Contaminantes metálicos em fertilizantes fosfatados e águas superficiais: determinação simultânea e sequencial de urânio, prata, tálio, chumbo e cádmio por voltametria de redissolução

Abstract

Este trabalho apresenta um método inédito sensível e seletivo para a determinação sequencial e simultânea de urânio, cádmio, chumbo, tálio e prata em águas de lagoas e rio e em fertilizantes fosfatados brasileiros. O método proposto é simples e de baixo custo, visando facilitar o acesso de indústrias de pequeno porte no controle de qualidade das matrizes utilizadas na produção de fertilizante. A portabilidade conseguida com as técnicas voltamétricas permite a determinação in loco o que é importante na avaliação de águas que possam estar contaminadas. Na análise sequencial o tampão acetato 0,1 mol L-1 (pH 4,5) foi utilizado como eletrólito suporte, sendo o urânio determinado na presença do ligante cupferron por voltametria de redissolução adsortiva seguido pela determinação de cádmio e chumbo por voltametria de redissolução anódica. O ligante EDTA foi adicionado para complexar com os interferentes e tálio foi determinado pela voltametria de redissolução anódica. A concentração de prata foi determinada após a remoção do bismuto do eletrodo de carbono vítreo. Os limites de detecção atingidos pelo método foram de 1,1 µg L-1 para urânio (td = 200 s), 3,1 µg L-1 para chumbo (td = 100 s), 2,8 µg L-1 para cádmio (td = 100 s), 2,1 µg L-1 para tálio (td = 200 s) e 1,2 µg L-1 para prata (td = 150 s). Os limites de quantificação em mg kg-1 foram de 7,6 para urânio (td = 200 s), 19 para cádmio (td = 100 s), 20 para chumbo (td = 100 s), 14 para tálio (td = 200 s) e 8,2 para a prata (td = 150 s). A exatidão do método foi realizada utilizando materiais de referência certificados (SRM 695 ? fertilizante e SRM 1643e - água) e o método comparativo com a técnica de espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado. Os testes estatísticos foram aplicados onde comprovou-se que os dados foram estatisticamente concordantes. O método foi aplicado em amostras de água de rio e de lagoa avaliadas chumbo foi detectado na água do Rio Iguaçu, Curitiba-PR. Também foram avaliadas sete amostras de fertilizantes comerciais com diferentes concentrações de fósforo; em todas as amostras urânio foi determinado apresentando concentração entre 23 e 144 mg kg-1, chumbo estava presente em concentrações de até 204 mg kg-1 e cádmio na concentração de até 41 mg kg-1. Tálio e prata não foram detectados nas amostras analisadas. O método proposto se apresentou como uma alternativa promissora na determinação de urânio, cádmio, chumbo, tálio e prata em águas contaminadas e fertilizantes fosfatados fornecendo baixos limites de detecção, seletividade, exatidão e precisão nos resultados em materiais certificados, simplicidade, economicamente acessível e possibilidade de determinação in loco. Um dos diferenciais desse trabalho foi a utilização da análise sequencial, através da qual apenas uma única alíquota de amostra é utilizada na determinação dos cinco analitos; simplificando a análise e minimizando a quantidade de resíduos gerados.<br>

Abstract : This work presents an unprecedented sensitive and selective method for sequential and simultaneous determination of uranium, cadmium, lead, thallium and silver in lagoon and river waters and in phosphatic fertilizers. The proposed method is simple and low cost, aiming to facilitate the access of small industries in the quality control of the matrices used in the production of fertilizer. The portability achieved with the voltammetric techniques allows the determination in loco what is important in the evaluation of waters that may be contaminated. In the sequential analysis, the acetate buffer 0.1 mol L-1 (pH 4.5) was used as support electrolyte, being uranium determined in the presence of the cupferron ligand by adsorptive stripping voltammetry followed by determination of cadmium and lead by anodic stripping voltammetry. The EDTA ligand was added to complex with the interferents and thallium was determined by anodic redissolution voltammetry. The silver concentration was determined after removal of the bismuth from the glassy carbon electrode. The detection limits were 1.1 µg L-1 for uranium (td = 200 s), 3.1 µg L-1 for lead (td = 100 s), 2.8 µg L-1 for cadmium (td = 100 s), 2.1 µg L-1 for thallium (td = 200 s) and 1.2 µg L-1 for silver (td = 150 s). The limits of quantification in mg kg-1 were 7.6 for uranium (td = 200 s), 19 for cadmium (td = 100 s), 20 for lead (td = 100 s), 14 for thallium (td = 200 s) and 8.2 for silver (td = 150 s). The accuracy of the method was performed using standard reference materials (SRM 695 - fertilizer and SRM 1643e - water) and the comparative method with the inductively coupled plasma mass spectrometry technique. The statistical tests were applied where it was verified that the data were statistically concordant. The method was applied in samples of river water and lagoon evaluated lead was detected in the water of the Iguaçu River, Curitiba-PR. Seven commercial fertilizer samples with different concentrations of phosphorus were also evaluated; in all samples uranium was determined having a concentration between 23 and 144 mg kg-1, lead was present in concentrations of up to 204 mg kg-1 and cadmium in the concentration of up to 41 mg kg-1. Thallium and silver were not detected in the analyzed samples. The proposed method was presented as a promising alternative in the determination of uranium, cadmium, lead, thallium and silver in contaminated water and phosphate fertilizers providing low limits of detection, selectivity, accuracy and precision in the results in certified materials, simplicity, economically accessible and possibility of in loco determination. One of the differentials of this work was the use of sequential analysis, through which only a single aliquot of sample is used in the determination of the five analytes; because in addition to simplifying the analysis the amount of waste generated is smaller.