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Type: Dissertação
Title: Avaliação da extração por ponto nuvem para a especiação e pré-concentração de arsênio em material particulado atmosférico
Author: Ferreira, Fernanda Cerqueira Moreira
First Advisor: Silva, Júlio César José da
Referee Member: Costa, Letícia Malta
Referee Member: Sousa, Rafael Arromba de
Resumo: Os materiais particulados podem provir de fontes de origem natural ou artificial. Interferem na qualidade do ar, podendo prejudicar a visibilidade, afetar a dispersão e absorção da radiação solar, ocasionar a acidificação de nuvens e da chuva, além de poder gerar danos à saúde humana, como doenças respiratórias. O Arsênio está presente na natureza em diferentes formas químicas e, um dos meios de exposição humana a níveis elevados de arsênio inorgânico, ocorre através da inalação do ar contaminado. O Arsênio inorgânico é mais tóxico que as suas formas orgânicas, evidenciando a importância de monitorá-lo no material particulado atmosférico. Foi proposto um método de extração por ponto nuvem para especiação de arsênio inorgânico em amostras de material particulado atmosférico e detecção por espectrofotometria UV-Vis. Os parâmetros relacionados à extração por ponto nuvem foram otimizados de forma univariada (n = 2) e os melhores resultados obtidos foram: pH 1,5; 0,8 mmol L-1 de molibdato de amônio; 0,06 % v v-1 de Triton X-114; 0,05 mmol L-1 de tartarato de antimônio e potássio e 0,2 mmol L -1 de ácido ascórbico. A precisão para esse estudo se demonstrou adequada (RSD: 3-10%). Foi feito um estudo de interferência e o íon fosfato demonstrou-se o principal interferente. Avaliou-se o modelo de regressão linear na faixa de 0,04 – 0,12 mg L-1 , através da ANOVA à 95% de confiança. Não houve evidências de heterocedasticidade dos dados (Ccalculado = 0,3989 < Ctabelado = 0,6838) e de falta de normalidade (Wcalculado = 0,971 > Wtabelado = 0,874). Não se observou evidência de falta de ajuste para o modelo obtido (Fcalculado = 1,41 < Ftabelado (3,10) = 3,71) e, portanto, o mesmo pode ser usado para previsões. Os limites de detecção e quantificação instrumentais foram LOD = 0,012 mg L-1 e LOQ = 0,04 mg L-1 , respectivamente. A seletividade foi avaliada e o método demonstrou ser seletivo para As (V). A oxidação de As (III) a As (V) foi feita com KMnO4. Para a determinação dos teores de As nas amostras, estabeleceu-se um método de extração assistida por ultrassom, utilizando ácido clorídrico 6 mol L -1 . Os ensaios de adição e recuperação, em dois níveis (n = 3), mostraram valores insatisfatórios de recuperação para as amostras (44 – 49%). Foi feita a curva por adição de padrão, confirmando a existência de efeito de matriz. Suspeitou-se de interferência de fosfato, e foi feito, a tentativa de precipitação de fosfato de cálcio, sem sucesso. O método foi aplicado a uma amostra de material particulado atmosférico, e a quantificação feita por adição de padrão. Porém, os teores de As foram elevados e a sua quantificação na amostra não foi conclusiva.
Abstract: Particulate materials may come from natural or artificial sources. They interfere with air quality and may impair visibility, affect the dispersion and absorption of solar radiation, cause acidification of clouds and rain, and may cause damage to human health, such as respiratory diseases. Arsenic is present in nature in different chemical forms, and one of the means of human exposure to high levels of inorganic arsenic is through inhalation of contaminated air. Inorganic arsenic is more toxic than its organic forms, detaching the importance of monitoring it in atmospheric particulate matter. A cloud point extraction method was proposed for inorganic arsenic speciation in atmospheric particulate matter samples and detection by UVVis spectrophotometry. The parameters related to cloud point extraction were optimized (n = 2) and the best results obtained were: pH 1.5; 0.8 mmol L-1 ammonium molybdate; 0.06% v v1 of Triton X-114; 0.05 mmol L-1 of antimony potassium tartrate and 0.2 mmol L-1 of ascorbic acid. The accuracy for this study was shown to be adequate (RSD: 3-10%). A interference study was performed and the phosphate proved to be the main interferent. The linear regression model in the range of 0.04 - 0.12 mg L-1 was evaluated by the 95% confidence ANOVA. There was no evidence of heteroscedasticity of data (Ccalculated = 0.3989 < Ctabulated = 0.6838) and lack of normality (Wcalculated = 0.971 > Wtabulated = 0.874). There was no evidence of lack of fit for the obtained model (Fcalculated = 1.41 < Ftabulated (3;10) = 3.71) and therefore can be used for predictions. The limits of instrumental detection and quantification were LOD = 0.012 mg L-1 and LOQ = 0.04 mg L-1 , respectively. Selectivity was evaluated and the method proved to be selective for As (V). The oxidation of As (III) to As (V) was done with KMnO4. To determine the As levels in the samples, an ultrasound-assisted extraction method was established, using 6 mol L-1 hydrochloric acid. The addition to recovery tests, on two levels (n = 3), showed unsatisfactory recovery values for the samples (44 - 49%). The calibration was performed by standard addition method, confirming the existence of matrix effect. Phosphate interference was suspected, and an attempt was made to precipitate calcium phosphate, without success. The method was applied to a sample of atmospheric particulate matter, and quantification made by standard addition method. However, the levels of As were high and their quantification in the sample was not conclusive.
Keywords: Material particulado atmosférico
Doenças respiratórias
Arsênio
Especiação
Extração por ponto nuvem
Espectrofotometria UV-Vis
Atmospheric particulate matter
Respiratory diseases
Arsenic
Speciation
Cloud point extraction
UV-Vis spectrophotometry
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Access Type: Acesso Aberto
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11851
Issue Date: 20-Feb-2020
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