Estudo comparativo de métodos analíticos visando a determinação de elementos traço em material particulado atmosférico
| bibo.pageEnd | 91 | |
| dc.contributor.advisor1 | Lima, Maria Tereza Weitzel Dias Carneiro | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0002-8731-5093 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9989703911201351 | |
| dc.contributor.author | Lemos, Melina do Espírito Santo | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0001-9302-3946 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/2920550365640667 | |
| dc.contributor.referee1 | Souza, Jefferson Rodrigues de | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0002-3347-8735 | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2386398242050923 | |
| dc.contributor.referee2 | Athayde, Geisamanda Pedrini Brandão | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0002-4315-0653 | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/8037324704189596 | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-30T00:50:38Z | |
| dc.date.available | 2024-05-30T00:50:38Z | |
| dc.date.issued | 2021-09-15 | |
| dc.description.abstract | Atmospheric particulate matter is directly related to air pollution and, as its constituents are particles of very small diameter, when inhaled, it can cause health problems, especially respiratory and cardiac problems. The trace elements associated with this material can aggravate clinical health problems, thus requiring that they be monitored. For the determination of these elements, several techniques can be used, including atomic spectrometry, which normally requires that the samples to be in solution form, making the sample preparation an important step. That said, for the determination of Al, Fe and Zn, by optical spectrometry with inductively coupled plasma, and As, Cd, Cr, Cu, Mn, Pb and Ti, by inductively coupled plasma mass spectrometry, different strategies for the sample preparation of Atmospheric particulate matter samples were evaluated ultrasound-assisted extraction and microwave-assisted decomposition. For decomposition, the use of diluted HNO3 as well as the use of a concentrated acid mixture (HNO3, HCl and HF) were studied. Initially, the methods were optimized using multivariate designs. For ultrasound-assisted extraction, a better efficiency was found when 7.5 mL of 2 mol L-1 HCl and 7.5 mL of H2O were used at 40°C for 7 minutes. In the decomposition with dilute acid, a better efficiency was obtained using 6 mL of HNO3 10 mol L-1 , 2 mL of H2O2 and 2 mL of H2O. For the decomposition with the acid mixture, the optimal condition was found when 6.5 mL of HNO3, 2 mL of HCl and 1.5 mL of HF were used. All optimized methods resulted in good sensitivity, with low detection and quantification limits. The methods showed good accuracy for As, Cd, Cu and Pb, with recoveries above 80%, when addition and recovery tests were performed. Good agreement with the certified values in reference materials ERM CZ-120 and NIST 1648a was also found for these elements. For Mn a good agreement was obtained when acid decomposition assisted with microwave radiation was used, both with dilute acid and acid mixture. Finally, for Al, Cr and Ti, accuracy was only obtained when more energetic conditions, such as higher temperature and concentrated acids, were used. Therefore, considering the determination of potentially toxic elements such as As, Cd, Cu and Pb, ultrasound-assisted acid extraction is a simple, fast and efficient method for analyzing atmospheric particulate matter. However, to determine elements more strongly bound to the matrix, such as Al, Cr, Mn and Ti, the microwave-assisted decomposition method and the use of HNO3, HF and HCl becomes necessary. | |
| dc.description.resumo | O material particulado atmosférico está diretamente relacionado a poluição do ar e por ser constituído por partículas de diâmetro muito pequeno, quando inalado, pode causar problemas de saúde, principalmente respiratórios e cardíacos. Os elementos traço associados a esse material podem agravar o quadro clínico, requerendo, então, que sejam monitorados. Para a determinação desses elementos, diversas técnicas podem ser utilizadas, dentre elas a espectrometria atômica que normalmente necessita que as amostras estejam em solução, tornando importante a etapa de preparo de amostra. Posto isto, para determinação de Al, Fe e Zn, por espectrometria óptica com plasma indutivamente acoplado, e As, Cd, Cr, Cu, Mn, Pb e Ti, por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado, diferentes estratégias para o preparo de amostras de material particulado atmosférico usando extração assistida por ultrassom e decomposição assistida por micro-ondas foram avaliadas. Para decomposição, foram estudados o uso de HNO3 diluído assim como o emprego de uma mistura ácida concentrada (HNO3, HCl e HF). Inicialmente, os métodos foram otimizados usando planejamentos multivariados. Para a extração assistida por ultrassom, foi encontrada uma melhor eficiência quando utilizados 7,5 mL de HCl 2 mol L-1 e 7,5 mL de H2O, à 40°C por 7 minutos. Na decomposição com ácido diluído, uma melhor eficiência foi obtida utilizando 6 mL de HNO3 10 mol L-1 , 2 mL de H2O2 e 2 mL de H2O. Para a decomposição com a mistura ácida, foi encontrada a condição ótima quando 6,5 mL de HNO3, 2 mL de HCl e 1,5 mL de HF foram utilizados. Todos os métodos otimizados resultaram em uma boa sensibilidade, com baixos limites de detecção e quantificação. Os métodos apresentaram boa exatidão para As, Cd, Cu e Pb, com recuperações acima de 80 %, quando ensaios de adição e recuperação foram realizados. Uma boa concordância com os valores certificados nos materiais de referência ERM CZ-120 e NIST 1648a também foi encontrada para esses elementos. Para Mn uma boa concordância foi obtida quando a decomposição ácida assistida com radiação micro-ondas foi utilizada, tanto com ácido diluído quanto com mistura ácida. Finalmente, para Al, Cr e Ti, a exatidão foi obtida apenas quando condições mais energéticas, como maior temperatura e ácidos concentrados, foram utilizadas. Sendo assim, considerando a determinação de elementos potencialmente tóxicos como As, Cd, Cu e Pb, a extração ácida assistida por ultrassom é um método simples, rápido e eficiente para análise de material particulado atmosférico. Entretanto, para determinação de elementos mais fortemente ligados a matriz, como Al, Cr, Mn e Ti, o método decomposição assistida por micro-ondas e emprego de HNO3, HF e HCl torna-se necessário. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/15449 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Mestrado em Química | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Exatas | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Material particulado | |
| dc.subject | elementos traço | |
| dc.subject | preparo de amostra | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Química | |
| dc.title | Estudo comparativo de métodos analíticos visando a determinação de elementos traço em material particulado atmosférico | |
| dc.title.alternative | Comparative study of analytical methods for the determination of trace elements in atmospheric particulate matter | |
| dc.type | masterThesis |
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