Determinação de constituintes inorgânicos presentes em amostras de solo urbano, fertilizantes e alimentos por ICP OES: desenvolvimento de metodologias e uso de ferramentas quimiométricas. - Santos, Samir Hipólito dos (2022)
Neste trabalho foram desenvolvidos três métodos de preparo de amostras utilizando bloco digestor com sistema fechado e digestão assistida por ultrassom, sendo um procedimento para amostras de solo urbano, e dois procedimentos para essência alimentícia. As análises químicas foram realizadas empregando a espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). O procedimento de preparo das amostras de solos foi otimizado através das técnicas de planejamento fatorial fracionário e planejamento Doehlert. A exatidão do método analitico foi confirmada através das análises químicas de seis materiais de referência certificados: solo arenoso leve (BCR 142), rocha fosfata marroquina (BCR 032), rocha fosfata da Florida (NIST SRM 120c), rocha fosfatada do oeste (NIST SRM 694), elementos traço em fertilizantes de multinutrientes (NIST SRM 695), e Montana I Solo com altamente elevadas concentrações de elementos traço (NIST SRM 2710a), obtendo valores de concordância entre 80 e 119%. A precisão foi expressa como desvio padrão relativo (%RSD), sendo melhor do que 10%, (n=3). A metodologia proposta foi aplicada em 43 amostras de solos urbanos coletadas do município de Aracaju, SE em duas frações de profundidade (fração S (0-20 cm) e F (20-40 cm)). Nestas amostras foram determinadas as concentrações de 22 constituintes inorgânicos (Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sb, Sr, U, V e Zn). De acordo com os valores de referência de qualidade dos solos (VRQs), somente as amostras 2S e 2F apresentaram concentrações menores dos constituintes inorgânicos do que os VRQs, e nas amostras 13F, 15S e 18F foram encontrados valores maiores do que o valor de prevenção (VP, 2,00 mg kg-1, Sb). A análise granulométrica mostrou que os elementos químicos estão distribuídos entre as partículas de areia muito fina, silte e argila. O fator de enriquecimento (FE) indicou que somente as amostras 11S, 12S e 12F apresentaram grave enriquecimento por influencias antrópicas para as concentrações de Zn. O índice de geoacumulação (Igeo) caracterizou a amostra 11S como moderadamente poluída e as amostras 12S e 12F como moderadamente a fortemente poluídas. A análise de componente principal (PCA) indicou que em amostras de áreas onde o tráfego veicular foi mais intenso, sendo que, foram maiores as concentrações dos elementos químicos. A metodologia proposta para as amostras de solo também foi aplicado em amostras de fertilizantes minerais para determinação dos mesmos 22 constituintes inorgânicos por ICP OES. As concentrações dos elementos químicos variaram entre 0,16 mg kg-1 (Cd) e 427 g kg-1 (P). As amostras de fertilizantes Fert.12, 14, 15, 16 e 18 apresentaram as maiores concentrações na maioria dos elementos químicos determinados. As seguintes amostras apresentaram concentrações acima do limite máximo permitido pela legislação vigente brasileira: Fert.12, Fert.14, Fert.15, Fert.16 e Fert.18 para As, Fert.12, Fert.14 e Fert.15 para Cd e Fert.12 para Cr e Pb. A PCA indicou que as amostras com as maiores concentrações dos elementos quimicos são do tipo superfosfatadas. Foram otimizados dois procedimentos de preparo das amostras de essência alimentícia. O primeiro, envolvendo um planejamento fatorial fracionário que possibilitou uma digestão assistida por banho ultrassônico, com os fatores escolhidos como: concentração de HNO3, tempo de banho ultrassônico, temperatura de aquecimento, para um volume de 2,0 mL de amostra. Outro método de preparo utilizando bloco digestor fechado foi também otimizado, através do planejamento fatorial fracionário contendo os seguintes fatores: concentração de HNO3, tempo de digestão, temperatura de aquecimento para um volume de 2,0 mL de amostra. A exatidão do método de digestão assistida por ultrassom foi avaliada através da comparação com o método de digestão em bloco digestor, variando entre 90% (Mn) e 117% (Fe). A exatidão dos dois métodos também foi avaliada através do teste de adição e recuperação de analito variando entre 84% (Al) e 104% (Ca) para a digestão assistida por ultrassom, e para a digestão em bloco digestor fechado variou entre 80% (Mg) e 119% (Sr). A precisão para ambos os métodos de preparo de amostra foi expressa como desvio padrão relativo, sendo melhor do que 10%, (n=3). A metodologia usando a digestão assistida por ultrassom foi aplicada em amostras de essência alimentícia, bebida energética, gelatina em pó e refresco em pó, para determinação de Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sr, Ti, V e Zn por ICP OES. Os elementos Na (158 mg L-1) e S (594 mg L-1) apresentaram as maiores concentrações médias nas amostras de essência alimentícia. Foi encontrado a presença de Al somente nas amostras da bebida energética A (2,52 mg L-1) e no refresco em pó (7,50 µg g-1). A amostra da bebida energética A foi a única amostra que apresentou concentração de Ba (0,119 µg g-1). Somente a amostra de refresco em pó apresentou concentração de Ti (25,8 µg g-1) e Zn (201,5 µg g-1). Este trabalho apresentou diferentes estratégias para o preparo de amostras em diferentes tipos de matrizes, conseguindo através das otimizações, redução de reagentes e redução de resíduos químicos, com exatidão e precisão dos resultados.