Desenvolvimento de metodologias analíticas baseadas em sistemas de pré-concentração empregando extração em fase sólida e microextração com gota única para determinação de metais-traço em amostras aquosas ambientais

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química.Este trabalho descreve o desenvolvimento de metodologias analíticas para a determinação de metais traço em matrizes ambientais, empregando pré-concentração usando extração em fase sólida e microextração com gota única e detecção por espectrometrias de massa com plasma indutivamente acoplado e absorção atômica. Para a análise de diferentes amostras de água e determinação de Cd, Cu, Ni, V, Zn, Co e Pb simultaneamente foi desenvolvimento de um sistema de pré-concentração em fluxo com detecção por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado. O sistema é baseado na retenção catiônica dos analitos em mini-colunas preenchidas com sílica-gel modificada com óxido de nióbio(V) ( Nb2O5-SiO2). Foram propostos também mais dois procedimentos usando o Nb2O5-SiO2 como sorvente em um sistema em fluxo e detecção por espectrometria de absorção atômica em chama. Ambos os procedimentos foram otimizados pelo método multivariadado usando planejamento fatorial completo em dois níveis e matriz Doehlert. Um dos procedimentos foi desenvolvido para a especiação de cromo em amostras de água. O outro procedimento usando o sorvente Nb2O5-SiO2 foi desenvolvido para a determinação de chumbo em amostras ambientais. Por fim, um simples e rápido procedimento para extração e pré-concentração de chumbo em amostras ambientais usando microextração com gota única (SDME) e detecção por GF AAS foi proposto. O método é baseado na extração do complexo Pb(II)-o,o dietilditiofostato da solução aquosa pelo clorofórmio (solvente extrator). Todas as metodologias propostas foram aplicadas em diferentes amostras ambientais e materiais de referência certificada demonstrando bons resultados

Desenvolvimento de metodologia em sistema em fluxo para especiação e determinação de cromo em água usando sílica gel modificada e espectrometria de absorção atômica em chama

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Química.Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de pré-concentração em fluxo das espécies Cr (III) e Cr (VI), presentes em amostras de água, e detecção por espectrometria de absorção atômica em chama. O sistema é baseado na retenção de espécies catiônicas de Cr (III) e retenção de espécies aniônicas de Cr (VI) em mini-colunas preenchidas com sílica-gel modificada com fosfato de zircônio e sílica-gel zirconizada, respectivamente. Variáveis químicas e de fluxo foram otimizadas pelo método univariado. Os dados experimentais revelaram a importância da carga superficial dos sorventes e o pH do meio em relação à eficiência de adsorção. A faixa ótima de pH da amostra para Cr (III) foi de 4 a 9, e para Cr (VI) foi selecionado o pH 3. Para os dois sorventes em estudo a fração de 400 mL de eluato foi coletada após o descarte dos 100 mL iniciais. A eluição foi realizada simultaneamente e os eluatos coletados separadamente em pequenos frascos. A injeção discreta de 100 mL foi suficiente para que o sinal máximo fosse atingido. Os resultados das condições otimizadas, selecionados com o compromisso entre a sensibilidade e a velocidade analítica, foram vazão da amostra 4,0 mL min-1; vazão do eluente 0,53 mL min-1; concentração do eluente 0,1 mol L-1 de tris-(hidroximetil)aminometano (CrVI) e 0,1 mol L-1 de HNO3 (CrIII). A investigação do volume de amostra, para uma massa de analito constante, demonstrou que com o aumento do volume o sinal diminui. O volume máximo de 150 mL foi obtido para Cr(III) e de 200 mL para Cr(VI). O desvio padrão relativo (n=3) foi de 3,0% e 2,1% para Cr (III) e Cr (VI), respectivamente. O limite de detecção foi de 1,9 mg L-1 para Cr (III) e 2,3 mg L-1 para Cr (VI). A faixa linear de trabalho foi 25 a 350 mg L-1 para ambos metais. Para validar a metodologia proposta foi aplicada, nas amostras reais e amostras enriquecidas, a metodologia padrão descrita na literatura. O estudo efetuado demonstrou a viabilidade do uso dos sorventes sílica gel zirconizada e sílica gel modificada com fosfato de zircônio posicionados em série para a separação e a pré-concentração de espécies de crom

Fast determination of cations in honey by capillary electrophoresis: A possible method for geographic origin discrimination

AbstractThis study reports the development and validation of a fast capillary electrophoresis method for cation determination in honey samples and the classification of honey by geographical origin using Principal Components Analysis (PCA). The background electrolyte (BGE) was optimized using the Peakmaster® software, which evaluates the tendency of the analytes to undergo electromigration dispersion and the BGE buffer capacity and conductivity. The final BGE composition was defined as 30mmolL−1 imidazole, 300mmolL−1 acetic acid and 140mmolL−1 Lactic acid, at pH 3,0, and the separation of K+, Na+, Ca2+, Mg2+ and Mn2+ using Ba2+ as the internal standard was achieved in less than 2min. The method showed satisfactory results in terms of linearity (R2>0.999), the detection limits ranged from 0.27–3.17mgL−1 and the quantification limits ranged from 0.91–10.55mgL−1. Precision measurements within 0.55 and 4.64%RSD were achieved and recovery values for the analytes in the honey samples ranged from 93.6%–108.6%. Forty honey samples were analyzed to test the proposed method. These samples were dissolved in deionized water and filtered before injection. The CE-UV reliability in the cation analysis in the real sample was compared statistically with ICP-MS methodology. No significant differences were found, with a 95% confidence interval between the methodologies. The PCA showed that the cumulative variance for the first two principal components explain more than 85% of the variability of the data. The analytical data suggest a significant influence of the geographical origin on the mineral composition

Mineral composition and bioaccessibility in Sarcocornia ambigua using ICP-MS

AbstractThis study evaluates the nutritional potential of Sarcocornia ambigua as new a source of minerals. The mineral concentrations of two different growing populations (natural occurrence and irrigated) of S. ambigua were evaluated using inductively coupled plasma mass spectrometry. In all samples, the mineral present in highest amounts was potassium (K) (19–24μgg−1), followed by magnesium (Mg) (8.6–14μgg−1) and then calcium (Ca) (2.6–4.0μgg−1). In addition, in vitro bioacessibility assay demonstrated that very high fraction (65–80%) of these K and Mg (80 and 65%) of total concentration of these elements is bioacessible from S. ambigua analyzed. The trace elements vanadium (V), chromium (Cr), cobalt (Co), copper (Cu) and lithium (Li) have more than above 50% of total concentration was found bioaccessible. In all cases, mass balance was verified by carrying out the total digestion of the remaining residue and the relationship between total concentration and bioaccessibility. The data related to the concentrations and the bioaccessible fractions of the minerals provide a starting point for more complex and in-depth evaluations from the nutritional point of view, including the establishment of a recommended daily dietary intake for this plant

Lead, Cadmium, and Arsenic Bioaccessibility of 24 h Duplicate Diet Ingested by Preschool Children Attending Day Care Centers in Brazil

Lead, known as a metal with high neurotoxicity to children, cadmium, which is a carcinogenic and bioaccumulative contaminant, and arsenic, a class 1 carcinogenic according to the International Agency for Research on Cancer, are toxic elements (TEs) whose relevant route of exposure may be diet. We determined the bio-accessible fraction of lead, cadmium, and arsenic from the diet of preschool children from two day care centers (DCC). A cross-sectional study was conducted with 64 one–four-year-old children from two DCCs where the 24-h duplicate diet samples were collected. The diet samples were analyzed by ICP-MS for lead, cadmium, and arsenic total concentrations (n = 64) and their bio-accessibility were analyzed for a subsample (n = 10). The dietary intake (DI) mean for lead, cadmium, and arsenic were 0.18 ± 0.11 µg kg−1 bw, 0.08 ± 0.04 µg kg−1 bw, and 0.61 ± 0.41 µg kg−1 bw, respectively. All DI calculated for TEs, considering total intake, were found lower than the tolerable limits (TL) (European Union, or World Health Organization, WHO, when applicable) except for one child’s Pb intake. Bio-accessibilities ranged between 0% to 93%, 0% to 103%, and 0% to 69%, for lead, cadmium, and arsenic, respectively. Although DI for TEs has been found lower than TL, these reference values have been recently decreased or withdrawn since it was for lead and arsenic whose TL were withdrawn by WHO