[pt] A administração de antimoniais no tratamento da leishmaniose é uma rara oportunidade para estudar o metabolismo de antimônio e das suas espécies químicas. Tais estudos são de grande relevância, uma vez que não se tem conhecimento sobre os metabólitos formados no corpo humano e da sua possível importância na erradicação dos parasitas causadoras da doença, assim como sobre os mecanismos de eliminação deste elemento tóxico. Ao contrário do arsênio, existem poucas metodologias reportadas para a análise de especiação de antimônio em amostras clínicas. O presente trabalho é uma continuação de pesquisas realizadas e publicadas anteriormente, nas quais a técnica de espectrometria de massas (ICPMS) acoplada à cromatografia iônica de alta eficiência IC-(HPLC) foi utilizada para separação e quantificação, em linha, de antimoniato de N-metil glucamina, Sb(V) e Sb(III) em amostras de plasma e urina. Assim, serão apresentados resultados recentes obtidos com o emprego de uma coluna com melhor resolução (Metrosep - A Supp5; 250 mm x 4,0 mm; Metrohm, Suíça) na separação de trimetil antimônio (TMSb), Sb(V) e Sb(III). Testes de otimização mostraram que uma solução de EDTA (0,006 mol L-1, pH 4,7) é adequada como fase móvel para a separação das três espécies. Os tempos de retenção para TMSb, Sb(V) e Sb(III) foram de 44,2 s, 150,6 s e 548,4 s, respectivamente, permitindo uma perfeita e repetitiva (DPR <3 por cento) separação dessas espécies. Repetitividades melhores que 4 por cento foram também obtidas na quantificação das áreas dos três picos cromatográficos correspondentes. Curvas analíticas, construídas a partir de soluções padrão das espécies em solução aquosa e em amostras de urina fortificadas, apresentaram ótima linearidade com coeficientes de correlação maiores que 0,999. Para volumes de amostra de 100 uL, injetados na coluna e utilizando-se o espectrômetro ELAN 5000 (PE-Sciex, EUA) como detector multielementar, em combinação com o nebulizador concêntrico tipo Meinhard e uma câmara ciclônica, limites absolutos de quantificação de 0,02 ng de antimônio foram obtidas para as três espécies estudadas. Testes de estabilidade mostraram que Sb(V) sofre alterações químicas já em intervalos de tempo relativamente curtos (maiores que 8h em água, e que 4h em urina fortificada) enquanto que TMSb e Sb(III) evidenciaram estabilidades consideravelmente maiores em ambos os meios. / [en] Clinical applications of antimonials in the treatment of leishmaniasis are a unique opportunity to study the metabolism of antimony and its species in the human body. As little is known about antimony metabolism, studies are required to improve the knowledge about the excretion mechanism of this toxic element; in particular, those which deal with antimony metabolites and the action of antimonials for the eradication of leishmaniasis causing parasites. In contrast with its chemical analogue arsenic, only a few methods concerning antimony speciation in clinical samples have been described in the literature. The aim of the present work was to improve a method previously developed to separate and quantify N-methyl meglumine antimoniate, Sb(V) and Sb(III) in blood plasma and urine samples by using anion exchange high performance liquid chromatography (IC-HPLC) coupled with inductively-coupled plasma mass spectrometry (ICPMS). Results on the application of an ion chromatography column (Metrosep - A Supp5; 250 mm x 4.0 mm; Metrohm, Swiss) with better resolution for the separation of TMSb, Sb(V) and Sb(III) are presented. The optimum conditions for the separation of the three species were established with 0.006 mol L-1 EDTA at pH 4.7 as the mobile phase. The retention times for TMSb, Sb(V) and Sb(III) were 44,2 s, 151,6 s and 548,4 s, respectively. A robust linear relationship between concentration and peak area was obtained for the three species, both, in aqueous standard solutions and spiked urine samples, with an associated correlation factor higher than 0,999. Relative standard deviations below 4 percent have been obtained in the peak area quantification mode. When using the ELAN 5000 (PerkinElmer-Sciex, EUA) equipped with a concentric Meinhard nebulizer in combination with a cyclonic spray chamber as detector, and employing a 100-uL injection loop in the HPLC system, typical absolute limits of quantification were 0.02 ng of Sb for each of the three antimony species studied. Stability tests showed that Sb(V) suffers chemical alterations within a short time period (>8h in aqueous solutions and >4h in spiked urine), whereas TMSb and Sb(III) presented better stability conditions in both solutions.

[pt] As concentrações de arsênio em óleo cru podem variar de 10 a 30 mg kg-1. O selênio é encontrado em efluentes da indústria petrolífera, devido a sua presença no óleo cru, entre 0.03 - 1.4 mg.L-1 dependendo de sua origem geoquímica. Devido a semelhanças em suas propriedades químicas, o arsênio apresenta uma grande afinidade pelo enxofre, e comporta-se de modo similar ao selênio, seguindo o enxofre por toda a rota de refino do petróleo, localizando-se, principalmente, nos strippers de água ácida, local onde ocorre a separação/absorção do enxofre. Nesta fase do processo de refino, onde pode ocorrer a mais severa corrosão, estes ametais permanecem, provavelmente, imobilizados no fundo das torres podendo ser carreados à Unidade de Tratamento de Águas. Antes de serem lançadas ao meio ambiente, estas águas devem ser tratadas visando sua adequação a Legislação Brasileira (CONAMA, Res. 357/05). A eficiência de eliminação depende do processo empregado e está diretamente relacionada às espécies presentes nestas águas. A Cromatografia de Íons (CI) acoplada ao ICP-MS foi a escolha para o desenvolvimento deste trabalho - a especiação de arsênio e selênio em correntes aquosas do processo de refino. Foi alcançada uma boa resolução cromatográfica utilizando-se coluna de troca iônica e NaOH (0,1mol.L-1) como fase móvel e célula supressora para a minimização do sinal de fundo e de uma possível deposição de sais. Os Limites de Detecção alcançados para as espécies de arsênio foram de 0,15 e 0,18 (mi)g.L-1 para As (III) e As (V), respectivamente. Os Limites de Detecção para as espécies de selênio foram de 0,04, 0,05 e 0,05 (mi)g.L-1 para Se (IV), Se (VI) e SeCN, respectivamente, estes resultados estabelecidos empregando- se uma alça de amostragem de 100 (mi)L. O conteúdo total dos elementos estudados foi determinado por duas técnicas analíticas, ICPMS e GFAAS e a recuperação cromatográfica calculada por ambos os resultados. O método desenvolvido foi testado em três materiais de referência certificados, BCR 713, 714 e 715, tendo sido obtida uma concordância com os valores certificados. Ao final, a metodologia foi empregada em amostras de águas oriundas de diferentes etapas do processo de duas refinarias de petróleo. Todas amostras provenientes da saída das Estações de Esgoto Industrial (ETDI), apresentavam concentração de selênio e arsênio totais abaixo do limite estabelecido pela Legislação Brasileira. A metodologia proposta mostrou-se adequada para realização de análise de especiação de arsênio e selênio em matrizes complexas, como as existentes nas etapas de Craqueamento Catalítico e Unidades de Tratamento de Águas Residuais, assim como em amostra de interesse ambiental, como as da Estação de Tratamento de Efluentes Industriais. O método proposto mostrou-se adequado para a avaliação, monitoramento e melhor entendimento das transformações em unidades do processo de refino, assim como pode contribuir para uma adequação no tratamento de efluente. / [en] The concentrations of arsenic in oil can vary of 10 the 30 mgkg-1. The selenium is found in effluent of the petroliferous industry, had its presence in the oil, between 0.03 -1,4 mg.L-1 depending on its geochemistry origin. For chemical reasons, arsenic shows a high affinity to sulfur, similar as selenium, thus following this element through the whole petroleum refining process, reaching the sour water strippers, where separation of sulfur from other inorganic species takes place. In this phase of the refining process, when it can occur the most severe corrosions, these ametais remain, probably, immobilized in the deep one of the towers being able to be carry out the Water Unit Treatment. Before launched to the environment, these waters must be treated aiming at its adequacy Brazilian Legislation (CONAMA, Res. 357/05). The elimination efficiency depends on the employed process and directly is related to the species gifts in these waters. The Ions Chromatography (CI) coupled to the ICP-MS was the choice for the development of this work - speciation of arsenic and selenium in stream watery of refining process. A good chromatographic resolution was reached using column of ionic exchange and NaOH (0,1mol.L- 1) as mobile phase and cell suppressor for the minimizes the signal from the background and a possible deposition lens and coins in ICPMS. The reached Limits of Detention for the species of arsenic had been 0,15 and 0,18 (mi)g.L-1 for As (III) and As (V), respectively. The Limits of Detention for the species of selenium had been of 0,04, 0,05 and 0,05 (mi)g.L-1 Se (IV), Se (VI) and SeCN, respectively, these established results using a loop of 100 (mi)L. The total content of the studied elements determined by two analytical techniques, ICPMS and GFAAS and the chromatographic recovery calculated by both results. The developed method was tested in three certified reference materials, BCR 713, 714 and 715, having been gotten an agreement with the certified values. Finally, the methodology was applied in the samples of different stages of the process of two oil refineries. All samples proceeding from effluent were below oft he limit established for the Brazilian Legislation. The methodology proposal revealed adequate for accomplishment, monitoring an speciation for arsenic and selenium in complex matrices, as existing in the stages of Fluid Catalytic Cracking and the Units of Treatment of Residual Water, as well as in an environmental samples.

[pt] De acordo com a legislação federal no Brasil (CONAMA: Res. 20/86, Art. 21), a concentração total máxima de selênio permissível em efluentes de fontes poluidoras deve ser tão baixa quanto 0,05 mg L-1. Em refinarias de óleo, nas quais óleo cru proveniente de xisto marinho selenífero é processado, os efluentes podem conter concentrações muito mais altas, exigindo a remoção deste elemento por processos de coagulação/precipitação. O comportamento de selênio nestes processos depende, criticamente, de sua forma química; selenocianato não é eficientemente removido por tratamentos convencionais de precipitação com uso de Fe(OH)3. O conhecimento sobre especiação de selênio no rejeito hídrico é portanto importante para o desenvolvimento de adequadas estratégias de tratamento. Neste trabalho, um novo método para análise de especiação de selenito (Se-IV), selenato (Se-VI) e selenocianato (SeCN-) é descrito, e são apresentados os primeiros resultados sobre a distribuição destas espécies em rejeitos hídricos oriundos de uma planta de refino de óleo brasileira. O método é baseado em separação das espécies por cromatografia de íons seguida por detecção em linha de 77Se, 78Se e 82Se usando ICPMS. O sistema cromatográfico empregado consiste de uma bomba HPLC equipada com válvula injetora manual e uma coluna de troca aniônica (Metrosep A Supp1); esta última interfaceada com o detector (ICPMS) utilizando nebulizador concêntrico-câmara ciclônica como sistema de introdução de amostra. Detecção condutimétrica e amperométrica das espécies de selênio foram também avaliadas, usando-se um cromatógrafo comercial de íons. Vários eluentes, já descritos na literatura para análise de especiação de selênio inorgânico, foram testados (carbonato/bicarbonato, tampão ftalato, ácido p-hidroxibenzóico, etc.) e permitiram, na maioria dos casos, uma boa separação entre Se(IV) e Se(VI), no entanto, resultaram todos em tempos de retenção muito longos e como conseqüência, alargamento do pico para o íon SeCN-1. Esta desvantagem foi eficientemente eliminada usando-se uma solução de ácido cianúrico (0,003 mol L-1), modificado com acetonitrila (2% v/v) e perclorato (0,002 mol/L) como fase móvel. Típicos tempos de retenção (s) para os três analitos aqui estudados foram: selenito (210), < selenato (250) e selenocianato (450). Repetitividades em posição de picos foram melhores que 1%, e na avaliação de área de pico melhores que 3 %. Limites de detecção (em ng) para as espécies usando o instrumento ELAN 5000 e uma alça de amostragem de 500-uL foram 0,04, 0,05 e 0,09, respectivamente. Não se dispunha de materiais de referência certificados para este estudo, contudo, resultados em efluentes de complexa composição e fortificados com os íons de interesse, mostraram aceitáveis recuperações (85% - 115%) e repetitividades (RSD < 5%), validando este método para o propósito previsto. Uma vez otimizado, o método foi aplicado a efluentes hídricos de uma refinaria de óleo. Em todas as amostras analisadas, selenocianato foi de longe a espécie mais abundante, atingindo concentrações de até 90 ug L-1, seguida por selenito. As concentrações de selenato estavam abaixo do limite de detecção em todas as amostras, explicável pelas características redutoras destas águas. As concentrações totais de selênio em todas as amostras, avaliadas por geração de hidretos (HG-ICPMS) e, alternativamente, por ICPOES, excederam aquelas obtidas pela análise de especiação, indicando a presença de outras espécies de selênio, não observadas pela metodologia aqui usada. Trabalhos estão em progresso para identificar e quantificar estas espécies. / [en] According to federal laws in Brazil (CONAMA: Res. 20/86, Art. 21), the maximum permissible total concentration of selenium in effluents from polluting sources must be as low as 0,05 mg L-1. In oil refineries, in which crude oil from seleniferous marine shales are processed, wastewater may contain much higher concentrations, thus requiring removal of this element by coprecipitation/ coagulation procedures. The behavior of selenium in such processes depends critically on its chemical form; e.g. selenocyanate is not efficiently removed by the conventional treatment using Fe(OH)3 precipitation. Knowledge on the speciation of selenium in wastewater is therefore important for the development of adequate treatment strategies. In this work, a new method for the speciation analysis of selenite (Se-IV), selenate (Se-VI) e selenocyanate (SeCN-) is described and first results are presented on the distribution of these species in wastewater samples from a Brazilian oil refinery plant. The method is based on their ion chromatographic separation followed by on-line detection of 77Se, 78Se and 82Se using ICPMS. The chromatographic system employed consisted of HPLC pump equipped with a manual syringe loading injector, and an anion exchange column (Metrosep A Supp1, Metrohm); the latter interfaced with the ICPMS detector via a concentric nebulizer/cyclonic spray chamber sample introduction device. Suppressed conductivity detection and constant potential amperometric detection of these selenium species were also evaluated using a commercial IC-system. Several eluants, already described in the literature for the speciation analysis of inorganic selenium, were tested (e.g. carbonatehidrogencarbonate and phthalate buffer, p-hydroxy benzoic acid, etc) permitting in most cases a good separation of Se(IV) and Se(VI), however resulting all in very long residence times (>20min) and associated peak broadening for the polarizable SeCN - ion. This drawback could be effectively avoided using a solution of cyanuric acid (0.003 mol L-1), modified with acetonitrile (2% v/v) and perclorate (0.002 mol L-1), as the mobile phase. Typical residence times for the three analyte species here studied were: selenite (210 s) < selenate (250 s) < selenocyanate (450 s), with repeatabilities in peak position better than 1% and peak area evaluation better than 3 %. Limits of detection (in ng) for these species using an ELAN 5000 instrument and a 500-uL sample injection loop are 0.04, 0.05 and 0.09, respectively. No certified reference materials were available for this study, however, results on spiked effluent samples of complex composition showed acceptable recoveries (85% - 115%) and repeatibilities (RSD < 5 %), thus validating this method for its intended purpose. Once optimized, the method was applied to wastewater samples from a Brazilian oil refinery plant. In all samples so far analyzed, selenocyanate was by far the most abundant selenium species reaching concentrations of up to 90 uL-1, followed by selenite. Selenate concentrations were below the quantification limit in all samples, explainable by the reducing character of these waters. Total concentrations of selenium in most samples, assessed by hydride generation ICPMS and alternatively by ICPOES, exceeded those obtained from speciation analysis, indicating the presence of other selenium species, not observed by the here used methodology. Work is in progress to identify and quantify these species.

[pt] A administração de antimoniais no tratamento da leishmaniose é uma rara oportunidade para estudar o metabolismo de antimônio e das suas espécies químicas no corpo humano. No presente trabalho, a técnica de espectrometria de massa (ICPMS), acoplada ou não à cromatografia iônica (IC) e à geração de hidretos (HG), foi utilizada para determinação das concentrações de antimônio total e de suas espécies químicas, Sb(III), Sb(V) e trimetilantimônio (TMSbV) em amostras clínicas de pacientes com leishmaniose e/ou de macacos Rhesus (Mucaca mulatta) tratados com antimoniato de meglumina (AM). Diferentes regimes terapêuticos foram avaliados, incluindo a administração de doses baixa e alta (5 mg ou 20 mg de Sb(V) por kg de massa corpórea). A concentração total de Sb foi determinada após a decomposição de amostras por HNO3/H2O2. Análises de especiação foram realizadas em amostra de plasma e urina, através do acoplamento em linha da CI ao instrumento de ICPMS. Duas colunas de troca aniônica PRP-X100 foram utilizadas para a separação de espécies empregando o EDTA (eluição isocrática: 4,7 mmol L-1, 2,5% v/v metanol, pH 4,7) ou tampão de EDTA/fosfato (eluição com variação abrupta de eluente: 1o. eluente - 20 mmol L-1 EDTA + 2 mmol L-1, pH 4,5; 2o. eluente - 50 mmol L-1 (NH4)2PO4, pH 8,3) como fase móvel. As características de desempenho de todos os métodos foram avaliadas e serão apresentadas. Testes de estabilidades mostraram que as espécies de antimônio estudadas são suficientemente estáveis permitindo análises de especiação dentro de 24 horas após a coleta. Em humanos, assim como em macacos Rhesus, as concentrações de antimônio em amostras de urina e/ou plasma coletadas após o período de administração de AM, mostraram uma rápida cinética inicial de excreção (t1/2 ~ 3 dias) da droga, seguida de duas fases mais lentas. Determinou-se concentrações de Sb significativamente maiores em frações de hemácias do que nas amostras de plasma correspondentes, com exceção da fase inicial de administração da droga (primeiras 12 horas). A bioredução de Sb(V) a Sb(III) foi observada e confirmada como um importante processo metabólico durante a fase de eliminação. Nenhuma evidência de formação de TMSb (V) foi obtida em nossos estudos. As concentrações de antimônio em amostras de tecidos de macacos Rhesus coletadas aproximadamente 60 dias após a última administração de AM foram maiores na tireóide, seguida por fígado e baço. As concentrações no fígado foram pelo menos 1000 vezes maiores que a concentração basal. Amostras de cabelos/pelos e unhas de pacientes e símios tratados com AM também apresentaram altas concentrações, as quais corresponderam ao histórico de administração da droga e também mostraram que a incorporação de Sb nestes tecidos é acumulativa, mesmo após o fim da administração de AM. Em cabelos, mesmo após mais de 300 dias do fim do tratamento as concentrações de Sb não retornaram ao nível basal. / [en] Clinical applications of antimonials in the treatment of leishmaniasis are a unique opportunity to investigate the metabolism of antimony and its species in the human body. In this work, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS), without or in combination with ion chromatography (IC) and flow injection hydride generation (FI-HG), has been used for the determination of total antimony concentrations [Sb] and three of its expected species, Sb (III), Sb (V) and trimethyl antimony (TMSbV), in clinical samples of leishmaniasis patients and/or of rhesus monkeys (Mucaca mulatta) treated with meglumine antimoniate (AM). Different drug administration schemes were evaluated, including low and high dose administration (5 mg or 20 mg of Sb5+ per kg of body mass). Total [Sb] was assayed after wet decomposition of the samples by HNO3/H2O2. Speciation analysis was performed on plasma and urine samples using IC on-line coupled to the ICPMS instrument. Two PRP-X100 anion exchange columns were used for species separation employing EDTA (isocratic elution: 4.7 mmol L-1, 2.5% v/v methanol, pH 4.7) or EDTA/phosphate buffer (step elution: 1st eluent - 20 mmol L-1 EDTA + 2 mmol L-1 KHP, at pH 4.5; 2nd eluent - 50 mmol L-1 (NH4)2HPO4 at pH 8.3) as the mobile phases. Performance characteristics of all methods were evaluated and are presented. Stability tests showed that all studied antimony species are sufficiently stable to allow speciation analysis within 24 hours after collection. In humans, as well as in rhesus monkeys, the concentrations of antimony in urine and/or plasma samples measured after the administration period of MA, showed rapid excretion kinetics (t1/2 ~ 3 days) of the drug followed by two slower ones. Significantly higher concentrations of [Sb] were measured in erythrocyte fractions than in corresponding plasma samples, excepting the very initial phase of drug administration (first 12 hours). Bio-reduction of Sb5+ to Sb3+ was observed and confirmed as an important metabolic process during the slow elimination phase. No evidence for the formation of TMSbV was so far obtained in our studies. Antimony concentrations in tissue samples of rhesus monkeys 60 d after the last AM administration were highest in thyroid, followed by liver and spleen. Liver concentrations were at least 1000 times the basal concentrations. Hair and nail samples from treated patients and monkeys had also very high Sb concentrations, which matched drug administration history and showed also that incorporation of Sb into these tissues is continuing, even after ceasing AM application. In human hair, more than 300 days are required for the return of antimony concentrations to basal levels.

[pt] Diferentes métodos espectrométricos de análise, incluindo ICP OES, ICP-DRCMS e Q-ICPMS com técnicas hifenadas (geração de hidreto, vaporização eletrotérmica ou cromatografia de íons), foram aplicados na caracterização química de 16 óleos e 41 amostras de efluentes aquosos de uma refinaria de petróleo. O objetivo específico deste estudo foi o de entender o comportamento do selênio (Se) e de suas espécies químicas ao longo do processo de geração e tratamento dos efluentes desta unidade industrial. A caracterização química multielementar das amostras por ICP-MS revelou uma composição muito complexa da maioria deles, com altas salinidades e potenciais interferentes espectrais e não espectrais presentes. Por isso, foi necessária uma reavaliação crítica das técnicas analíticas para a determinação de Se e de suas espécies. As técnicas de ICP-DRC-MS, utilizando CH4 como gás de reação, e de ETVICPMS mostraram o seus potencial para a determinação de Se com melhores limites de detecção (cerca de 0,05 ug L-1 para ambas), mas também as suas limitações na análise de efluentes com altas salinidades. Nas 16 amostras de petróleo analisadas, verificou-se uma grande variabilidade nas concentrações de Se total, cobrindo uma faixa de < 10 ug kg-1 até 960 ug kg- 1, a qual poderia explicar também a carga muito variável deste elemento nos efluentes das diferentes unidades de tratamento. As maiores concentrações de Se total foram encontradas nas águas ácidas, com concentrações de até 1714 ug L-1. Confirmou-se a predominância de SeCN - na maioria das amostras analisadas, mas observaram-se também outras espécies com tempos de retenção diferentes das espécies Se(IV), Se(VI) e SeCN-, especialmente nos efluentes da estação de tratamento de despejos industrais (E.T.D.I.). Em amostras ácidas, identificou-se Se coloidal (Seº) formado pela decomposição de SeCN-, ou de outras espécies pouco estáveis nestas condições. Experiências de bancada com soluções de SeCN- apoiaram esta hipótese. Foi constatada, que o perfil de especiação de amostras coletadas num mesmo local de processamento, mas em épocas diferentes, pode variar significativamente, o que torna difícil a comparação de dados obtidos neste trabalho com os de outros autores. / [en] Different spectrometric methods of analysis, including ICP OES, ICP-DRC-MS and Q-ICP-MS, the latter hyphenated to hydride generation, eletrothermal vaporization or ion chromatography have been appliesd to the chemical characterization of 16 crude oils and 41 effluents samples from a petroleum refinery. The specific objective of this study was to get information on the behavior of selenium (Se) and its species along the different processes of generation and treatment of the effluents.Multielemental characterization of effluents by ICP-MS revealed a complex composition of most of them, with high salinity and potential spectral and non spectral interferents present. For this reason, a critical reassessment of the analytical techniques for the determination of total Se and its species was necessary. DRC-ICP-MS and ETV-ICPMS, using CH4 as cell reaction gas, showed their potential for the determination of Se with better detection limits (about 0,05 ug L-1), but also their limitations for the analysis of effluents with high salinity. A large variability in the concentration of Se was observed in the 16 analysed crude oil samples (< 10 ug kg-1 Se until up to 960 ug kg-1), which may explain also the varying concentrations measured in the effluents. Highest concentrations of selenium were measured in samples from the treatment unit for acid waters (up to 1.714 ug L-1). The predominance of selenocyanate (SeCN-1) was confirmed in most of the effluent samples analysed, but also several other species with retention times different from Se(IV), Se(VI) e SeCN - were observed, especially in samples from the treatment plant. Colloidal Se (Seº) was identified in acid waters, probable formed by decomposition of SeCN - or other unstable species under these conditions. Laboratory experiments with selenocyanate solutions confirmed this hypothesis. The speciation profile of samples collected at the same point, but at different time intervals, showed significant variations, not allowing easy comparison of the results obtained in this work with those of other authors.

[pt] A qualidade de produtos alimentícios tem recebido especial atenção devido a sua importância na nutrição e saúde humanas. Neste sentido, a determinação de metais traço em alimentos tem se convertido em importante campo na análise de alimentos. Em relação aos óleos vegetais, a sua composição em termos de metais traço é um critério relevante para a avaliação da qualidade, uma vez que se sabe que estes metais afetam a sua taxa de oxidação, influenciando as suas características e no seu armazenamento. Por outro lado, cereais e outros alimentos de origem vegetal são especialmente relevantes na alimentação humana, uma vez que são a base da dieta de muitas populações do mundo. No presente trabalho, foi desenvolvido um método analítico para determinação direta de Cu e Ni em óleos vegetais por Espectrometria de Absorção Atômica no Forno de Grafite (GFAAS): as amostras foram pesadas diretamente em uma plataforma de grafite e introduzidas no atomizador, com o auxílio de um acessório de amostragem de sólidos. O programa de temperatura otimizado permitiu o uso de soluções de calibração aquosas. A exatidão do procedimento foi confirmada pela boa concordância entre os resultados obtidos pelo procedimento proposto e por procedimentos comparativos. Os limites de detecção foram de 0,001 e 0,002 &#956;g g-1 para Cu e Ni, respectivamente, nas amostras originais. Em continuação, empregou-se a técnica de fluorescência atômica para a determinação do conteúdo total de As, Sb, Se, Te e Bi em amostras vegetais, de cereais e legumes, após calcinação por via seca. Foram otimizados os parâmetros relativos a geração dos hidretos, assim como os parâmetros de fluorescência. Testes de adição de analito, assim como a análise de materiais certificados de referência, garantiram a exatidão do procedimento. Os resultados encontrados mostraram que as amostras estudadas encontraramse todas, nos limites preconizados pela legislação européia. Finalmente, uma metodologia analítica não cromatográfica, rápida, sensível e simples foi desenvolvida para a quantificação de espécies tóxicas de arsênio em arroz, sêmola, acelga e berinjela. Estas espécies foram extraídas com H3PO4 1 mol L-1 + Triton XT-114 0,1%, assistida por ultra-som, seguindo-se a lavagem com EDTA 0,1% (m/v). As espécies As(III), As(V), DMA e MMA foram quantificadas no extrato por espectrometria de fluorescência atômica por geração de hidretos utilizando um sistema de equações proporcionais, que correspondem a quatro condições experimentais diferentes. Os valores de limite de detecção do método foram 1,3 (3,15); 0,9 (2,97); 1,5 (0.46) e 0,6 (0,37) ng g- 1 para As(III), As(V), DMA e MMA, respectivamente, nas amostras de cereais e vegetais, expressos em termos do peso seco da amostra. Os estudos da recuperação mostraram porcentagens maiores que 90% para as quatro espécies consideradas. A análise de especiação de um material de referência de farinha de arroz certificado para arsênio total mostrou resultados coerentes e concordantes com outros estudos com ele realizados. / [en] The quality of food products has received a special attention due to its influence in the human health and nutrition. Thus, trace metal determination in foods has turned an important field in food analysis. Concerning vegetal oils, its metal trace metal composition is a criterion for the assessment of their quality since it is known that these metals affect their rate of oxidation, influencing its characteristics and storage management. As part of the present work the direct determination of Cu and Ni in vegetal oils by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GFAAS), using the solid sampling strategy was developed: The samples were weighed on a graphite platform boat and inserted in the graphite tube. An adequate temperature program allowed the calibration by external aqueous calibration curves. A good agreement between the results arisen from the proposed and two comparative procedures (EPA 3031 and EPA 3051) confirmed the accuracy of the proposed procedure. The limits of detention in the original samples were 0.002 and 0.001 ìg g-1 for Cu and Ni, respectively. A second part of the work has dealt with the determination of the total content of As, Sb, Se, Te and Bi in samples of vegetable, cereals and pulses by HG AFS. The samples were dry ashed by a proper ashing program, and the hydride generation parameters were optimized, as well as those related to the fluorescence emission. Recovery testes and the analysis of certified reference materials testified the accuracy of the procedure. The content of the studied elements in studied samples were all below those of the European regulation. Finally, a fast, sensitive and simple non chromatographic methodology was developed for the speciation analysis of toxic arsenic species in rice, wheat semolina, chard and aubergines samples. Ultrasound assisted extraction of the toxic arsenic species was carried with 1 mol of L-1 H3PO4 and 0.1% (m/v) Triton XT-114. After the extraction, As(III), As(V), DMA and MMA were quantified by hydride generation atomic fluorescence spectrometry at four different experimental conditions. The fluorescence intensities derived from these four measurements were introduced in a system of four proportional equations, permitting the calculation of the individual species concentration.. The detection limits were 1.3 (3.2), 0.9 (3.0), 1.5 (0.5)) and 0.6 (0,5) ng g-1 for As(III), As(V), DMA and MMA, respectively in the cereals and (vegetable) samples, expressed in terms of the dry weight. Recoveries greater than 90% for the four considered species in samples spiked at 100 ng g-1 level were obtained as well as the assurance of no species interconversion. The speciation analysis of a rice flour reference material certified for total arsenic led to coherent results, which were also in agreement with other speciation studies made on the same CRM.

[pt] A liberação de compostos butílicos de estanho, como o tributilestanho (TBT), presentes em tintas anti-incrustantes de embarcações marítimas, tem provocado efeitos nocivos sobre a reprodução e o crescimento das várias formas de vida marinha. Em resposta a estes riscos ambientais, vários países regulamentaram ou baniram o uso destes produtos anti-incrustantes. No Brasil, não existe ainda qualquer controle sobre o uso destes compostos em embarcações trafegando em território nacional. O presente trabalho visou estudar a presença de tributilestanho (TBT) e de seus produtos de degradação, dibutilestanho (DBT) e monobutilestanho (MBT), em sedimentos superficiais provenientes de 17 estações de coleta na Baía de Todos os Santos. A seleção das estações para o estudo proposto foi baseada no histórico do fluxo de navios cargueiros, presença de marinas e pólos industriais localizados próximos a cada estação. A especiação dos compostos orgânicos de estanho foi realizada por cromatografia em fase gasosa com detecção por fotometria de chama pulsante, após extração por solvente, derivação, limpeza dos extratos e eliminação de enxofre. As maiores concentrações detectadas (em ng g-1 sedimento, como Sn) para os diferentes compostos organoestânicos foram: TBT (15,9), DBT (28,8) e MBT (4). Os sedimentos superficiais analisados encontram-se levemente contaminados, segundo a classificação reportada por Waite e colaboradores (1991), mas mostram valores bem inferiores aos encontrados na Baía de Guanabara (Almeida et al., 2004), possivelmente devido a propriedades como transparência da água, que favorece a fotodegradação, e ambiente sedimentar oxidante. / [en] The organotin compounds such as tributyltin (TBT) present in anti-fouling paints applied to ships, pleasure boats and vessels are proved to have harmful effects on the reproduction and the growth of several forms of marine life. In response to this environmental threat many countries introduced restriction to their use or even banishment. In Brazil there are no such rules on the use of these compounds. The present work aimed at the speciation of organotin compounds (tributyltin (TBT) and its of degradation products, dibutyltin (DBT) and monobutyltin (MBT)) in surface layer of sediments collected from 15 stations in the Todos os Santos Bay. The selection of stations was based on information on ship traffic, presence of marinas and industries installation. Organotin speciation was carried out by gas chromatography with pulsed flame photometric detection after solvent extraction, derivatization, clean-up and sulfur elimination. The highest organotin concentrations (ng g -1 as tin) found were: TBT (15,9), DBT (28,8) e MBT (4). Sediments in the studied locations are slightly contaminated, according to the classification reported by Waite and collaborators (1991). Values are lower than those found in Guanabara Bay (Almeida et al., 2004) possibly due to the higher water transparence that favors photo degradation, and to the oxidizing sedimentary environment.

[pt] A eletroforese capilar (CE) como técnica de separação está bem estabelecida para o uso em estudos de especiação elementar; porém, em muitas aplicações, a baixa sensibilidade devido à detecção UV, impede a obtenção de baixos limites de detecção (LD). Desta forma, tem sido de grande relevância o estudo do acoplamento (hifenação) entre a CE e sistemas de detecção mais sensíveis. Iniciou-se o trabalho com uma avaliação crítica entre diversas interfaces para o acoplamento entre a CE e a espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICPMS). Foram testadas uma interface comercial e outras, adaptadas no próprio laboratório a partir de diferentes micronebulizadores e câmaras de nebulização. O estudo concluiu que o nebulizador de fluxo paralelo (Mira Mist CE, Burgener Research, AU) apresentou melhor performance, devido a ausência de efeito de retro-pressão acima do orifício do capilar de eletroforese, e por ter um canal de amostra suficientemente grande para introduzir o capilar até a saída do nebulizador, impedindo assim, o entupimento do mesmo em trabalhos de rotina, observado em todos os outros nebulizadores. Utilizando este nebulizador e uma câmara ciclônica de volume reduzido (20 mL), foi desenvolvida uma metodologia para separação eletroforética e quantificação por ICPMS de cinco espécies de arsênio: AsIII, AsV, MMAV, DMAV e AsB. Um estudo sistemático de diversos parâmetros experimentais resultou nas seguintes condições otimizadas para a separação e nebulização: tampão de fosfato 20 mmol L(-1) (pH = 9) com 1,5 mmol L(-1) de TTAB como modificador do fluxo eletroosmótico; tempo de injeção no modo hidrodinâmico de 40 s a 50 mbar; e solução make up de NH4NO3 20 mmol L(-1) (pH = 9) com 10 porcento de metanol, e vazão de 40 (mi)L min(-1). Iodeto foi utilizado para monitorar a separação eletroforética, enquanto que Cs foi usado para controlar a eficiência e constância de nebulização. Os desvios padrão relativos para a posição dos picos e as suas áreas correspondentes foram < 10 porcento para todas as espécies, enquanto que os limites de detecção foram de 2,5 (mi) L(-1) para AsB e de 0,5 (mi) L(-1) para as demais. A metodologia foi aplicada para análise de especiação de arsênio em amostras de suco de uva, e num estudo preliminar sobre o metabolismo de Arsenil (MMAV) em cavalos. No primeiro estudo, observou-se que as concentrações de As-total em todas as amostras analisadas (31 de 20 marcas de suco de uva diferentes), e também de outros elementos tóxicos (p.ex. Al, Hg, Cd, Sn, Pb, e Al), encontravam-se abaixo dos Limites Máximos de Tolerância estabelecidos pela legislação brasileira. Estudos de especiação por CE-ICPMS e FIA-HG-ICPMS mostravam que entre os cinco espécies de arsênio estudadas, apenas as inorgânicas (AsV e AsIII) estavam presentes, em proporções variáveis. O estudo sobre a absorção e excreção da droga Arsenil (MMAV) em cavalos mostrou que a droga é rapidamente eliminada pelo organismo, sugerindo uma cinética de primeira ordem para o processo, durante o tempo investigado (sete dias), com tempos de meia vida de aproximadamente 34 h (urina) e 44 h (plasma), respectivamente. Observou-se a presença de DMAV na urina como único metabólito da droga, já presente nos primeiros dois dias da aplicação, e acompanhando o perfil de absorção e excreção do Arsenil (MMAV). Estes resultados indicam que a metilação é a via principal de desintoxificação, confirmando observações já feitas por diversos autores, mas em outros sistemas biológicos. / [en] Capillary electrophoresis (CE) is a well established separation technique for the study of elemental speciation, however, its low electroosmotic flow nL min(-1) restricts its application in many studies in which low detection limits are required. For this reason, the study of CE coupling (hyphenation) to more sensitive detectors is of great relevance. This work was initiated with a critical evaluation of different interfaces of CE to ICPMS, including a commercial interface, and others, mounted in our laboratory from different micronebulizers and spray chambers. Best results in routine work were obtained with a parallel flow nebulizer (Mira Mist CE, Burgener Research, AU) due to the absence of backpressure on the capillary orifice and its large internal sample channel, which permits that the CE capillary can be inserted up to the nebulizer exit, thus avoiding clogging problems observed in all other nebulizers. Using this nebulizer in combination with a small-volume cyclonic spray chamber (20 mL), a method was developed for the electrophoretic separation and quantification by ICPMS of five arsenic species: AsIII, AsV, MMAV, DMAV and AsB. The systematic study of different experimental parameters resulted in the following optimized separation and nebulization conditions: phosphate buffer (pH = 9.0), 20 mmol L(-1) with 1.5 mmol L(-1) TTAB as electroosmotic flow modifier; injection time (hydrodynamic mode) of 40 s at 50 mbar; make-up solution of NH4NO3 20 mmol L(-1) (pH = 9) containing 10 percent of methanol and injected at flow of 40 (mi)L min(-)1. Iodide was used as a monitor for the electrophoretic separation, whereas Cs was applied for controlling the nebulization efficiency and constancy. Repeatabilities (RSD) in peak location and peak area measurements were better than 10 percent in all cases, and detection limits were about 2.5 (mi)g L(-1) for AsB and 0.5 (mi)g L(-1) for all other species studied. The methodology was applied in the speciation analysis of arsenic in grape juice samples, and in a preliminary study on the uptake, transformation and excretion of Arsenil (MMAV) by horses. In the first study, low concentrations o total arsenic and other toxic elements (e.g Al, Hg, Cd, Sn,Pb, e Al) were measured in 31 samples (20 different brands) and which were in accordance with Maximum Tolerance Levels established by Brazilian laws. Speciation analysis of these samples by CE-ICPMS and FIA- HG-ICPMS revealed the existence, in varying proportions, of only inorganic arsenic species (AsV and AsIII). The investigations on the uptake and excretion of Arsenil (MMAV) by horses showed that the drug is rapidly eliminated from the organism, suggesting a first order kinetics for the excretion/elimination with half lives of about 34 h and 44 h for urine and plasma, respectively, within the time period of seven days here studied. DMAV was the only metabolic alteration product of Arsenil detected already in the first two days after drug uptake and accompanying its absorption and excretion profile. These results indicate that methylation is the principal detoxification pathway, as already observed by other authors but for different biologic systems.

[pt] O presente trabalho visou estudar a geocronologia da contaminação na Baía de Guanabara por compostos orgânicos de estanho e alguns metais de relevância ambiental. Foram coletados testemunhos sedimentares em cinco pontos da Baía de Guanabara em regiões não afetadas diretamente por fontes de contaminação conhecidas. Os trinta primeiros centímetros de cada testemunho foram seccionados em segmentos finos nas estações onde haviam dados de taxas de sedimentação. Para duas estações, onde as taxas de sedimentação não eram conhecidas, os testemunhos coletados foram seccionados em camadas de três centímetros e, em seguida, datados pelo método de Pb-210. As concentrações dos metais foram determinadas por ICP-MS após decomposição das amostras a quente com HNO3 e H2O2. A especiação dos compostos orgânicos de estanho foi realizada por cromatografia gasosa com detecção por fotometria de chama pulsante após extração por solvente, derivação, eliminação de enxofre e limpeza dos extratos. As maiores concentrações (em ng g-1 sedimento, como Sn) para os diferentes compostos organoestânicos encontrados foram: TBT (82), DBT (28) e MBT (126). As distribuições espacial e temporal das espécies orgânicas de estanho nos sedimentos apresentaram-se muito irregulares e há pouca evidência de degradação após a sedimentação. Foram feitas tentativas de estimar a constante de degradação do TBT e os fluxos foram calculados utilizando-se as taxas de sedimentação e as concentrações. As concentrações de organoestânicos são baixas em comparação com as reportadas para a Marina da Glória por Fernandez (2001) e confirmam a tendência à rápida deposição dos compostos orgânicos de estanho próximo às fontes dos mesmos. As concentrações dos metais-traço investigados (em ug g-1 sedimento), As (1,31-11,5), Ca (2,08x103-8,72x103), Cd (< L. D.-7,94x10-1), Cu(0,222x101-5,58x101), Fe (0,564x104-3,33x104), Hg (0,046-2,35), Mg (0,128x104-1,31x104), Mn (0,496x102-11,8x102), Ni (0,288x101-3,17x101), Pb (0,505x101-8,18x101), Sn (0,130x101122), Zn (0,162x10²-2,30x10²) quando normalizados em relação à concentração de alumínio, mostraram, em geral, um acréscimo ao longo do tempo, demonstrando que, desde a última avaliação geocronológica, realizada na década de 80 do século XX, não há redução visível no aporte de contaminantes. Não foram encontrados dados pretéritos de arsênio em sedimentos da Baía de Guanabara. Em algumas estações, os valores encontrados para este elemento são comparáveis às concentrações em estuários sob influência de atividades de mineração. Foram feitas correlações de Spearman entre as propriedades medidas, incluindo carbono total e orgânico, nitrogênio total, enxofre total, pH, potencial redox, umidade e porosidade, revelando dependências de fontes e de propriedades físico-químicas. / [en] The present work aimed at studying the geochronology of contamination in Guanabara Bay as related to organotin compounds and a number of metals of environmental relevance. For this, sediment cores were taken from five different stations in the bay selected as to represent average conditions not immediately affected by known sources. The cores were sliced in thin segments up to 30 cm below the top layer. For two stations where sedimentation rates were not known cores were collected and sliced in 3 cm segments and thereafter dated by using Pb-210. Metal concentrations were determined by ICP-MS after digestion of freeze dried sediments in HNO3 and H2O2 under heat. Organotin speciation was carried out in a GC-PFPD instrument after solvent extraction, derivatization, sulfur elimination and clean-up. The higher organotin concentrations (ng g-1 as tin) found were: TBT (82), DBT (28) and MBT (126). Space-time distribution of organotin species in the sediments were very irregular and there is little evidence that extensive degradation occurs after sedimentation. Attempts are presented to derive an estimate for TBT degradation constant. Fluxes were calculated using the sedimentation rates and concentrations. Organotin concentrations are low in comparison to those reported for Marina da Glória by Fernandez (2001), and they confirm the tendency of organotins to settle down rapidly in the vicinities of the sources. The concentrations (ug g-1) of the investigated metals (As (1.31-11.5), Ca (2.08x103-8.72x103), Cd (<dl-7.94x10-1), Cu (0.222x101-5.58x101), Fe (0.564x104-3.33x104), Hg (0.046-2.35), Mg (0.128x104- 1.31x104), Mn (0.496x102-11.8x102), Ni (0.288x101-3.17x101), Pb (0.505x101-8.18x101), Sn (0.130x101-1.66x101), Zn (0.162x102-2.30x102)) when normalized to the Al concentration show, in general, an increase over time, demonstrating that since the last geochronological work conducted in the early 1980s there was no visible reduction in the contaminants input. No data for arsenic was found prior to this date for Guanabara Bay sediments. In some stations arsenic concentrations are comparable to those found in estuaries under influence of mining activities. Spearman correlations among the several measured properties, that include also total and organic carbon, total nitrogen, total sulfur, pH, redox potential water content and porosity, were calculated revealing source and physico-chemical dependencies.