryl spiked to natural waters. A simple and low cost flow cell with 30 cm optical path was constructed for spectrophotometric measurements. The cell shows desirable characteristics such as reduced attenuation of the radiation beam and internal volume (75 µL) comparable to conventional flow cells. The performance was evaluated by phosphate determination by the molibdenium blue method, with linear response between 0.05 and 0.8 mg L-1 of phosphate (r = 0.999). The increase in sensitivity (30.4 fold) in comparison to the obtained with a conventional 1 cm optical path flow cell agreed to theoretical value estimated by the Lambert-Beer law. The determination of carbaryl was also carried out in a flow system coupled to 30 and 100 cm optical path flow cells, also exploiting the formation of indophenol compound. Linear responses, detection limits and coefficients of variation were 50 - 750 and 5 - 200 µg L-1;4.0 and 1.7 µg L-1 and 2.3 and 0.7%, respectively, for 30 and 100 cm cells. The proposed procedure was selective for the determination of carbaryl, without interferences of other carbamate pesticides. The waste of the analytical procedure was treated with potassium persulphate and ultraviolet irradiation, with decrease of 94% of total organic carbon. The residue after treatment was not toxic for Vibrio-fischeri bacteria. Sulphate determination was based on turbidimetric measurements with 1-cm flow cell, with linear response between 20 and 200 mg L-1. Baseline drift was avoided in view of the pulsed flow related to the solenoid micropumps. The detection limit and the coefficient of variation were estimated as 3 mg L-11 and 2.4%, respectively, for a sampling rate of 33 determinations per hour. Aiming the increase in sensitivity, a 100 cm optical path flow cell was employed and baseline drift was avoided with a washing, step employing EDTA in alkaline medium. Linear response was observed between 7 - 16 mg L-1, with a detection limit of 150 µg L-1, coefficient of variation of 3.0% (n = 20) and sampling rate of 25 determinations per hour. Results obtained natural and rain for water samples agreed at 95% confidence level with the batch turbidimetric procedure. The determination of free chlorine in natural and tap waters was based on the reaction with N,N-diethyl-p-phenylenediamine, with linear response between 5 and 100 µg L-1, and detection limit and coefficient of variation estimated as 0.23 µg L-1 and 3.4%, respectively. Sampling rate was estimated as 58 determinations per hour.

A melamina é um composto tóxico ilegalmente empregado para adulterar o teor de proteínas em leite. A ingestão de pequenas quantidades de melamina pode causar complicações renais e até mesmo a morte de animais e humanos. Os procedimentos usuais para a determinação de proteínas são baseados na quantificação de nitrogênio total e não permitem detectar a adulteração. Neste trabalho, um procedimento rápido e limpo foi desenvolvido para a determinação de melamina como adulterante em leite. Triton X-114 foi utilizado para o clean-up da amostra e como fluoróforo. A determinação da melamina foi baseada na supressão da fluorescência do surfactante na fase pobre após a extração em ponto nuvem. Resposta linear foi observada entre 1,0 e 6,0 mg L- 1 de melamina, descrita pela equação de Stern-Volmer I°/I = 0,999 + 0,0165 CMEL (r = 0,999). O limite de detecção foi estimado em 0,8 mg L- 1 (nível de confiança de 95 %), o que permite a detecção de 320 \'mü\'g de melamina em 100 g de leite. Coeficientes de variação (n = 8) foram estimados em 0,4 e 1,4 % na ausência e na presença do analito, respectivamente. Recuperações entre 95 e 102% e os coeficientes angulares das curvas de calibração obtidas na presença e ausência de leite indicaram a ausência de efeitos da matriz. Os resultados para diferentes amostras de leite concordaram com os obtidos por cromatografia líquida de alto desempenho a um nível de confiança de 95% / Melamine is a toxic compound illegally used to adulterate the protein content in milk. The ingestion even of low amounts of melamine can lead to renal complications and death of animals and humans. Usual procedures for the determination of total nitrogen are not selective for the determination of non-protein nitrogen. In this work, a fast and environmentally friendly procedure was developed for the determination of melamine as a milk adulterant. Triton X-114 was used for sample clean-up and as a fluorophore. Determination of melamine was based on fluorescence quenching of surfactant in the poor phase after cloud point extraction in the presence of melamine. A linear response was observed from 1.0 and 6.0 mg L-1 melamine, described by the Stern-Volmer equation I°/I = 0.999 + 0.0165 CMEL(r = 0.999). The detection limit was estimated at 0.8 mg L-1 level (95% confidence level), which enables detection of as low as 320 \'mü\'g in 100 g of melamine of milk. The coefficients of variation (n = 8) were estimated at 0.4 % or 1.4 % in the absence or presence of the analyte, respectively. Recoveries within 95-102 % and similar slopes of calibration graphs obtained with and without milk indicated the absence of matrix effects. The results for different milk samples agreed with those obtained by high performance liquid chromatography at the 95% confidence level

Abstract Platinum group elements (PGEs) have a high commercial value and variety of applications in different fields of industry. One of the well-known applications is the use of palladium, platinum and rhodium in the catalytic converters of automobiles to reduce the amount of harmful gases emitted to the environment. Advanced analytical methods are needed to deal with issues related to development of new catalyst materials, recycling of PGEs from spent materials and for monitoring PGE emissions to the environment. In the first part of this study the emphasis was on the catalyst materials. Especially, reliable determination of ruthenium content in catalyst materials required further studies. Consequently, acid digestions in closed vessels using a microwave oven or high pressure asher were compared with a previously reported fusion method. Furthermore, the recovery of PGEs from spent materials is important due to many factors, for example, the high value of these metals, environmental aspects related to their production and possible availability issues in the future. Thus, utilization of microwave-assisted leaching and cloud point extraction (CPE) for the recovery of palladium, platinum, rhodium and ruthenium from catalyst materials was investigated. The second part of this study concentrated on the PGEs in environmental samples and the analytical challenges related to PGE determinations with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Due to the use of PGEs in catalytic converters of automobiles, they are emitted to the roadside environment. The use of Pleurozium schreberi, a terrestrial moss, for active biomonitoring of these emissions was evaluated. Advanced analytical methods were needed to perform interference-free determinations of palladium, platinum and rhodium in these samples. Two alternative approaches for interference elimination were studied. Firstly, the interfering elements were removed using CPE as a chemical separation method. Secondly, interferences were eliminated using ammonia as a reaction gas with the novel ICP-MS/MS (inductively coupled plasma tandem mass spectrometry) technique. / Tiivistelmä Platinaryhmän alkuaineita hyödynnetään monissa teknisissä sovelluksissa. Yksi tunnetuimmista on autoliikenteen haitallisten päästöjen vähentäminen käyttäen palladiumia, platinaa ja rodiumia autojen pakokaasukatalysaattoreissa. Luotettavia analyysimenetelmiä tarvitaan esimerkiksi kehitettäessä uusia katalyyttimateriaaleja, kierrätettäessä platinaryhmän alkuaineita käytetyistä materiaaleista tai seurattaessa platinaryhmän alkuaineiden määrää ympäristössä. Tämän tutkimuksen ensimmäinen osa liittyi katalyyttien ruteniumpitoisuuksien määrittämiseen ja platinaryhmän alkuaineiden kierrätykseen katalyyttimateriaaleista. Erityisesti näytteenhajotusvaihe aiheuttaa usein ongelmia ruteniummäärityksissä. Tämän vuoksi tutkimuksessa verrattiin keskenään mikroaaltotekniikalla tai korkeapainetuhkistimella suoritettuja happohajotuksia ja aiemmin raportoidulla sulatemenetelmällä suoritettuja hajotuksia. Mikroaaltoavusteista liuotusta sovellettiin yhdessä samepisteuuton kanssa tutkittaessa katalyyttimateriaalien palladiumin, platinan, rodiumin ja ruteniumin kierrätysmahdollisuuksia. Aihe on ajankohtainen, kun huomioidaan platinaryhmän alkuaineiden korkea hinta, niiden tuotantoon liittyvät ympäristöasiat sekä saatavuuteen liittyvät epävarmuustekijät. Tutkimuksen toisessa osassa keskityttiin ympäristönäytteisiin ja erityisesti niiden ICP-MS -analytiikan (induktiiviplasmamassaspektrometria) haasteisiin. Autojen katalysaattoreista lähtöisin olevia platinaryhmän alkuaineita päätyy ympäristöön lähinnä teiden varsille. Näitä päästöjä arvioitiin aktiivista biomonitorointia käyttäen. Spektraaliset häiriöt vaikeuttivat kerättyjen sammalnäytteiden (Pleurozium schreberi) palladium-, platina- ja rodiumpitoisuuksien määrityksiä. Tämän vuoksi mittauksissa esiintyvien häiriöiden poistossa hyödynnettiin kahta eri lähestymistapaa. Näistä ensimmäisessä häiritsevät alkuaineet poistettiin kemiallisen erotusmenetelmän, samepisteuuton, avulla. Toisessa tavassa häiriöt poistettiin uudella ICP-MS/MS -tekniikalla (induktiiviplasmatandemmassaspektrometria) käyttäen ammoniakkia reaktiokaasuna.

Procedimentos analíticos espectrofotométricos foram desenvolvidos empregando etapas de separação e pré-concentração em sistemas de análises em fluxo com multi-impulsão ou lab-in-syringe, com aplicação a amostras de interesse agronômico (ferro em materiais vegetais e alimentos) e ambiental (cianeto dissociável em ácidos, ferro e antimônio em águas). A determinação de cianeto explorou a descoloração do complexo formado entre Cu(I) e ácido 2-2´-biquinolino-4,4´-dicarboxílico (BQA) pela presença de CN-, após a separação de HCN por difusão gasosa. Espectrofotometria com longo caminho óptico foi empregada para aumentar a sensibilidade, com resposta linear entre 5 e 200 g L-1, limite de detecção, coeficiente de variação (n = 10) e frequência de amostragem de 2,0 g L-1, 1,5% e 22 h-1, respectivamente. O procedimento consumiu apenas 48 ng de Cu(II), 5,0 g de ácido ascórbico e 0,9 g de BQA por determinação e gerou 2,6 mL de efluente. Tiocianato, nitrito e sulfito não afetaram a determinação de cianeto e peróxido de hidrogênio evitou a interferência de sulfeto até 200 g L-1. Os resultados para as amostras de águas naturais foram concordantes com o procedimento fluorimétrico em fluxo com 95% de confiança. Novas estratégias foram propostas para a extração em ponto nuvem (EPN) em fluxo: (i) a fase rica em surfactante foi retida diretamente na cela de fluxo, evitando a diluição; (ii) microbombas solenoide foram exploradas para melhorar a mistura e modular a vazão na retenção e remoção da fase rica, evitando a eluição com solvente orgânico e (iii) o calor liberado e os sais fornecidos por uma reação de neutralização em linha foram explorados para indução do ponto nuvem, sem dispositivo externo de aquecimento. Estas inovações foram demonstradas pela determinação espectrofotométrica de ferro baseada no complexo com 1-(2-tiazolilazo)-2-naftol (TAN). Resposta linear foi observada entre 10 e 200 g L-1, com limite de detecção, coeficiente de variação e frequência de amostragem de 5 g L-1, 2,3% (n = 7) e 26 h-1, respectivamente. O fator de enriquecimento foi de 8,9 com consumo apenas de 6 g de TAN e 390 g de Triton X-114 por determinação. Os resultados para amostras de águas foram concordantes com o procedimento de referência e os obtidos para digeridos de materiais de referência de alimentos concordaram com os valores certificados. A determinação espectrofotométrica de antimônio foi realizada explorando pela primeira vez a EPN em sistema lab-in-syringe. O complexo iodeto e antimônio forma um par iônico com H+, que pode ser extraído com Triton X-114. Planejamento fatorial demonstrou que as concentrações de ácido ascórbico, H2SO4 e Triton X-114, bem como as interações de segunda e de terceira ordem foram significativas (95% de confiança). Planejamento Box-Behnken foi aplicado para a identificação dos valores críticos. Robustez com 95% de confiança, resposta linear entre 5 e 50 g L-1, limite de detecção, coeficiente de variação (n = 5) e frequência de amostragem foram estimados em 1,8 g L-1, 1,6% e 16 h-1, respectivamente. Os resultados para amostras de águas naturais e medicamentos anti-leishmaniose foram concordantes com os obtidos por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos (HGFAAS) com 95% de confiança / Spectrophotometric analytical procedures were developed by exploiting separation and preconcentration steps in flow systems based on multi-pumping or lab-in-syringe approaches with application to agronomic (iron in plant materials and food) and environmental samples (acid dissociable cyanide, iron and antimony in waters). Cyanide determination exploited bleaching of the Cu(I)/2,2\'-biquinoline 4,4\'-dicarboxylic acid (BCA) complex by the analyte, after separation of HCN by gas diffusion. Long path length spectrophotometry was successfully exploited to increase sensitivity, thus achieving a linear response from 5 to 200 g L-1, with detection limit, coefficient of variation (n = 10) and sampling rate of 2 g L-1, 1.5% and 22 h-1, respectively. Each determination consumed 48 ng of Cu(II), 5 g of ascorbic acid and 0.9 g of BCA. As high as 100 mg L-1 thiocyanate, nitrite or sulfite did not affect cyanide determination and sample pretreatment with hydrogen peroxide avoided sulfide interference up to 200 g L-1. The procedure is environmentally friendly and presented one of the lowest detection limits associated to high sampling rate. The results for freshwater samples agreed with those obtained with the flow-based fluorimetric procedure at the 95% confidence level. Novel strategies were proposed for on-line cloud point extraction (CPE): (i) the surfactant-rich phase was retained directly into the flow cell to avoid dilution prior to detection; (ii) solenoid micro-pumps were explored to improve mixing and for flow modulation in the retention and removal of the surfactant-rich phase, thus avoiding the elution step with organic solvents and (iii) the heat released and the salts provided by an on-line neutralization reaction were exploited to induce cloud point without an external heating device. These approaches were demonstrated for the spectrophotometric determination of iron based on complex formation with 1-(2-thiazolylazo)-2-naphtol (TAN). A linear response was observed from 10 to 200 g L-1, with detection limit, coefficient of variation, and sampling rate of 5 g L-1, 2.3% (n = 7) and 26 h-1, respectively. The enrichment factor was 8.9 and the procedure consumed only 6 g of TAN and 390 g of Triton X-114 per determination. The results for freshwater samples agreed with the reference procedure and those obtained for certified reference materials of food agreed with the certified values. Spectrophotometric determination of antimony was performed for the first time exploiting CPE in the lab-in-syringe system. The antimony/iodide complex forms an ion-pair with H+, which can be extracted with Triton X-114. Factorial design showed that the concentrations of ascorbic acid, H2SO4 and Triton X-114, as well as the second and third order interactions were significant (95% confidence). The Box-Behnken design was applied to identify the critical values. The system is robust with 95% confidence and a linear response was observed from 5 to 50 g L-1, with detection limit, coefficient of variation (n = 5) and sampling rate of 1.8 g L-1, 1.6% and 16 h-1, respectively. The results for water samples and antileishmanial drugs agreed with those obtained by hydride generation atomic absorption spectrometry at the 95% confidence level

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-01-08T08:39:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - kamila Pereira de Amorim - 2015.pdf: 1653482 bytes, checksum: 57f33de27efd496be7b4807548727455 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-01-08T08:41:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - kamila Pereira de Amorim - 2015.pdf: 1653482 bytes, checksum: 57f33de27efd496be7b4807548727455 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-08T08:41:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - kamila Pereira de Amorim - 2015.pdf: 1653482 bytes, checksum: 57f33de27efd496be7b4807548727455 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-08-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cloud point extraction method (CPE) was used for the determination of estrone (E1) and 17β-estradiol (E2) hormones in human urine. The combination of the electrochemical detection techniques with high-performance liquid chromatography (HPLC-EC) was used for the detection and quantification of these hormones. A boron doped diamond electrode (BDD) pretreated cathodically was used as electrode material for all electrochemical measurements. The optimized chromatographic parameters resulted in a mobile phase composition of KH2PO4 (0.01 mol L-1; pH 5.0) / ACN (72:28 V/V), flow 1.2 ml min-1. An applied potential for electrochemical detection of 1.0 V x Ag/AgCl (3.0 mol L-1) was selected from hydrodynamic voltammograms constructed for each hormone changing the potential between 0.3 V and 1.2 V x Ag/AgCl (3.0 mol L-1). Limits of detection (S/N = 3) of 500 ng mL-1 and limits of quantification of 800 ng mL-1 were obtained for both E1 and E2 hormones without any extraction process. Urine samples at pH 5.0 and 7.0 were investigated aiming the influence of pH on the efficiency of the CPE process, and the optimum results for the most current signal of the hormones was obtained at pH 7.0. Extractor solvent volumes were changed in the 0.5-2.5 mL range, and the optimum results were obtained when using 1.0 mL of Tergitol TMN-6 surfactant (10% aqueous solution). From the equation of the calibration curves obtained with and without the CPE procedure it was possible to determine the pre-concentration factor (FC) and all the other parameters involving the efficiency of CPE method. A comparison of the efficiency of CPE method with direct liquid-liquid extraction with the organic solvent CCl4 was carried out and the results showed that the CPE method was quite superior to liquid-liquid extraction. The validation of the method was carried out from intra-day recovery experiments and inter-day and evaluated the accuracy, precision and repeatability. The proposed method was applied to individual samples of urine of 1 man, 1 pregnant woman, 1 woman in fertile age, and 1woman in lactating stage. The values of the variation coefficients of the recovery percentages were lower than 15%. / Método de extração por ponto nuvem (EPN) foi usado para a determinação dos hormônios estrona (E1) e 17β-estradiol (E2) em urina humana. A combinação entre as técnicas de detecção eletroquímica e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-EC) foi usada para a detecção e quantificação desses hormônios. Um eletrodo de diamante dopado com boro (DDB) pré-tratado catodicamente foi usado como material de eletrodo para todas as determinações eletroquímicas. Os parâmetros cromatográficos otimizados resultaram em uma composição de fase móvel de KH2PO4 (0,01 mol L-1; pH 5,0) / ACN (72:28 V/V) vazão de 1,2 mL min-1. Um potencial aplicado para a detecção eletroquímica de 1,0 V x Ag/AgCl (3 mol L-1) foi selecionado a partir de voltamogramas hidrodinâmicos construídos para cada hormônio variando-se o potencial entre 0,3 V e 1,2 V x Ag/AgCl (3,0 mol L-1). Limites de detecção (S/R = 3) de 500 ng mL-1 e limites de quantificação de 800 ng mL-1 foram obtidos para ambos os padrões dos hormônios E2 e E1 sem qualquer processo de extração. Amostras de urina em pH 5,0 e 7,0 foram investigadas quanto a influência do pH na eficiência do processo de extração, e o melhor resultado referente ao maior sinal de corrente dos hormônios foi obtido em pH 7,0. Os volumes de solvente extrator foram variados na faixa de 0,5-2,5 mL e o melhor resultado referente ao sinal de corrente dos hormônios foi obtido pelo uso de 1,0 mL de solução aquosa 10% do surfactante Tergitol TMN-6. A partir da equação da reta obtida das curvas analíticas, com e sem o procedimento de EPN, foi possível determinar o fator de pré-concentração (FC) e todos os demais parâmetros envolvendo a eficiência do método de EPN. Uma comparação sobre a eficiência dos métodos de EPN com extração direta líquido-líquido com o solvente orgânico CCl4 foi realizada e os resultados mostraram que método de EPN mostrou-se bastante superior a extração líquido-líquido. A validação do método foi feita a partir de ensaios de recuperação intra-dia e inter-dia, sendo avaliadas a exatidão, precisão e repetitividade. O método proposto foi aplicado em amostras individuais de urina de 1 homem, 1 mulher gestante, 1 mulher em idade fértil e 1 mulher lactante. Os valores dos coeficientes de variação das porcentagens de recuperação foram menores que 15%.

Procedimentos analíticos espectrofotométricos foram desenvolvidos empregando etapas de separação e pré-concentração em sistemas de análises em fluxo com multi-impulsão ou lab-in-syringe, com aplicação a amostras de interesse agronômico (ferro em materiais vegetais e alimentos) e ambiental (cianeto dissociável em ácidos, ferro e antimônio em águas). A determinação de cianeto explorou a descoloração do complexo formado entre Cu(I) e ácido 2-2´-biquinolino-4,4´-dicarboxílico (BQA) pela presença de CN-, após a separação de HCN por difusão gasosa. Espectrofotometria com longo caminho óptico foi empregada para aumentar a sensibilidade, com resposta linear entre 5 e 200 g L-1, limite de detecção, coeficiente de variação (n = 10) e frequência de amostragem de 2,0 g L-1, 1,5% e 22 h-1, respectivamente. O procedimento consumiu apenas 48 ng de Cu(II), 5,0 g de ácido ascórbico e 0,9 g de BQA por determinação e gerou 2,6 mL de efluente. Tiocianato, nitrito e sulfito não afetaram a determinação de cianeto e peróxido de hidrogênio evitou a interferência de sulfeto até 200 g L-1. Os resultados para as amostras de águas naturais foram concordantes com o procedimento fluorimétrico em fluxo com 95% de confiança. Novas estratégias foram propostas para a extração em ponto nuvem (EPN) em fluxo: (i) a fase rica em surfactante foi retida diretamente na cela de fluxo, evitando a diluição; (ii) microbombas solenoide foram exploradas para melhorar a mistura e modular a vazão na retenção e remoção da fase rica, evitando a eluição com solvente orgânico e (iii) o calor liberado e os sais fornecidos por uma reação de neutralização em linha foram explorados para indução do ponto nuvem, sem dispositivo externo de aquecimento. Estas inovações foram demonstradas pela determinação espectrofotométrica de ferro baseada no complexo com 1-(2-tiazolilazo)-2-naftol (TAN). Resposta linear foi observada entre 10 e 200 g L-1, com limite de detecção, coeficiente de variação e frequência de amostragem de 5 g L-1, 2,3% (n = 7) e 26 h-1, respectivamente. O fator de enriquecimento foi de 8,9 com consumo apenas de 6 g de TAN e 390 g de Triton X-114 por determinação. Os resultados para amostras de águas foram concordantes com o procedimento de referência e os obtidos para digeridos de materiais de referência de alimentos concordaram com os valores certificados. A determinação espectrofotométrica de antimônio foi realizada explorando pela primeira vez a EPN em sistema lab-in-syringe. O complexo iodeto e antimônio forma um par iônico com H+, que pode ser extraído com Triton X-114. Planejamento fatorial demonstrou que as concentrações de ácido ascórbico, H2SO4 e Triton X-114, bem como as interações de segunda e de terceira ordem foram significativas (95% de confiança). Planejamento Box-Behnken foi aplicado para a identificação dos valores críticos. Robustez com 95% de confiança, resposta linear entre 5 e 50 g L-1, limite de detecção, coeficiente de variação (n = 5) e frequência de amostragem foram estimados em 1,8 g L-1, 1,6% e 16 h-1, respectivamente. Os resultados para amostras de águas naturais e medicamentos anti-leishmaniose foram concordantes com os obtidos por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos (HGFAAS) com 95% de confiança / Spectrophotometric analytical procedures were developed by exploiting separation and preconcentration steps in flow systems based on multi-pumping or lab-in-syringe approaches with application to agronomic (iron in plant materials and food) and environmental samples (acid dissociable cyanide, iron and antimony in waters). Cyanide determination exploited bleaching of the Cu(I)/2,2\'-biquinoline 4,4\'-dicarboxylic acid (BCA) complex by the analyte, after separation of HCN by gas diffusion. Long path length spectrophotometry was successfully exploited to increase sensitivity, thus achieving a linear response from 5 to 200 g L-1, with detection limit, coefficient of variation (n = 10) and sampling rate of 2 g L-1, 1.5% and 22 h-1, respectively. Each determination consumed 48 ng of Cu(II), 5 g of ascorbic acid and 0.9 g of BCA. As high as 100 mg L-1 thiocyanate, nitrite or sulfite did not affect cyanide determination and sample pretreatment with hydrogen peroxide avoided sulfide interference up to 200 g L-1. The procedure is environmentally friendly and presented one of the lowest detection limits associated to high sampling rate. The results for freshwater samples agreed with those obtained with the flow-based fluorimetric procedure at the 95% confidence level. Novel strategies were proposed for on-line cloud point extraction (CPE): (i) the surfactant-rich phase was retained directly into the flow cell to avoid dilution prior to detection; (ii) solenoid micro-pumps were explored to improve mixing and for flow modulation in the retention and removal of the surfactant-rich phase, thus avoiding the elution step with organic solvents and (iii) the heat released and the salts provided by an on-line neutralization reaction were exploited to induce cloud point without an external heating device. These approaches were demonstrated for the spectrophotometric determination of iron based on complex formation with 1-(2-thiazolylazo)-2-naphtol (TAN). A linear response was observed from 10 to 200 g L-1, with detection limit, coefficient of variation, and sampling rate of 5 g L-1, 2.3% (n = 7) and 26 h-1, respectively. The enrichment factor was 8.9 and the procedure consumed only 6 g of TAN and 390 g of Triton X-114 per determination. The results for freshwater samples agreed with the reference procedure and those obtained for certified reference materials of food agreed with the certified values. Spectrophotometric determination of antimony was performed for the first time exploiting CPE in the lab-in-syringe system. The antimony/iodide complex forms an ion-pair with H+, which can be extracted with Triton X-114. Factorial design showed that the concentrations of ascorbic acid, H2SO4 and Triton X-114, as well as the second and third order interactions were significant (95% confidence). The Box-Behnken design was applied to identify the critical values. The system is robust with 95% confidence and a linear response was observed from 5 to 50 g L-1, with detection limit, coefficient of variation (n = 5) and sampling rate of 1.8 g L-1, 1.6% and 16 h-1, respectively. The results for water samples and antileishmanial drugs agreed with those obtained by hydride generation atomic absorption spectrometry at the 95% confidence level

Apresenta-se a comparação de duas metodologias para pré-concentração e determinação de Cd em amostras de águas estuarinas e água de mar. As metodologias comparadas foram a extração líquido-líquido no ponto nuvem e a extração por retenção dos analitos em fase sólida. Em ambos os métodos houve necessidade de formação de complexos de Cd previamente à extração. Dois agentes complexantes foram testados o O-O dietilditiofosfato (DDTP), e 1-(2- tiazolilazo)-2-naftol (TAN). A extração no ponto nuvem foi realizada utilizando o surfactante não iônico octil fenoxipolietoxietanol (Triton X-114) que à temperatura de \'40 graus\'C forma uma fase micelar viscosa de volume reduzido. Após separação das micelas, estas foram dissolvidas em solução de ácido nítrico facilitando a análise por ICP OES. A pré-concentração em fase sólida por retenção dos íons complexados foi realizada colocando-se uma coluna de Amberlite XAD 4 em sistema em fluxo. Foram ajustadas as vazões de carregamento da coluna e eluição de forma a aumentar os fatores de pré-concentração. Os volumes das soluções finais foram de 2 mL de forma a obter resultados em triplicata na análise por ICP OES. A quantificação foi efetuada pelo método das adições de padrão. Os dois procedimentos foram comparados considerando as eficiências relativas de pré-concentração, a facilidade para efetuar os procedimentos e a percentagem de recuperação das medidas / Two methodologies for determination of Cd in estuarine and seawater samples were studied. The methodologies for pre-concentration of analytes by surfactant-mediated cloud point extraction and solid phase retention in a resin column were compared. In both cases the prior formation of Cd ions complexes with O,O-diethyldithiophosphate (DDTP) and 1-(2-thiazolylazo)-2-naphtol (TAN) was carried out. The Cloud point extraction was attained with the non ionic surfactant ctylphenoxypolyethoxyethanol (Triton X-114) at \'40 graus\'C . The reduced volume of surfactant micelles was easily separated and dissolved using the solution containing nitric acid which facilitate the analysis by ICP OES. The solid phase pre-concentration was performed by retention of the complexed ions in the Amberlite XAD 4 resin column in a flow scheme. The flow-rates for sample loading and elution were adjusted to increase the preconcentration factor. The final volumes collected of 2 mL were further analyzed in triplicate by ICP OES. Quantification was performed by the standard addition method. Both pre-concentration procedures were compared considering the relative efficiencies, the complexity of procedures and recovery percent of results

Apresenta-se a comparação de duas metodologias para pré-concentração e determinação de Cd em amostras de águas estuarinas e água de mar. As metodologias comparadas foram a extração líquido-líquido no ponto nuvem e a extração por retenção dos analitos em fase sólida. Em ambos os métodos houve necessidade de formação de complexos de Cd previamente à extração. Dois agentes complexantes foram testados o O-O dietilditiofosfato (DDTP), e 1-(2- tiazolilazo)-2-naftol (TAN). A extração no ponto nuvem foi realizada utilizando o surfactante não iônico octil fenoxipolietoxietanol (Triton X-114) que à temperatura de \'40 graus\'C forma uma fase micelar viscosa de volume reduzido. Após separação das micelas, estas foram dissolvidas em solução de ácido nítrico facilitando a análise por ICP OES. A pré-concentração em fase sólida por retenção dos íons complexados foi realizada colocando-se uma coluna de Amberlite XAD 4 em sistema em fluxo. Foram ajustadas as vazões de carregamento da coluna e eluição de forma a aumentar os fatores de pré-concentração. Os volumes das soluções finais foram de 2 mL de forma a obter resultados em triplicata na análise por ICP OES. A quantificação foi efetuada pelo método das adições de padrão. Os dois procedimentos foram comparados considerando as eficiências relativas de pré-concentração, a facilidade para efetuar os procedimentos e a percentagem de recuperação das medidas / Two methodologies for determination of Cd in estuarine and seawater samples were studied. The methodologies for pre-concentration of analytes by surfactant-mediated cloud point extraction and solid phase retention in a resin column were compared. In both cases the prior formation of Cd ions complexes with O,O-diethyldithiophosphate (DDTP) and 1-(2-thiazolylazo)-2-naphtol (TAN) was carried out. The Cloud point extraction was attained with the non ionic surfactant ctylphenoxypolyethoxyethanol (Triton X-114) at \'40 graus\'C . The reduced volume of surfactant micelles was easily separated and dissolved using the solution containing nitric acid which facilitate the analysis by ICP OES. The solid phase pre-concentration was performed by retention of the complexed ions in the Amberlite XAD 4 resin column in a flow scheme. The flow-rates for sample loading and elution were adjusted to increase the preconcentration factor. The final volumes collected of 2 mL were further analyzed in triplicate by ICP OES. Quantification was performed by the standard addition method. Both pre-concentration procedures were compared considering the relative efficiencies, the complexity of procedures and recovery percent of results