Desenvolvimento de métodos para determinação de elementos traço com diferentes preparos de amostras por ICP-MS e HR-CS AAS e avaliação da capacidade do HR-CS AAS em promover a determinação da razão isotópica de Li

Abstract

Os procedimentos tradicionais de preparo de amostras para determinações de elementos traço por espectrometria atômica e de massa, em geral, são laboriosos e necessitam de elevado consumo de tempo, além das possíveis perdas de analito e contaminação. Neste contexto, alternativas de preparo de amostra são importantes. Dessa forma, na primeira parte, o objetivo deste trabalho foi desenvolver métodos para a determinação de elementos traço empregando extração, amostragem por suspensão e análise direta de sólidos. Por extração, foi desenvolvido um método para a determinação de Ba, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni e Pb por extração ácida assistida por ultrassom e análise por ICP-MS em amostras de tabaco, em que o método constou do uso de meio extrator contendo HNO3 0,7 mol L-1, com tempo de exposição ao ultrassom de 30 minutos. Também foi desenvolvido um procedimento para a determinação simultânea de Cr e Ti em amostras de sedimento, realizando a introdução das amostras na forma de suspensão e análise por HR-CS ETAAS, com procedimento otimizado de forma multivariada. A otimização das temperaturas de pirólise e atomização indicaram as melhores condições em 1100 e 2700 °C, respectivamente, com uso de modificador; e a otimização multivariada das condições do preparo das amostras indicou extrações em meio de HNO3 0,4 mol L-1, HF 0,1 mol L-1, com 20 minutos no ultrassom. Por fim, foram desenvolvidos métodos para a determinação de Be, Cd e Pb por análise direta de sólidos associada a HR-CS ETAAS em amostras de material particulado atmosférico, resultando em métodos livres de interferências, mesmo com uma forte absorção da radiação por parte de moléculas nas regiões espectrais analisadas. Os métodos desenvolvidos eliminaram a necessidade de etapas longas e laboriosas de preparo, promovendo a obtenção de resultados com qualidade analítica de forma rápida e simplificada, além de promover uma diminuição considerável do uso de reagentes químicos, sendo que foram obtidos limites de detecção baixíssimos de 0,001, 0,001 e 0,004 ng m-3 para Be, Cd e Pb, respectivamente.Em uma segunda parte, foi estudada a capacidade do HR-CS AAS em promover a determinação da razão isotópica para Li. Para isso, foram usadas soluções padrão com diferentes composições isotópicas de Li avaliando a região próxima a 670,7845 nm, onde verificou-se que apesar do instrumento não possuir resolução suficiente, foi possível apontar linhas analíticas em 670,7673 e 670,8146 nm para os isótopos7Li e 6Li, respectivamente, determinados de forma simultânea. Estas linhas foram aplicadas para a determinação da razão isotópica de Li em sedimento, sendo que os resultados apresentaram concordância com os valores certificados, e coerência com as abundâncias isotópicas naturais.<br>

Abstract : The traditional sample preparation procedures for trace elementae determination by atomic and mass spectrometry, in general, are laborious and require large release time, and can result in loss of analyte and contamination. In this context, sample preparation alternatives are important proposals. Thus, in the first part, the aim of this study was to develop methods for the determination of trace elements using extraction, slurry sampling and direct solid sampling. For extraction, a method was developed for the determination of Ba, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni and Pb by ultrasound assisted acid extraction and analysis by ICP-MS in tobacco samples, wherein the method consisted of using mean extractor containing HNO3 0.7 mol L-1, with time of exposure to ultrasound in 30 minutes. Also, a procedure was developed for the simultaneous determination of Cr and Ti in sediment samples, performing the introduction of the samples by slurry form and analyzed by HR-CS ETAAS with optimized procedure for multivariate way. The optimization of the pyrolysis and atomization temperatures indicated the best conditions at 1100 and 2700°C, respectively, with Pt as modifier; and the preparation conditions by multivariate optimization indicated extractions using HNO3 o,4 mol L-1, HF 0,1 mol L-1, with 20 minuts in the ultrasound. Finally, methods have been developed for the determination of Be, Cd and Pb by direct solid sampling associated with HR-CS ETAAS for airborne particulate matter samples, where the methods were free of interferences, even with a strong absorption of radiation by molecules in the analyzed spectral regions. The developed methods eliminated the need for long and laborious steps of preparation, promoting the achievement of results with analytical quality, in a fast and simplified form, as well as promoting a considerable decrease in the use of chemical reagents, and have obtained very low detection limits of 0.001, 0.001 and 0.004 ng m-3 for Be, Cd and Pb, respectively.In a second part, it has been studied the HR-CS AAS ability to promote the isotopic ratio for Li. For this purpose, standard solution with different isotope compositions of Li were used, evaluating the region near 670.7845 nm, which was verified that despite the instrument do not have sufficient resolution, it was possible to identify analytical lines in 670.7670 and 670.8146 nm for the isotopes7Li and 6Li, respectively, simultaneously determined. These lines were applied to measure the isotopic ratio of Li in sediment samples, and the resultsshowed agreement with the certified values, and consistency with natural isotopic abundances.