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Tese_Laiana Oliveira Bastos Silva.pdf: 1341130 bytes, checksum: b9e692b9a46246522b3df716f85c51d4 (MD5) / CNPq e CAPES / O presente trabalho versa sobre o desenvolvimento de métodos analíticos para
a determinação de cobre e cádmio em amostras ambientais empregando
geração de vapor químico e espectrometria de absorção atômica. Dentro deste
tema,
dois
trabalhos
foram
elaborados.
O
primeiro
consistiu
no
desenvolvimento de um método para a determinação de cobre em material
particulado atmosférico empregando a amostragem em suspensão como
estratégia de preparo de amostra e a espectrometria de absorção atômica com
geração de vapor químico (CVG AAS). Ferramentas quimiométricas foram
empregadas para avaliar a influência de fatores químicos e físicos na geração
de espécies voláteis de cobre. Primeiramente, um planejamento fatorial
completo (24) foi realizado incluindo as variáveis: concentração de HCl,
concentração de NaBH4, concentração de sulfanilamida e volume de NaBH4.
Dentro do domínio experimental avaliado, a concentração de HCl exerceu a
maior influência na geração de espécies voláteis de cobre, apresentando um
efeito negativo. Na sequência, um planejamento Box-Behnken foi realizado
para a determinação das condições ótimas dos fatores que mais influenciaram
a reação de geração. Um segundo estudo quimiométrico foi realizado aplicando
um planejamento fatorial completo (24) para avaliar os fatores: vazão de
introdução de NaBH4, composição da chama, volume de álcool isoamílico e
volume da amostra. A vazão de NaBH4 foi o fator mais crítico e a composição
da chama e suas interações não foram significativas para o sistema. Os
experimentos
quimiométricos
permitiram
estabelecer
as
condições
experimentais ótimas do método, o qual possibilitou a determinação de cobre
com limites de detecção e quantificação de 0,3 e 1 µg L-1, respectivamente. A
exatidão do método foi confirmada por análise de material de referência
certificado de material particulado urbano (SRM 1648a) e a precisão em termos
de RSD % foi inferior a 5 %. O método foi aplicado para a determinação de
cobre em amostras de material particulado atmosférico coletadas em duas
regiões do estado da Bahia, Brasil, cujas concentrações variaram entre 14 a
164 ng m-3. O segundo trabalho envolveu o desenvolvimento de um sistema
automatizado para a determinação de cádmio em águas naturais empregando
análise por injeção em fluxo com multiseringas (MSFIA) e espectrometria de
absorção atômica com geração de vapor frio (CV AAS). As condições
experimentais foram investigadas e otimizadas utilizando metodologia de
otimização multivariada, como o planejamento fatorial completo (2k) e Box-
Behnken. Alguns agentes quelantes foram testados como aditivos para
melhorar a sensibilidade, sendo que dentre esses a tiouréia influenciou
positivamente, enquanto a L-cisteína provocou supressão do sinal. O método
proposto permitiu a determinação direta de cádmio em amostras de águas
naturais, ou seja, sem etapa de pré-concentração, com limites de detecção e
quantificação de 6 e 19 ng L-1, respectivamente. A exatidão do método foi
confirmada mediante análise de material de referência certificado de água de
mar (CASS-4) e um rendimento de injeção de 87 h-1 foi obtido utilizando 2 mL
de amostra. Investigações de efeitos de outros íons evidenciaram críticas
interferências de Cu(II), Ni(II), Co(II) e Se(IV) na geração de vapor de Cd,
quando estes estão a uma concentração de 2,5 mg L-1. O método foi
satisfatoriamente aplicado para a determinação de Cd em amostras de água de
poço e de mar coletadas em Mallorca, Espanha. / This work deals about the development of analytical methods for copper and
cadmium determinations in environmental samples employing chemical vapor
generation and atomic absorption spectrometry. Within this theme, two works
were elaborated. The first was the development of a method for copper
determination in airborne particulate matter employing slurry sampling as
sample preparation strategy and atomic absorption spectrometry with chemical
vapor generation (CVG AAS). Chemometric tools were used to characterize the
influence of chemical and physical factors on the generation of volatile copper
species. First, a full factorial design (24) was performed including the variables:
HCl concentration, NaBH4 concentration, sulfanilamide concentration and
NaBH4 volume. Under the evaluated experimental domain, the HCl
concentration had the greatest influence on the generation of volatile copper
species, showing a negative effect. Subsequently, a Box-Behnken design was
performed to determine the optimum conditions of the factors that most
influenced the generation reaction. A second multivariate study was conducted
by applying a full factorial design (24) to evaluate the following factors: NaBH4
introduction flow rate, flame composition, isoamyl alcohol volume and sample
volume. The NaBH4 flow rate was the most critical factor and the flame
composition and their interactions were not significant for the system. The
chemometric experiments allowed to determine the optimal experimental
conditions of the method, which allowed the copper determination with
detection and quantification limits of 0.3 and 1 µg L-1, respectively. The
accuracy was confirmed by analysis of certified reference material of urban
particulate matter (SRM 1648a) and the precision, expressed as RSD%, was
less than 5 %. The method was applied to the determination of copper in
airborne particulate matter samples collected in two regions of Bahia State,
Brazil, whose concentrations ranged from 14 to 164 ng m-3. The second work
involved the development of an automated system for cadmium determination
in natural waters samples using multisyringe flow injection analysis (MSFIA)
and atomic absorption spectrometry with cold vapor generation (CV AAS). The
experimental conditions were investigated and optimized using multivariate
optimization methodology, as the full factorial design (2k) and Box-Behnken.
Some complexing reagents were tested as additives for improving sensitivity
and among these thiourea had positive influence, while L-cysteine induced
signal suppression. The proposed method allows the direct determination of
cadmium in natural water samples, i.e. without a pre-concentration step, with
detection and quantification limits of 6 and 19 ng L-1, respectively. The accuracy
was confirmed by analysis of a certified reference material of seawater (CASS-
4) and an injection throughput of 87 h-1 was obtained using 2 mL of sample.
Investigations of effects of other ions showed critical interference of Cu (II), Ni
(II), Co (II) and Se (IV) in cadmium vapor generation, when they are at a
concentration of 2.5 mg L-1. The method was satisfactorily applied for cadmium
determination in seawater and ground water samples collected in Mallorca,
Spain.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/19171 |
| Date | 29 September 2014 |
| Creators | Silva, Laiana Oliveira Bastos |
| Contributors | Ferreira, Sergio Luis Costa, Welz, Bernhard, Bruns, Roy Edward, Santos, Walter Nei Lopes dos, Queiroz, Antônio Fernando de Souza |
| Publisher | Instituto de Química, Programa de Pós Graduação em Química, IQ, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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