94 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-08T14:08:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Milena Pinelli Versão CD.pdf: 8574876 bytes, checksum: f2c4d5fb3dab22669ba4ef48a90fa8a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-06-06T15:15:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Milena Pinelli Versão CD.pdf: 8574876 bytes, checksum: f2c4d5fb3dab22669ba4ef48a90fa8a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-06T15:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Milena Pinelli Versão CD.pdf: 8574876 bytes, checksum: f2c4d5fb3dab22669ba4ef48a90fa8a1 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES / Os metais têm origem natural como componentes das rochas e nesta situação não apresentam riscos aos seres vivos. Atualmente existem poucos estudos relacionados à obtenção de valores de referência para concentrações naturais de metais em solos do Brasil, o que dificulta a ação dos órgãos fiscalizadores e algumas instituições em monitorarem os ambientes que podem ter sido contaminados por indústrias ou outros tipos de empreendimentos. Este trabalho teve como objetivo propor valores de referência para concentração dos metais Cd, Co, Cr, Cu, Pb, Mn, Ni e Zn em solo do entorno na Baía do Iguape. As amostras foram digeridas em forno de micro-ondas com cavidade utilizando o procedimento da Agência de Proteção Ambiental, EPA 3051A e para as determinações dos analitos foi empregada a espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). As linhas de emissão selecionadas foram, em nm: Cd II 226,502; Co II 228,615 nm; Cr II 267,716; Cu Il 213,598; Mn II 257,610; Ni II 216,555; Pb II 220,353; e Zn I 213,857. A validação foi feita avaliando-se os limites de detecção (LOD) e de quantificação (LOQ), a faixa linear de trabalho, precisão, análise de material de referência certificado e testes de adição e recuperação. O procedimento validado foi aplicado na caracterização dos solos formados a partir de sedimentos da Formação Barreiras, Arenito e Folhelho, quanto às concentrações dos analitos Cd, Co, Cu, Cr, Mn, Ni, Pb e Zn no entorno da Baía de Iguape. As faixas de concentrações obtidas para as áreas estudadas foram, em mg kg-1: Barreiras encosta: Cd (0,57 - 1,7), Co (4,5 - 5,7), Cr (33 - 73), Cu (7,0 - 16), Mn (74 - 123), Ni (5,0 - 13), Pb (4,8 - 16) e Zn (12 - 30); Barreiras plana: Cd (0,20 - 0,67), Co (1,3 - 2,2), Cr (23 - 48), Cu (3,2 - 4,8), Mn (46 - 56), Ni (4,2 - 12), Pb (2,5 - 8,3) e Zn (12 - 24); Arenito 1 Cd (0,12 - 0,43), Co (0,30 - 0,90), Cr (4,9 - 14), Cu (1,7- 4,1), Mn (12 - 30), Ni (1,2 - 3,7), Pb (2,7 - 7,5) e Zn (1,8 - 8,6); Arenito 2 : Co (0,7- 2,0), Cr (5,6 - 19,8), Cu (1,7 - 3,1), Mn (10 - 28), Ni (1,9 - 4,0), Pb (1,7 - 4,4) e Zn (1,7 - 6,5); Arenito 3 Cd (0,10 - 0,23), Co (0,40 - 1,5), Cr (2,9 - 12), Cu (1,2 - 4,5), Mn (15 - 31), Ni (1,0 - 4,0), Pb (2,6 - 6,6) e Zn (2,1 - 7,3); Folhelho Cd (0,32 - 1,1), Co (0,92 - 1,7), Cr (37 - 63), Cu (3,6 - 7,2), Mn (27 - 39), Ni (4,4 - 9,3), Pb (3,2 - 11) e Zn (10 - 18). De um modo geral as concentrações obtidas variaram na seguinte ordem decrescente Barreiras> Folhelho> Arenito. Para propor valores de referência para solos com características similares aos analisados, foram selecionadas as áreas Barreira encosta e Arenito 3 e aplicou-se a correlação linear de Pearson e análise de componentes principais (PCA), para selecionar quais parâmetros (metais e atributos) contribuem de forma efetiva para a elaboração das equações do modelo estatístico. As concentrações das amostras foram estimadas de forma satisfatória com as equações elaboradas. Para os solos de Barreiras encosta apenas Co e Pb não apresentaram valores confiáveis de predição enquanto que para o Arenito 3, somente Ni não apresentou resultados confiáveis, devido ao seu baixo coeficiente de determinação. / Salvador

66 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-05T15:41:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_definitiva_Taiana Tarantino.pdf: 1712573 bytes, checksum: 77c5b3c337efd24e474e48df29eef98a (MD5) / Rejected by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br), reason: tirar tese e colocar dissertação on 2013-06-06T12:41:22Z (GMT) / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-06-06T12:43:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_definitiva_Taiana Tarantino.pdf: 1712573 bytes, checksum: 77c5b3c337efd24e474e48df29eef98a (MD5) / Rejected by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br), reason: trocar tese por dissertação on 2013-06-06T15:42:43Z (GMT) / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-06-06T15:44:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_definitiva_Taiana Tarantino.pdf: 1712573 bytes, checksum: 77c5b3c337efd24e474e48df29eef98a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-06-07T14:45:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_definitiva_Taiana Tarantino.pdf: 1712573 bytes, checksum: 77c5b3c337efd24e474e48df29eef98a (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-07T14:45:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_definitiva_Taiana Tarantino.pdf: 1712573 bytes, checksum: 77c5b3c337efd24e474e48df29eef98a (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES / O arroz (Oryza sativa) é um dos cereais mais produzidos e consumidos, sendo o alimento básico na dieta de mais da metade da população mundial. A digestão ácida assistida por radiação micro-ondas usando ácidos diluídos vem sendo bastante utilizada, principalmente, por reduzir a concentração ácida mantendo a eficiência da digestão, gerando menor volume de resíduo e diminuindo o fator de diluição antes da análise. A determinação dos teores de nutrientes é de grande relevância devido à capacidade nutricional do arroz, que pode conter espécies essenciais ou contaminantes a saúde humana. O objetivo deste trabalho foi propor um procedimento de digestão com HNO3 diluído empregando forno de micro-ondas com cavidade para determinação de macro, micro e elementos traço (As, Ca, Cd, Fe, K, Mg, Mn, Mo, P, Se, Zn) em amostras de arroz por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) e espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Foi realizado um planejamento fatorial 32 e Box-Behnken e as variáveis investigadas foram: volume de HNO3 destilado, temperatura e tempo, ambos no último patamar do programa de aquecimento. As condições otimizadas foram 2 mL de HNO3 e temperatura de 200 ºC durante o tempo de 20 minutos. O volume de H2O2 30%, a massa e a granulometria da amostra foram fixados em 1,0 mL, 250 mg e 500 m, respectivamente. A exatidão foi avaliada com o material de referência certificado NIST 1568a e do teste de recuperação para os analitos investigados, que variaram entre 80,1 e 102,1 % e 96,6 e 109,8 %, respectivamente. A precisão foi verificada pelo desvio padrão relativo, sendo sempre inferior a 10%, inclusive no teste de repetitividade. O procedimento proposto foi aplicado na determinação dos elementos em 23 amostras de arroz submetidas a três tipos de processamentos (polido, parboilizado e integral). As faixas de concentração para os elementos traço, em μg g-1, foram: Al (<2,4-15,3); As (<0,2-0,32); Cd (<0,004–0,017); Cu (0,2-2,2); Fe (<0,2- 17,4); Mn (2,8-34,9); Mo (<0,20-0,81); Se (<0,2-0,271) e Zn (4,8-14,9). De modo geral, os resultados obtidos encontram-se concordantes com as faixas de concentração descritas na literatura. / Salvador

No presente trabalho, um sistema em fluxo operando sob altas temperaturas e pressão foi avaliado, com o objetivo de solubilizar amostras de sucos, leite e sangue de bovinos para a determinação de constituintes inorgânicos. O sistema emprega uma bomba de alta pressão utilizada em cromatografia líquida para o transporte dos líquidos através de um tubo capilar metálico aquecido e de um capilar restritor de menor diâmetro interno, com a finalidade de se obter digeridos ácidos das amostras em estudo. A eficiência da digestão foi avaliada a partir da determinação do carbono residual, realizada por espectrometria de emissão óptica com plasma de argônio indutivamente acoplado. Espectrometria de absorção atômica com chama e geração de hidretos voláteis foi usada para as determinações de selênio. Foram exploradas diferentes configurações relacionadas ao sistema, tais como emprego de um capilar restritor e da bobina digestora construída em aço inoxidável com diferentes comprimentos, pressões de trabalho e formas de introdução das amostras, além da proposta alternativa para a inserção de amostras que permitiu contornar a inconveniente precipitação das proteínas antes da entrada das amostras no sistema. Para isso, configuração que possibilitou mistura entre a amostra e os reagentes por confluência no interior do sistema sem prévia mistura foi avaliada. Os resultados indicaram a viabilidade do sistema, com a redução do carbono residual em mais de 60 %. Porém, problemas relacionados a perdas de elementos por volatilização necessitam ser contornados. / A flow injection system, operated under high temperature and high pressure conditions has been evaluated concerning the dissolution of fruit juices and samples of bovine milk and blood for the determination of inorganic constituents. In this system, a high pressure liquid chromatography pump was used for the transportation of liquid samples through a stainless steel heated capillary and finally through a restrictor capillary, which has a shorter inner diameter, so that the digestion of the samples could be attained. The residual carbon contents were determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. Hydride generation flame atomic absorption spectrometry was used for selenium determinations. Different configurations for the flow system were evaluated, such as variable lengths for the restrictor and digestion capillaries. Different working pressures as well as different ways for the sample introduction were tried out, being reached an alternative that avoided the precipitation of proteins before the introduction of the samples in the system. For this purpose, a configuration in which the contact between sample and reagents occurs inside the system, with no previous mixture, was evaluated. The results indicated the viability of the system which used the confluence configuration. Although digestion efficiency of 60 % was observed for milk samples, problems related to volatilization have to be circumvented.

In this work, sample preparation and determination methods described in pharmacopeias were evaluated and alternative methods using sample decomposition in closed vessels and determination by atomic spectrometrometry were proposed as alternative. Tricyclic drugs (carbamazepine, amitryptyline hydrochloride and imipramine hydrochloride) were used to evaluate the methods. Pharmacopeial methods showed poor results for both sample preparation and determination methods. Many elements were lost during the decomposition in a muffle furnace and an incomplete decomposition was observed by wet digestion. For determination, the precipitation of analytical solutions of Ag, As, Bi, Cd, Cu, Hg, Mo, Pb, Sb and Sn with sulfide ion were suitable only for Ag and Pb. Therefore, some methods of sample preparation and heavy metals determination were evaluated. The microwave-induced combustion (MIC) with 7 mol L-1 HNO3 as absorbing solution was suitable for all elements with recoveries between 80 and 110%. The wet digestion of carbamazepine samples with HNO3 using the high pressure asher system (HPA) was efficient only at 320 °C by 3 h. If lower temperatures in HPA or microwave-assisted disgestion systems were used a incomplete digestion was obtained with a residue formation. These residues were caracterized by UV, HPLC, IV and RMN (1H and 13C) and a nitrated tricyclic structure could be pointed out. For amitryptyline hydrochloride and imipramine hydrochloride samples the dilution in water or diluted HNO3 was suitable for determination of heavy metals by GF AAS, ICP-OES and ICP-MS. However, for carbamazepine samples only two possibilities were found: the decomposition by MIC and determination by ICP-MS or the determination by directly solid sampling GF AAS. / Neste trabalho os métodos farmacopéicos de preparo de amostras e de determinação de metais pesados foram avaliados e novos métodos de preparo de amostras em sistemas fechados e determinação de metais pesados por espectrometria atômica são propostos como alternativa. Para tanto, amostras de fármacos tricíclicos (carbamazepina, cloridrato de amitriptilina e cloridrato de imipramina) foram utilizadas. Os métodos farmacopéicos mostraram-se inadequados tanto para o preparo quanto para a determinação de metais pesados. Na decomposição em mufla vários elementos foram perdidos por volatilização enquanto que na decomposição por via úmida a decomposição foi incompleta. Já nos ensaios de determinação de metais pesados por precipitação com íon sulfeto, resultados satisfatórios para soluções analíticas de Ag, As, Bi, Cd, Cu, Hg, Mo, Pb, Sb e Sn foram encontrados apenas para Ag e Pb. Desta forma, novos procedimentos de preparo de amostras e determinação de metais pesados foram estudados. A decomposição por combustão iniciada por microondas (MIC) mostrou-se adequada para todos os elementos estudados empregando HNO3 7 mol L-1 como solução absorvedora, com recuperações entre 80 e 110%. Já a decomposição das amostras por via úmida com HNO3 em sistema fechado em alta temperatura e pressão (HPA) foi eficiente para carbamazepina apenas na temperatura de 320 °C por 3 horas. A decomposição em temperaturas inferiores ou a utilização de sistemas de decomposição assistidos por microondas foi ineficiente, com a formação de uma grande quantidade de resíduo após aquecimento. Para tentar compreender a formação dos resíduos da decomposição por via úmida, foi efetuada a caracterização dos mesmos por UV, HPLC, IV e RMN de 1H e 13C, evidenciando a formação de um composto tricíclico nitrado. Para as amostras de cloridrato de amitriptilina e cloridrato de imipramina, a solubilização direta em água ou HNO3 diluído foi suficiente para as determinações por GF AAS, ICP-OES e ICP-MS para os elementos estudados. Já para carbamazepina, a única alternativa foi a decomposição por MIC, seguida da determinação por ICP-MS, ou através da análise dirata de amostras sólidas por GF AAS.

A técnica analítica mais utilizada para o monitoramento de exposição a metais tóxicos ou para avaliação de deficiência a elementos essenciais é a espectrometria de absorção atômica chama (FAAS) ou com forno de grafite (GF AAS). Entretanto, cada vez mais os laboratórios de pesquisa na área clínica estão mudando seus métodos de análise, baseados nestas técnicas, para a utilização da espectrometria de massas com plasma acoplado (ICP-MS). Isso vem acontecendo porque o ICP-MS permite a determinação de elementos químicos, em diversas matrizes, numa ampla faixa de concentração (ng L-1 a mg L-1), além de possibilitar alta rapidez de análise, capacidade multielementar e limites de detecção menores que outras técnicas analíticas. Uma das principais características do método a ser utilizado para a análise de elementos químicos em rotina por ICP-MS é que ele seja rápido, com o mínimo de manipulação da amostra. Neste sentido, métodos que propõem a análise direta de amostra são mais atrativos. Todavia, ainda é limitado o número de métodos que propõem análise direta de fluidos biológicos por ICP-MS. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um método para análise direta de sangue por ICP-MS para determinação de Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni, Pb e Se. Para isso, amostras de sangue (200 µL) foram misturadas com 500 µL de hidróxido de tetrametilamônio (TMAH) (10% v/v) e incubadas por 10 minutos. Posteriormente, a solução resultante foi diluída para 10 mL com uma solução contendo 0,05% m/v EDTA; 0,005% v/v Triton® X-100. Em seguida, as amostras foram analisadas diretamente por ICP-MS (ELAN DRC II). Ródio (Rh) foi usado como padrão interno e a calibração das amostras foi feita por meio de ajuste de matriz com sangue base ovino. Os limites de detecção (LD) do método foram de 0,008; 0,02; 0,004; 0,009; 0,003; 0,09; 0,04; 0,1 µg L-1 para Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni, Pb and Se, respectivamente. A validação dos resultados foi realizada com análise de um material de referência de sangue do Programa de Proficiência do Institut National de Santé Publique du Quebec, no Canadá. Validação adicional foi obtida pela comparação dos resultados obtidos pela análise de 20 amostras de sangue pelo método proposto e pela técnica de GF AAS. O método foi também comparado a outros dois existentes na literatura e comumente utilizados em laboratórios dos Estados Unidos e Suécia, apresentando limites de detecção comparáveis ou melhores e melhores exatidão e precisão. / The most used analytical technique for monitoring the exposure to toxic metals or for the assessment of the deficiency of essentials elements is the atomic absorption spectrometry with flame (FAAS) or graphite furnace (GF AAS). However, more and more clinical laboratories are changing their methods of analysis, based on this technique, to methods using inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). It occurs because ICP-MS allows the determination of chemical elements in various types of samples, at concentrations in a wide linear range (ng L-1 to mg L-1), providing high-throughput analysis with multielemental capability with lower detection limits. However, for routine porpuses the method of choice must be fast with minimal sample manipulation.On the other hand, the number of methods proposing direct introduction of biological fluids to the ICP-MS are still limited. This work aimed the development of a method for the direct analysis of blood samples by ICP-MS for the determination of Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni, Pb and Se. For this, blood samples (200 L) were mixed with 500 L of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (10% v/v) and left at room temperature during 10 minutes. Subsequently, the resulting solution was diluted to 10 mL with a solution containing 0.05% m/v EDTA + 0005% v / v Triton ® X-100. Thus the samples were analyzed directly by ICP-MS (ELAN DRC II). Rhodium (Rh) was used as internal standard with matrix matching calibration. The method detection limits were: 0.008, 0.02, 0.004, 0.009, 0.003, 0.09, 0.04, 0.1 µg L-1 for Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni , Pb, and Se respectively. Method validation was acquired with the analysis of blood reference material provided by the Institut National de Santé Publique du Quebec, Canada. Furthermore, for additional validation 20 ordinary blood samples were analyzed by the proposed method and by GF AAS. The method was also compared with two existing methods in the literature and commonly used in laboratories in the United States and Sweden where comparable or better detection limits and better accuracy and precision were obtained.

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de métodos visando às determinações de As, Cd, Cr(III), Cr(VI), Hg, Ni, Pb e Se em fertilizantes minerais por espectrometria de absorção atômica com atomização em forno de grafite (GF AAS) e espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Foi empregado Material de Referência Certificado de fertilizante inorgânico (SRM® 695, NIST) e amostra de candidato a Material de Referência Rastreado (MRR), mix-micro, cedida pelo LANAGRO de Goiânia. A análise da amostra MRR, obtida por fluorescência de Raios-X (XRF), mostrou a complexidade dessa matriz devido, principalmente à presença de elevados teores de Al, Si, Fe, Ti, Mn e Ca. Foram feitas otimizações do ICP OES visando condições robustas para determinações de As, Cd, Cr, Ni e Pb em soluções com nebulização direta e As, Hg e Se com nebulização combinada com geração de vapor. Foi verificado que os métodos de preparo de amostras, 3051 e 3052 recomendados pela USEPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos), podem ser aplicados apenas para determinação de As, Cd e Pb. Elementos fortemente ligados a matriz, como Cr e Ni, não foram quantitativamente extraídos. A digestão pelo método 3052 na presença de H3BO3 alterou o erro relativo de -36% para -15% para o Cr e a concentração de Ni também foi maior nesse caso. Para a determinação simultânea de As, Hg e Se no ICP OES por geração de vapor (VG-ICP OES), foi utilizado um procedimento de pré-redução para Se(VI), envolvendo aquecimento a 90°C das soluções em meio de HCl 6 mol L-1. A etapa adicional para redução de Se não prejudicou as determinações de As e Hg. A geração de vapor para a determinação simultânea dos elementos ocorreu com a separação gás-líquido dentro da câmara ciclônica. A extração usando banho e sonda ultrassônica, na presença de ácidos diluídos (HCl, HNO3, H3PO4), não influenciou consideravelmente as determinações de As, Cd, Cr, Ni e Pb por ICP OES e Se por GF AAS. O borbulhamento de ar atmosférico foi suficiente para uma eficiência de extração comparável aos dispositivos ultrassônicos. A utilização de pequenos volumes de ácidos concentrados mostrou ser adequada para melhorar a eficiência de extração, principalmente para o Ni. O HCl concentrado foi a condição mais adequada para a extração. Com relação à determinação de Cr(VI), foram estudadas diferentes soluções extratoras alcalinas e, além do uso do banho termostático, foi avaliada a extração utilizando ultrassom. Devido à complexidade das amostras de fertilizantes, estratégias foram adotadas para adequar o método da difenilcarbazida a essa matriz. Além da espectrofotometria de absorção molecular na região do visível, a determinação do teor de Cr(VI) nos extratos foi feita por GF AAS e as concentrações de Cr(VI) estavam abaixo do limite de detecção do método. / The aim of this work was the development of methods for the determination of As, Cd, Cr(III) Cr(VI), Hg, Ni, Pb and Se in mineral fertilizers by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS) and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). It was employed a Certified Reference Material (SRM® 695 - Trace elements in multi-nutrient fertilizer) from the National Institute of Standards and Technology (NIST) and an in-lab candidate of Reference Material (MR), mix-micro sample (raw material used in formulation of mineral fertilizers to improve micronutrient content) provided by LANAGRO (Laboratório Nacional Agropecuário, Goiania, Brazil). The analysis of MR sample by X-ray fluorescence (XRF) showed the matrix complexity, mainly due to the presence of high levels of Al, Si, Fe, Ti, Mn and Ca. The ICP OES optimization was carried out aiming rubust conditions for As, Cd, Cr, Ni and Pb determination by direct nebulization solutions, and As, Hg and Se with nebulization combined with vapor generation. It was found that the methods of sample preparation, USEPA 3051 and 3052 (US Environmental Protection Agency), can be applied only for the determination of As, Cd and Pb. Elements that are strongly bound to the matrix, such as Cr and Ni were not quantitatively extracted. Digestion by method USEPA 3052 in the presence of H3BO3 alter the relative error from -36% to -15% for Cr and Ni concentration was also higher in this case. For the simultaneous determination of As, Hg and Se by ICP OES vapor generation (VG-ICP OES), a pre-reduction procedure for Se (VI) was necessary, involving heating at 90 °C of the solutions in HCl 6 mol L-1. The additional step for Se reduction did not impair Hg and As determination. The vapor generation for simultaneous elements determination with the gas-liquid separation occurring within the cyclonic spray chamber. The extraction using bath and ultrasonic probe in the presence of dilute acids (HCl, HNO3, H3PO4) did not influence considerably the determination of As, Cd, Cr, Ni and Pb by ICP OES and Se by GF AAS. Only atmospheric air bubbling was enough for an efficient extraction providing results comparable to ultrasonic devices. The use of small volumes of concentrated acids proved to be suitable for improving extraction efficiency, particularly for Ni. Concentrated HCl was the most suitable condition for extraction. For Cr(VI) determination, various solutions and alkaline extractant was studied, and the use of the thermostatic bath and ultrasound bath was evaluated. Due to the complexity of fertilizer samples, strategies were adopted to adapt diphenylcarbazide method to this matrix. Besides Cr(VI) determination in extracts by molecular absorption spectrophotometry in the visible region, it was also performed by GF AAS and Cr(VI) concentration was below limit of detection of the method.

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de métodos visando às determinações de As, Cd, Cr(III), Cr(VI), Hg, Ni, Pb e Se em fertilizantes minerais por espectrometria de absorção atômica com atomização em forno de grafite (GF AAS) e espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Foi empregado Material de Referência Certificado de fertilizante inorgânico (SRM® 695, NIST) e amostra de candidato a Material de Referência Rastreado (MRR), mix-micro, cedida pelo LANAGRO de Goiânia. A análise da amostra MRR, obtida por fluorescência de Raios-X (XRF), mostrou a complexidade dessa matriz devido, principalmente à presença de elevados teores de Al, Si, Fe, Ti, Mn e Ca. Foram feitas otimizações do ICP OES visando condições robustas para determinações de As, Cd, Cr, Ni e Pb em soluções com nebulização direta e As, Hg e Se com nebulização combinada com geração de vapor. Foi verificado que os métodos de preparo de amostras, 3051 e 3052 recomendados pela USEPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos), podem ser aplicados apenas para determinação de As, Cd e Pb. Elementos fortemente ligados a matriz, como Cr e Ni, não foram quantitativamente extraídos. A digestão pelo método 3052 na presença de H3BO3 alterou o erro relativo de -36% para -15% para o Cr e a concentração de Ni também foi maior nesse caso. Para a determinação simultânea de As, Hg e Se no ICP OES por geração de vapor (VG-ICP OES), foi utilizado um procedimento de pré-redução para Se(VI), envolvendo aquecimento a 90°C das soluções em meio de HCl 6 mol L-1. A etapa adicional para redução de Se não prejudicou as determinações de As e Hg. A geração de vapor para a determinação simultânea dos elementos ocorreu com a separação gás-líquido dentro da câmara ciclônica. A extração usando banho e sonda ultrassônica, na presença de ácidos diluídos (HCl, HNO3, H3PO4), não influenciou consideravelmente as determinações de As, Cd, Cr, Ni e Pb por ICP OES e Se por GF AAS. O borbulhamento de ar atmosférico foi suficiente para uma eficiência de extração comparável aos dispositivos ultrassônicos. A utilização de pequenos volumes de ácidos concentrados mostrou ser adequada para melhorar a eficiência de extração, principalmente para o Ni. O HCl concentrado foi a condição mais adequada para a extração. Com relação à determinação de Cr(VI), foram estudadas diferentes soluções extratoras alcalinas e, além do uso do banho termostático, foi avaliada a extração utilizando ultrassom. Devido à complexidade das amostras de fertilizantes, estratégias foram adotadas para adequar o método da difenilcarbazida a essa matriz. Além da espectrofotometria de absorção molecular na região do visível, a determinação do teor de Cr(VI) nos extratos foi feita por GF AAS e as concentrações de Cr(VI) estavam abaixo do limite de detecção do método. / The aim of this work was the development of methods for the determination of As, Cd, Cr(III) Cr(VI), Hg, Ni, Pb and Se in mineral fertilizers by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS) and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). It was employed a Certified Reference Material (SRM® 695 - Trace elements in multi-nutrient fertilizer) from the National Institute of Standards and Technology (NIST) and an in-lab candidate of Reference Material (MR), mix-micro sample (raw material used in formulation of mineral fertilizers to improve micronutrient content) provided by LANAGRO (Laboratório Nacional Agropecuário, Goiania, Brazil). The analysis of MR sample by X-ray fluorescence (XRF) showed the matrix complexity, mainly due to the presence of high levels of Al, Si, Fe, Ti, Mn and Ca. The ICP OES optimization was carried out aiming rubust conditions for As, Cd, Cr, Ni and Pb determination by direct nebulization solutions, and As, Hg and Se with nebulization combined with vapor generation. It was found that the methods of sample preparation, USEPA 3051 and 3052 (US Environmental Protection Agency), can be applied only for the determination of As, Cd and Pb. Elements that are strongly bound to the matrix, such as Cr and Ni were not quantitatively extracted. Digestion by method USEPA 3052 in the presence of H3BO3 alter the relative error from -36% to -15% for Cr and Ni concentration was also higher in this case. For the simultaneous determination of As, Hg and Se by ICP OES vapor generation (VG-ICP OES), a pre-reduction procedure for Se (VI) was necessary, involving heating at 90 °C of the solutions in HCl 6 mol L-1. The additional step for Se reduction did not impair Hg and As determination. The vapor generation for simultaneous elements determination with the gas-liquid separation occurring within the cyclonic spray chamber. The extraction using bath and ultrasonic probe in the presence of dilute acids (HCl, HNO3, H3PO4) did not influence considerably the determination of As, Cd, Cr, Ni and Pb by ICP OES and Se by GF AAS. Only atmospheric air bubbling was enough for an efficient extraction providing results comparable to ultrasonic devices. The use of small volumes of concentrated acids proved to be suitable for improving extraction efficiency, particularly for Ni. Concentrated HCl was the most suitable condition for extraction. For Cr(VI) determination, various solutions and alkaline extractant was studied, and the use of the thermostatic bath and ultrasound bath was evaluated. Due to the complexity of fertilizer samples, strategies were adopted to adapt diphenylcarbazide method to this matrix. Besides Cr(VI) determination in extracts by molecular absorption spectrophotometry in the visible region, it was also performed by GF AAS and Cr(VI) concentration was below limit of detection of the method.

Entre as diferentes formas empregadas para o preparo de amostras orgânicas visando a determinação de elementos inorgânicos, uma alternativa que foi avaliada neste trabalho foi a digestão assistida por radiação microondas empregando ácidos diluídos. Estudos recentes demonstram ser essa uma alternativa eficiente no tocante à solubilização de elementos minerais para determinação por técnicas espectroscópicas. No entanto, a eficiência deste procedimento depende das características originais da amostra. Neste enfoque, a eficiência da decomposição foi avaliada, considerando-se as características originais das amostras e a caracterização dos produtos finais presentes na solução após a decomposição. Amostras de tecido vegetal (soja em gãos e Paspalum) e de tecido animal (sangue e vísceras de bovino), utilizando misturas oxidantes em diferentes concentrações ácidas foram digeridas em forno por radiação microondas com cavidade. A eficiência das decomposições, avaliada a partir da determinação dos teores de carbono orgânico residual e da recuperação de minerais. A caracterização original das amostras, realizada a partir da determinação dos teores de proteína bruta (PB), gordura (EE), carbono original (CHN-S), efetuada com o intuito de correlacionar essas características com os compostos remanescentes após as digestões. As soluções residuais foram caracterizadas inicialmente por técnica espectroscópica (RMN de 1H) para identificar os principais compostos orgânicos remanescentes. Após os primeiros resultados, estudos para separação FORAM realizados por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por ultravioleta. Em seguida os produtos de reação foram, correlacionados com a composição química inicial das amostras. / Microwave-assisted with diluted acids is an alternative to sample preparation of organic samples owing inorganic elements solubilization for spectroscopic techniques determination. The efficiency of this procedure depends on the sample?s original characteristics. In this way, the decomposition efficiency was evaluated considering the sample?s original characteristics and the final products presents in the solution after decomposition. Grains of soybean and samples of forage, bovine blood, and bovine viscera were digested in cavity-microwave oven using oxidants mixtures in different acid concentrations. The decomposition efficiency was evaluated from residual organic carbon determination and mineral recovery by inductively coupled plasma optical emission spectrometry. The original sample characterization was performed from crude protein amount, fatty, and original carbon. In order to identify the main remaining organic compounds, the residual solutions were firstly characterized by spectroscopy technique (1H NMR), with the identification of typical nitro-, aliphatic- and aromatic- compounds. Studies concerning separation of nitrobenzoic acids isomers were performed by HPLC-UV, by using reversal phase chromatography with C18 as stationary phase and H2O:acetonitrile:methanol (75:20:5) + 0.05% TFA as mobile phase. The use of diluted acids proved to be useful and recommended alternative, reducing the reagents volume and consequently the variability of the residues provided by the decomposition process. Comparing the digested solutions with the original sample composition, biological matrix with structural amino acids, proteins and lipids produced nitrobenzoic acid isomers and other organic compounds provided from the cleavage in chemical bonds.

Orientador: Edilene Cristina Ferreira / Banca: Raquel Fernandes Pupo Nogueira / Banca Marcos Yassuo Kamogawa / Resumo: A espectrometria de emissão óptica em plasma induzido por laser (LIBS) é uma técnica que vem se desenvolvendo cada vez mais para determinações analíticas multielementares, com aplicações em diversas áreas. Possui várias vantagens, como por exemplo, ser uma técnica de análise rápida, minimamente destrutiva e ambientalmente amigável, enquanto que a maior dificuldade está baseada na sua relativa baixa sensibilidade. Muitos estudos têm sido desenvolvidos com a finalidade de melhorar a sensibilidade, porém os aprimoramentos elaborados demandam equipamentos mais sofisticados, aumentando o custo e comprometendo a portabilidade da técnica. O presente trabalho avaliou estratégias simples para melhorar a sensibilidade das medidas em LIBS, permitindo o uso de instrumentos compactos de pulso simples. As estratégias desenvolvidas se baseiam na proposição da introdução de uma etapa simples de pré-tratamento da amostra, capaz de agir na fragilização de estruturas químicas que por consequência levem ao aumento das intensidades de emissão das espécies componentes da amostra. As etapas de pré-tratamentos buscam em sua essencialidade não descaracterizar as vantagens analíticas de LIBS, tais como a simplicidade e a não utilização de reagentes potencialmente tóxicos, além de serem aplicáveis à diversos tipos de amostras. A ação da temperatura sobre a modificação de estruturas químicas foi avaliada utilizando aquecimento em mufla para amostra de material vegetal, solo e liga metálica e em forno de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is an analytical technique in development, increasingly applied for multielemental determinations in several areas. It shows several advantages, such as rapidity, minimally destructive and environmentally friendly, although the greatest difficulty is based on its relatively low sensitivity. Many efforts have been expended to improve LIBS sensitivity, but several proposals require more sophisticated equipment, increasing the cost and compromising the portability of the technique. The present work evaluated simple strategies to improve the sensitivity of LIBS measurements allowing the use of compact single pulse instruments. The proposed strategies are based on a simple sample pretreatment, able to promotes simplification of chemical structures, which could lead to an increase of emission intensities. The proposed pretreatment steps aimed to preserve the interesting LIBS analytical advantages, such as its simplicity and non-use of toxic reagents, and its applicability to several types of samples. Then the temperature action on the simplification of chemical structures was evaluated using conventional muffle oven, for samples of plant leaves, soil and metal alloy. Additionally, microwave oven heating was evaluated for plant leaves. The muffle oven treatments resulted in important increases of the emission intensities for all spectral region of all evaluated samples; for the plant leaves, material for which the best results were observed, the integrated peak area of the Ca I line at 612.14 nm was increased about 47x after the thermic treatment. Moreover, new emission lines, not observed before, such as Sr II line at 407.82 nm, appeared. In the alloy sample, the integrated area of Fe I line at 489.22 nm showed an increase of 8x and in soil sample the Na I line at 588.89 nm, showed an increasing of 4x. The microwave heating provided less pronounced intensity increments. / Mestre

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-10-27T17:17:05Z No. of bitstreams: 1 ElecyTese corrigida 30 07 14.pdf: 1118101 bytes, checksum: fcfaf3d2c9511c09fdcaefb24555ec74 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-10-29T15:53:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ElecyTese corrigida 30 07 14.pdf: 1118101 bytes, checksum: fcfaf3d2c9511c09fdcaefb24555ec74 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-29T15:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElecyTese corrigida 30 07 14.pdf: 1118101 bytes, checksum: fcfaf3d2c9511c09fdcaefb24555ec74 (MD5) / FAPESB / A mandioca ( Manihot esculenta Crantz) é uma plan ta de origem da América do Sul, tendo como produto principal a farinha de mandioca, que é um alimento rico em carboidratos, fibras, proteína, Ca, P, Na, K e Fe , entre outros. A prod ução de farinha corresponde a 22 % da produção nacional de mandioca e é pro duzida por pequenos produtores. Sendo assim, é oportuno o desenvolvimento de estudos que visam à caracterização da farinha de mandioca quanto à sua composição para se ter um controle de qualidade adequado para consumo. O objetivo deste trabalho foi propor estratégias para a caracterização da farinha de mandioca produzida no E stado da Bahia em função das concentrações de Al, As, Ba, Br, Ca, Cd, Cl, Cu, Fe, I, K, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb e Zn. Em uma primeira etapa foram comparados três procedimentos para o prep aro das amostras : (1) por via úmida com aquecimen to condutivo em bloco digestor, (2) assistido por radiação micro - ondas e (3) por via seca. Os elementos foram determinados por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Fo i recomendado o procedimento assistido por radiação micro - ondas para determinação da composição elementar nas 24 amostras de farinha de mandioca adquiridas em diferentes localidades do estado da Bahia devido a sua maior eficiência e menor possibilidade de contaminação. Na segunda etapa foi proposto um procedimento para determinação de As, Pb, Cd e Se empregando espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica e detecção simultânea, utilizando a mistura de W e Rh como modificador. Foi possível determinar Pb e Cd em todas as amostras e os resultados obtidos indicaram para concentrações abaixo dos limites estabelecidos pela legislação. Na etapa final foram desenvolvidos estudos preliminares para a determinação de Cl, Br e I por ICP OES. / Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a plant of South America, with the main product of cassava flour, which is a food rich in carbohyd rates, fiber, protein, Ca, P, Na, K and Fe. The production flour corresponds 22.1% of national production of cassava and is produced by small producers. Thus, it is desirable to develop studies aimed at characterization of cassava flour in their compositio n to have a quality control suitable for consumption. The objective of this study was to propose strategies for the characterization of cassava flour produced in the state of Bahia in the concentrations of Al, As, Ba, Br, Ca, Cd, Cl, Cu, Fe, I, K, Mg, Mn,N a, Ni, P, Pb and Zn. In a first step we compared three procedures for the preparation: (1) procedures using acids with heat conductive in block digester and (2) assisted by microwave and (3) procedure by calcination. The elements were determined by optical emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP OES). It was recommended the procedure assisted by microwave radiation to determine the elemental composition in 24 samples of cassava flour acquired in different localities of Bahia state conside ring its greater efficiency and less chance of contamination. In the second step was proposed a procedure for determination of As, Pb, Cd and Se using atomic absorption spectrometry with electrothermal atomization and simultaneous detection using a mixture of Rh and W as chemistry modifier. Lead was determined in all samples and the results indicated concentrations below the limits established by law. In the final stage preliminary studies have been developed for the determination of Cl, Br and I by ICP OES . Further studies should be developed to a greater number of samples in order to establish a more complete profile and contribute to the Table of Food Composition at the regional level