Avaliação de diferentes sistemas de extração assistida por ultrassom para determinação de As, Cd, Cr, Ni e Pb em solo e sedimento
Resumo
Neste trabalho foi proposto um método de preparo de amostra empregando a extração assistida por ultrassom (UAE) para posterior determinação de As, Cd, Cr, Ni e Pb em solo e sedimento por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). A caracterização elementar foi feita após digestão assistida por radiação micro-ondas (MAD), de acordo com o procedimento proposto nos métodos 3051A e 3052 da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA). A determinação de Cd, Cr, Ni e Pb nos digeridos por MAD foi feita por ICP-MS e a determinação de As foi feita por espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GF AAS). Estes resultados foram utilizados como referência para o método proposto. A UAE foi avaliada empregando três diferentes sistemas de ultrassom, banho, cup horn e sonda. Cabe destacar que as otimizações foram feitas somente com a amostra de solo. Diferentes variáveis foram estudadas, tais como tempo, temperatura, amplitude, frequência, massa de amostra e soluções extratoras. Inicialmente, foram aplicados ensaios univariados com o objetivo de verificar quais variáveis apresentavam maior influência nos sistemas. Entretanto, devido ao grande número de variáveis e da dificuldade em encontrar uma condição de extração similar para todos os analitos, foi necessária a aplicação de um planejamento multivariado. Nesse sentido, foram aplicados três tipos de delineamento: delineamento fatorial fracionado 25-1, fatorial completo 23 e o delineamento composto central rotacional (DCCR), utilizando como variáveis temperatura, massa de amostra, solução extratora, tempo de sonicação e amplitude. Essas avaliações foram aplicadas para os sistemas de cup horn de 130 e 750 W. Para os sistemas de banhos, foi feito mapeamento com papel alumínio, bem como a avaliação das frequências e os banhos de 100 e 200 W foram selecionados para aplicação do planejamento fatorial 23 e DCCR. Após otimizada a melhor condição para extração dos analitos, foram feitos experimentos nesta condição, de forma a avaliar a precisão e a exatidão do método. Utilizando o banho ultrassônico de 200 W e 35 kHz, o método foi aplicado para solo e sedimento e para quatro materiais de referência certificados (CRMs). Os resultados para As, Cd, Cr, Ni e Pb em solo, sedimento e CRMs (com exceção de Cr no sedimento e CRMs), após determinação por ICP-MS, não apresentaram diferença significativa (teste t-student, p < 0,05) quando comparados com os valores de referência obtido pelos métodos de comparação. A UAE foi também comparada com extração por agitação mecânica e mostrou melhor eficiência na extração dos analitos. A fim de verificar os efeitos provocados pelo ultrassom na superfície dos sólidos as amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), antes e após a UAE. Os limites de detecção do método proposto para As, Cd, Cr, Ni e Pb por ICP-MS foram de 75, 2, 174, 156 e 24 ng g-1, respectivamente.
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