The characterisation and stability of coal slurries for introduction into an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP OES) and the application of slurries in the analysis of coal was investigated. The importance of rheology and the stability of the coal slurries on the analytical results produced by ICP OES was demonstrated. The homogeneity and stability of various coal slurries were characterised by sedimentation tests, scanning electron microscopy (SEM), zeta potential and viscosity measurements. The porosities and surface areas of different South African coals and a mechanism for the adsorption of the dispersants onto the coals were determined using low-temperature nitrogen physisorption studies. The possibility of partially solubulising the coal in N,N-dimethylformamide (DMF) was investigated. SEM indicated that DMF solubulised coal fines and that 0.1% (m/v) Triton X-100 with 10% (v/v) DMFresulted in well dispersed slurries relative to other dispersants (glycerol, PEI and water). Slurry analysis of coarse and ground coal in 0.1% (m/v) Triton X-100, showed that higher emission intensities and better precision was obtained when using ground coal. This was confirmed by lower RSDs (less than 5% for most of the elements analysed) relative to the unground, coarse coal. Glycerol slurries gave higher RSDs (higher than 5% for most of the elements) most of the time, thus negatively influencing the precision of measurement. Physisorption studies indicated that ground coal had up to ten times higher surface areas than coarse coal. The higher surface areas for fine ground coals suggested why they were better dispersed and thus better transported into the plasma, resulting in higher emission signals. Zeta potentials indicated that for all dispersants, the coal particles were well repelled from each other, although SEM pictures indicated better dispersion for 0.1% (m/v) Triton X-100 with 10% (v/v) DMF. It was demonstrated that higher intensities and higher precision could be obtained with well dispersed and stable coal slurries.

A method that involves analysis of bovine liver by slurry nebulization and ICP-OES has been developed. This method permits rapid and accurate determination of Cu, Fe, Mg, Mn and Zn in bovine liver. Aliquots of freeze-dried and powdered bovine liver sample were dispersed in 2.0 M HNO3 and sonicated to homogenize the resulting slurries. Bovine liver samples were also microwave digested or subjected to aqueous extraction for comparison of analytical results. Concentrations of Cu, Fe, Mg, Mn and Zn in aqueous slurries, the digests, and aqueous extracts were determined by the ICP-OES using external calibration curves. A student’s ttest showed that the results obtained using the slurry method were in good agreement at 95 % confidence level (CL) with those of microwave digestion or aqueous extraction techniques, except for Fe. To check the accuracy and precision of the slurry method, a bovine liver CRM was analyzed and good agreement was achieved with the certified values at 95 % CL. The results demonstrate inefficiency of aqueous extraction technique for complete removal of Fe in bovine liver sample.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4456_.pdf: 1528315 bytes, checksum: c1bc25c2ff3b6c565f902aa35f03f0b2 (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Neste trabalho é avaliada a aplicação da técnica de ICP-OES para as determinações de elementos traços ambientalmente possíveis de entrar na cdeia alimentar, em amostras de sedimento de lagoa. Foram investigados os elementos: As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sr e Zn e o Al como um elemento majoritário, todos medidos na fração menor que 63µm do sedimento seco a 40ºC, utilizando-se espectrômetro com vista radial, nebulizador V-groove, câmara de nebulização Sturman-Master e sistema de detecção baseado em dispositivo de acoplamento de carga (CCD). Investigou-se a robustez do plasma, velocidade de bombeamento, pressão na câmara de nebulização, potência da radio freqüência, tempo de integração do sinal. Sob condições otimizadas foram obtido os limites de detecção (LD) e os limites de quantificação (LQ). Apesar de As e Se apresentarem os maiores LQs, ainda assim, estes estão abaixo dos valores guias Threshold Effects Levels (TEL) e Probable Effects Levels (PEL), estabelecidos pela Canadian Coucil of Ministers of the Environment (CCME), referência para a resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA 344). A metodologia foi desenvolvida mediante o uso do Material de Referência Certificado (MRC) MESS 3 sedimento marinho, obtendo-se concentrações concordantes com as certificadas (erro relativo <10%), exceto para Al, As e Cd apresentaram erro relativo em torno de 12%. A qualidade dos resultados foi avaliada considerando-se ainda a precisão (RSD<10%), ficando As, Cd, Pb e Se ligeiramente acima do desejado, e medidas de afastamento em ensaios duplicatas que apresentou resultados satisfatórios para todos os elementos traços pesquisados. O sedimento da Lagoa Juara Serra/ES foi caracterizado por determinação da Matéria Orgânica Total (MOT) utilizando as técnicas de mufla a 550ºC e analise termogravimétrica. O resultado de MOT por aquecimento em mufla apresentou resultado duas vezes maior que o obtido por termogravimetria. O resultado de elementos traços e MOT no sedimento, foram correlacionados com a turbidez e o pH da água superficial, por Analise de Componentes Principais (PCA) buscando conhecer as correlações positivas e negativas entre os grupos de parâmetros analisados. Observaram-se quatro grupos de parâmetros positivamente correlacionados: Pb, Ni, Ba, Cu, Mo e turbidez; Zn,Cr e Al; Co, Se, As e pH; Sr, Cd e MOT. O grupo do Cd e do Zn apresentaram correlação negativa, possivelmente devido à contribuição antrópica. O Cd apresentou valores acima do TEL, porém inferior ao PEL.

Abstract The characterisation and stability of coal slurries for introduction into an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP OES) and the application of slurries in the analysis of coal was investigated. The importance of rheology and the stability of the coal slurries on the analytical results produced by ICP OES was demonstrated. The homogeneity and stability of various coal slurries were characterised by sedimentation tests, scanning electron microscopy (SEM), zeta potential and viscosity measurements. The porosities and surface areas of different South African coals and a mechanism for the adsorption of the dispersants onto the coals were determined using low-temperature nitrogen physisorption studies. The possibility of partially solubulising the coal in N,N-dimethylformamide (DMF) was investigated. SEM indicated that DMF solubulised coal fines and that 0.1% (m/v) Triton X-100 with 10% (v/v) DMFresulted in well dispersed slurries relative to other dispersants (glycerol, PEI and water). Slurry analysis of coarse and ground coal in 0.1% (m/v) Triton X-100, showed that higher emission intensities and better precision was obtained when using ground coal. This was confirmed by lower RSDs (less than 5% for most of the elements analysed) relative to the unground, coarse coal. Glycerol slurries gave higher RSDs (higher than 5% for most of the elements) most of the time, thus negatively influencing the precision of measurement. Physisorption studies indicated that ground coal had up to ten times higher surface areas than coarse coal. The higher surface areas for fine ground coals suggested why they were better dispersed and thus better transported into the plasma, resulting in higher emission signals. Zeta potentials indicated that for all dispersants, the coal particles were well repelled from each other, although SEM pictures indicated better dispersion for 0.1% (m/v) Triton X-100 with 10% (v/v) DMF. It was demonstrated that higher intensities and higher precision could be obtained with well dispersed and stable coal slurries.

Este trabalho de mestrado tem o intuito de caracterizar plasmas do tipo indutivo (ICP). Para a caracterização do plasma, foram usadas técnicas de espectroscopia e medidas elétricas. Foram analisados plasmas de Argônio, por ser um gás inerte, oxigênio, por ser um pouco eletronegativo, SF6, por ser um gás muito eletronegativo e útil para a corrosão de silício, misturas de oxigênio e SF6 com Ar, CF4 e misturas de CF4 com Ar. Observou-se que obtêm-se plasmas indutivamente acoplados quando se cria uma condição de concentração mínima de elétrons livres no plasma. Isso acontece quando há uma certa potência aplicada no eletrodo e outra potência aplicada na bobina. Quanto menos eletronegativo o gás, menores são estas potências. Nos casos estudados significa que é mais fácil obter acoplamento indutivo com Ar puro, depois com as misturas dos gases. Em nosso reator foi mais difícil conseguir obter plasmas indutivamente acoplados com O2 e SF6 puros, pois não tivemos condições de “hardware" para aplicar as potências altas as suficientes para criar o plasma indutivo. Também estudamos dois materiais como material de eletrodo, estanho e alumínio e observamos que para o SF6 há uma maior concentração de F com eletrodo de Sn enquanto para CF4 a concentração de F e maior com eletrodo de Al. / In this work, inductively coupled plasmas have been studied, using optical emission spectroscopy and electrical measurements. Four gases were analysed : argon, being an inert gas, oxygen because it is slightly electronegative, SF6 because it is very eletronegative and also etches silicon and its compounds and CF4 because it also etches silicon and its compounds and is slightly electronegative. Also the mixtures of oxygen, SF6, important to silicon etching and CF4 with argon were studied. The studies indicated that it is necessary to have a minimum concentration of free electrons in the plasma to obtain an inductively coupled plasma. This depends very strongly on the power levels applied to the cathode and the coil of the reactor, The less electronegative the gas, the lower these power levels. Hence it was easiest to obtain argon inductively coupled plasmas, followed by the argon mixtures and with the pure gases it more difficult to obtain ICP plasmas with the available hardware. Two materials were studied as cathode material: tin and aluminium. When using SF6, the highest F concentration was obtained with the tin electrode, but for CF4 gases, the highest fluorine concentration was obtained with the aluminium electrode.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8211_Alex Marcilino Trevelin.pdf: 2482801 bytes, checksum: a97ebee08956099a48e526b59100f9da (MD5) Previous issue date: 2014-10-29 / Atualmente, a indústria petrolífera necessita de investigar concentrações de metais vestigiais em petróleo e seus produtos, devido aos vários problemas decorrentes de suas presenças. Assim, o presente trabalho visa o desenvolvimento de uma metodologia apropriada para a determinação de Ba, Ca, Mg e Na em petróleo por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) utilizando como tratamento preliminar das amostras a extração induzida por quebra de emulsão (EIQE). O método é baseado na formação de emulsões de óleo-em-água, com agitação vigorosa das amostras com uma solução Triton X-100 contendo HNO3 e posterior ruptura da emulsão por meio de aquecimento. Após a quebra da emulsão, duas fases foram obtidas: fase superior, que é uma fase orgânica que contém apenas o petróleo, e uma fase aquosa ácida que contém os metais extraídos. Os parâmetros que poderiam influenciar a extração foram avaliados, como por exemplo, a concentração e a natureza do agente surfactante (Triton X-100 e Triton X-114), a concentração de HNO3 e a temperatura. As melhores condições foram preparadas por mistura de 0.2 g de petróleo com 2 mL de solução Triton X-100 5 % m/v em 10 % v/v HNO3 com temperatura de 80 °C de quebra. Os metais foram determinados por ICP OES utilizando padrão inorgânico aquoso como calibração externa. Os limites de detecção para o Ba, Ca, Mg e Na foram iguais a 0.0058, 0.062, 0.0068, 0.29 &#956;g g-1 e os limites de quantificação são 0.019, 0.21, 0.023, 0.97 &#956;g g-1, respectivamente. Além disso, testes de recuperação foram realizados nas amostras com valores conhecidos dos metais sob a forma de padrões organometálicos, com resultados entre 99.5% a 103.9%, e também foi verificado padrão de referência NIST 1634c que apresentou concordância nos valores para Ba e Na. Essas características tornam o procedimento EIQE um potencial substituto para preparo de amostras de petróleo e posterior determinação de elementos traço em ICP OES.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8951_Romário Junior Ferreira.pdf: 2456499 bytes, checksum: 142e67c95a725fc2498e81dabccf27f2 (MD5) Previous issue date: 2015-06-29 / Cachaças são destilados provenientes de cana de açúcar, gerando teores alcoólicos em faixas de porcentagem de 38% a 48% em volume. Devido a seu grande consumo no país e sua complexidade em constituição química, promoveu-se neste trabalho a determinação dos metais cobre, zinco, cadmio e chumbo, que em quantidades elevadas, são nocivos à saúde e ao metabolismo humano. Determinou-se as concentrações desses metais por meio da espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) e por voltametria de redissolução anódica com onda quadrada, onde as cachaças sofreram apenas uma acidificação para serem inseridas no ICP OES, sendo elas analisadas por voltametria em caráter in situ. Com as concentrações encontradas no ICP OES, juntamente com as correntes obtidas pela voltametria, desenvolveram-se duas metodologias quimiometricas para a previsão desses metais em amostras de cachaça. As determinações simultâneas desses metais foram construídas por meio das as Redes Neurais Artificiais (RNA) e os Mínimos Quadrados Parciais (PLS), utilizando as correntes obtidas pela voltametria utilizando eletrodos de mercúrio e carbono comerciais, e um eletrodo de nanotubo de carbono construído em laboratório. Antes do desenvolvimento dessas técnicas, pré-tratamentos estatísticos particulares foram desenvolvidos nos dados de corrente de voltametria, a fim de obter-se uma melhor resposta de previsão dos metais. Tanto para a voltametria quanto para o ICP OES, a determinação de chumbo fora ineficaz, podendo justificar que o limite de detecção dos aparelhos era maior que a concentração deste metal nas amostras. Após o desenvolvimento dos métodos quimiometricos, calculou-se o erro de predição (RMSEP) para todos os metais, tanto no PLS quanto nas redes neurais, além de uma construção de gráficos de correlação de valores obtidos pelo ICP OES pelos valores previstos pela quimiometria. Os valores de RMSEP foram significativos, informando que as redes neurais obtiveram os melhores resultados para este trabalho. A metodologia proposta é simples, rápido e pode ser facilmente utilizado para controle em laboratórios de qualidade, como um método de análise alternativa.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9764_Fernando Silva Betim.pdf: 1495331 bytes, checksum: b41448f270e426dc58753a0014c5f3ab (MD5) Previous issue date: 2016-03-28 / Os resíduos sólidos urbanos (RSU) em grandes lixões são um dos maiores problemas urbanos atuais. Dentre os produtos gerados, há o chorume, um contaminante derivado de processos físicos, químicos e bioquímicos da decomposição do RSU, que, no geral, é composto de matéria orgânica dissolvida, compostos orgânicos xenobióticos, macrocomponentes inorgânicos e metais altamente tóxicos. Dentre os possíveis tratamentos, destaca-se a eletrocoagulação. Após este tratamento, resta-se um lodo, no qual há matéria orgânica e diversos nutrientes, altamente importantes para a agricultura. O presente trabalho avaliou a utilização do lodo gerado nesse tratamento como fonte de nutrientes no crescimento inicial de milho. Dose equivalentes a 0, 5, 10, 20, 30 e 40 t ha-1 foram aplicadas em um latossolo e, após 30 dias, o milho foi semeado, sendo colhido após 30 dias. Utilizando-se as técnicas de ICP-OES e FAAS, foi verificado o aumento da disponibilidade de Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu e Zn, no solo, e redução da fração tóxica do Al no mesmo. Já nas folhas de milho, observou-se aumento nos teores de Na, K, Mn e Fe, e redução do Ca e Mg. Não foram observados aumentos significativos na massa seca e altura das plantas. Também verificou-se bom linearidade, exatidão e LD e LQ adequados em ambas as técnicas de análise.

Este trabalho de mestrado tem o intuito de caracterizar plasmas do tipo indutivo (ICP). Para a caracterização do plasma, foram usadas técnicas de espectroscopia e medidas elétricas. Foram analisados plasmas de Argônio, por ser um gás inerte, oxigênio, por ser um pouco eletronegativo, SF6, por ser um gás muito eletronegativo e útil para a corrosão de silício, misturas de oxigênio e SF6 com Ar, CF4 e misturas de CF4 com Ar. Observou-se que obtêm-se plasmas indutivamente acoplados quando se cria uma condição de concentração mínima de elétrons livres no plasma. Isso acontece quando há uma certa potência aplicada no eletrodo e outra potência aplicada na bobina. Quanto menos eletronegativo o gás, menores são estas potências. Nos casos estudados significa que é mais fácil obter acoplamento indutivo com Ar puro, depois com as misturas dos gases. Em nosso reator foi mais difícil conseguir obter plasmas indutivamente acoplados com O2 e SF6 puros, pois não tivemos condições de “hardware” para aplicar as potências altas as suficientes para criar o plasma indutivo. Também estudamos dois materiais como material de eletrodo, estanho e alumínio e observamos que para o SF6 há uma maior concentração de F com eletrodo de Sn enquanto para CF4 a concentração de F e maior com eletrodo de Al. / In this work, inductively coupled plasmas have been studied, using optical emission spectroscopy and electrical measurements. Four gases were analysed : argon, being an inert gas, oxygen because it is slightly electronegative, SF6 because it is very eletronegative and also etches silicon and its compounds and CF4 because it also etches silicon and its compounds and is slightly electronegative. Also the mixtures of oxygen, SF6, important to silicon etching and CF4 with argon were studied. The studies indicated that it is necessary to have a minimum concentration of free electrons in the plasma to obtain an inductively coupled plasma. This depends very strongly on the power levels applied to the cathode and the coil of the reactor, The less electronegative the gas, the lower these power levels. Hence it was easiest to obtain argon inductively coupled plasmas, followed by the argon mixtures and with the pure gases it more difficult to obtain ICP plasmas with the available hardware. Two materials were studied as cathode material: tin and aluminium. When using SF6, the highest F concentration was obtained with the tin electrode, but for CF4 gases, the highest fluorine concentration was obtained with the aluminium electrode.

Aspalathus linearis vorm deel van die Fabaceae familie. Die plant is n bladboudende, stikstofbindende naalddraer waarvan die naalde en dunner stingels geoes word vir bemarking as rooibostee. Die inbeemse plant, wat natuurlik in die Seder- en Olifantsrivierberge voorkom, word vandag reeds deur meer as 400 produsente kommersieel verbou. Die gewas word normaalweg verbou onder lae en wisselvallige reenval- en stremmende grondtoestande. Lae produksie is daarom een van die belangrikste knelpunte. Hiermee saam dra progressiewe terugsterwing by tot wisselende produksietendense. Hierdie situasie lei tot onstabiele markvoorsiening en het n beperkende uitwerking op die ontwikkeling van markte. Daar het dus n beboefte aan veral inligting oor die uitwerking van oespraktyke op produksie en terugsterwing asook basiese inligting oor aspekte van groei, koolbidraatreserwes en voedingselemente bestaan. Die doel van die buidige studie was dan ook daarop toegespits om bogenoemde inligting te bekom. Resultate verkry het daarop gedui dat die oes van rooibosteeplant die jaarlikse wegneem van 50 tot 60% van die droe massa van die bos bebels het, indien eenmalig geoes word. Oorblywende blaarmassa van plante wat op n konstante boogte gesny is, bet toegeneem met toenemende frekwensie van oes. Waar eenmalig, tweemalig of driemalig geoes is, was respektiewelik 5%, 21% of 52% van die totale blaarmassa voor oes aanwesig. Dit is duidelik dat groot boeveelbede fotosintetiserende materiaal asook droemassa met oes verwyder word. Resultate het getoon dat lengte- en massagroei van die oesbare gedeelte boofsaaklik tussen Augustus- en Meimaand plaasgevind het. co2 -opname het saam met die ontwikkeling van groei toegeneem gedurende die seisoen, totdat die volwasse blaar op n stadium as stoororgaan van koolbidrate begin funksioneer en fotosinteties blykbaar minder aktief geraak het. Die beste tyd van oes was wanneer die koolbidraatreserwes in alle bosdele relatief boog was. Indien te vroeg in die groeiseisoen geoes is, was verdwerging die meeste en terugsterwingsprobleme was groter as gedurende die midseisoen. Indien te laat gedurende die groeiseisoen geoes is, het daar nie weer bergroei voor die lente plaasgevind nie en die bos was onbedek, met groot wonde en laag in fisiologiese aktiwiteit gelaat. Dit skep moontlik ideale infeksietoestande vir swamme wat terugsterwing bevorder. Veldproewe het aangetoon dat die boogste produksie verkry is waar eenmalig tydens ongeveer Maartmaand geoes is. 'n Hoër frekwensie van oes het wel die leeftyd van rooibosteeplante aansienlik verleng, maar dit het nie opgeweeg teen die verliese in opbrengs nie. Daar word voorgestel dat bosse wat gedurende die periode geoes word, se naalde weer fotosinteties aktief is voor die dormante rusperiode en moontlik selfs tydens die winter. Hierdie aspek verdien verdere navorsing. Dit wil ook voorkom asof bosse wat later gedurende die groeiseisoen geoes word minder en vir korter periodes afhanklik van reserwes in die volgende vroeër lente was. Beide suiker- en styselreserwes kon egter dien as substrate vir energie en onderhoud van groei tot ongeveer Desembermaand. Uit resultate verkry is bereken dat 18,4 g N, 1,2 g P, 4,6 g K, 4,1 g Ca en 4,1 Mg benodig word vir elke 1 kg bemarkbare tee wat later in die groeiseisoen geproduseer is. Omdat die rooibosteeplant stikstofbindende knoppiesbakteriee bevat, beboort dit ten opsigte van N selfvoorsienend te wees. Daar word aanbeveel dat P, Ca en Mg met grondvoorbereiding reeds voorsien word vir die leeftyd van n aanplanting. K moet egter jaarliks toegedien word. / Thesis (DSc Agric)--University of Pretoria, 1987. / gm2015 / Agricultural Economics, Extension and Rural Development / Unrestricted