Estratégias analíticas para a determinação de contaminantes inorgânicos em fertilizantes minerais

Orientador: Prof. Dr. Marco Tadeu GrassiCoorientador: Dr. Éder José dos SantosDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 24/03/2017Inclui referências: p.67-74Área de concentração: Química analíticaResumo: A técnica CVG-ICP OES foi utilizada na determinação simultânea de As, Hg, Sb e Se em fertilizantes minerais. As concentrações do NaBH4 e do HCl, reagentes empregados na CVG, e a potência de RF foram os parâmetros avaliados, com a utilização de amostra real de fertilizante preparada em meio de água régia e digestão assistida por radiação micro-ondas. As condições de compromisso obtidas para análise foram: 1,0 % (m/m) de NaBH4, 3,0 mol L-1 de HCl e 1,1 kW de potência da RF. O estudo dos principais parâmetros de mérito conferiu, para 100 mg de amostra, LOD nos valores de 0,5 µg g-1 para As, 0,1 µg g-1 para Hg, 1 µg g-1 para Sb e 0,6 µg g -1 para Se. Como método alternativo de preparo de amostra, o uso do banho de ultrassom combinado com água régia apresentou resultados satisfatórios avaliados com o uso do material de referência certificado, NIST 695. Os resultados foram equivalentes aos obtidos com o método que faz uso do sistema de micro-ondas, de acordo com o teste t, em um nível de 95% de confiança, com precisão e exatidão adequadas. Foi utilizada, como técnica comparativa independente, o ICP-MS para avaliar os resultados obtidos por CVG-ICP OES. De acordo com o teste t, com 95% de confiança, os valores apresentados pelas duas técnicas foram equivalentes. Um segundo método analítico desenvolvido fez uso do ICP OES na determinação simultânea de Cd, Cr, Ni e Pb em fertilizantes minerais. O uso da água régia combinado com a extração assistida por ultrassom também apresentou resultados satisfatórios, avaliados com a utilização do material de referência NIST 695, de acordo com o teste t, em um nível de confiança de 95%, com precisão e exatidão adequadas. No estudo dos parâmetros de mérito, para 100 mg de fertilizante, os LOD obtidos foram 0,03 µg g-1 para Cd, 0,1 µg g-1 para Cr, 0,8 µg g-1 para Ni e 0,7 µg g-1 para Pb. Com apenas um procedimento de preparo de amostra para determinação de As, Cd, Cr, Hg, Ni, Pb, Sb e Se, os métodos foram aplicados em fertilizantes minerais comercializadas no estado do Paraná. Os resultados demonstram que esses insumos agrícolas podem contribuir no aporte de contaminantes inorgânicos no ambiente, uma vez que foram detectados um ou mais elementos em 100% das amostras, mesmo em níveis abaixo das concentrações máximas admitidas pela legislação brasileira. Palavras-chave: fertilizante mineral, extração por ultrassom, contaminantes, CVG-ICP OES, ICP OES.Abstract: The CVG-ICP OES technique was used to permit the simultaneous determination of As, Hg, Sb, and Se in mineral fertilizers. Experimental parameters evaluated were the concentrations of NaBH4 and HCl, reagents used for CVG, and the RF power from ICP OES. For this study a real sample of fertilizer prepared in the presence of aqua regia and digestion assisted by microwave radiation was used. Compromise conditions used for analysis were: 1.0 % (m/m) NaBH4, 3.0 mol L-1 HCl and 1.1 kW RF power. Figures of merit were based on digestion of 100 mg samples, providing LODs of: 0.5 µg g-1 for As, 0.1 µg g-1 for Hg, 1 µg g-1 for Sb and 0.6 µg g-1 for Se. As an alternative method of sample preparation, the use of an ultrasound bath based on aqua regia presented satisfactory results which were evaluated by use of NIST 695 standard reference material. Accuracy was equivalent to those obtained with the closed vessel microwave system, as evident from a t-test, at a confidence level of 95%. ICP-MS was used as an independent comparative technique to evaluate the results obtained by CVG-ICP OES. According to a t-test, results generated by the two techniques were equivalent at a confidence level of 95%. An additional analytical method was developed using ICP OES for simultaneous determination of Cd, Cr, Ni and Pb in mineral fertilizers. The use of aqua regia combined with ultrasound assisted extraction also presented satisfactory results, as evaluated by analysis of NIST 695 S. Based on 100 mg samples, LODs obtained were 0.03 µg g-1 for Cd, 0.1 µg g-1 for Cr, 0.8 µg g-1 for Ni and 0.7 µg g-1 for Pb. With only one sample preparation procedure for determination of As, Cd, Cr, Hg, Ni, Pb, Sb and Se, the methods were applied to mineral fertilizers available in the state of Paraná. These feedstocks can contribute to inorganic contamination of the environment, since one or more elements were detected in all samples, even at levels below the maximum concentrations allowed by Brazilian legislation. Keywords: Mineral fertilizers, ultrasonic extraction, contaminants, CVG-ICP OES, ICP OES