Determinação de elementos traço em sedimentos

Diferentes técnicas têm sido utilizadas para a determinação de metais e metalóides nas mais diversas matrizes. Destacam9se a espectrometria de

absorção atômica com chama (FAAS), a espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica (ET AAS) ou espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GF AAS), a espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos (DG AAS), a espectrometria de absorção atômica com vapor frio (CV AAS), a espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES) e a espectrometria de massas com plasma induzido (ICP MS).38,39

2.1.3.1 Espectrometria de Absorção Atômica com chama

A espectrometria de absorção atômica (AAS) é uma técnica largamente difundida e empregada para a determinação de elementos traço nas mais

diversas amostras, tais como amostras biológicas, metalúrgicas, farmacêuticas

e atmosféricas, permitindo determinar em torno de 70 elementos na faixa de 1 a 10 ppm com boa precisão. A técnica baseia9se na absorção da energia radiante pelas espécies atômicas neutras, não9excitadas, em estado gasoso. Átomos no estado fundamental são capazes de absorver energia luminosa de um comprimento de onda específico, alcançando um estado excitado. Uma espécie atômica, neutra e no estado fundamental é capaz de absorver radiações de comprimentos de onda iguais aos das radiações que ela, quando excitada, é capaz de emitir. Aumentando9se o número de átomos presentes no caminho ótico pode9se aumentar a quantidade de radiação absorvida. Medindo9se a variação da quantidade de luz transmitida, pode9se realizar uma determinação quantitativa do analito presente, desta forma, a quantificação obedece aos princípios da Lei de Lambert9Beer.38,40

Na técnica de absorção atômica, fontes especiais de luz conjugadas com sistemas eficientes de seleção de comprimentos de onda permitem a determinação específica de elementos. A única função da chama é converter o aerossol da amostra em vapor atômico, que pode então absorver a luz proveniente de uma fonte primária. A quantidade de radiação absorvida está relacionada com a concentração do elemento de interesse na solução. Uma vez que os átomos absorvem luz de comprimentos de onda muito específicos, torna9se necessária a utilização de fontes que produzam um espectro de emissão composto por linhas estreitas do elemento de interesse e que não

emitam radiação de fundo ou outras linhas estranhas. Essas fontes de radiação, de alta intensidade, conferem alta especificidade à técnica de absorção atômica, fazendo9a praticamente livre de interferências. As principais fontes usadas em absorção atômica são a lâmpada de cátodo oco (LCO) e a lâmpada de descarga sem eletrodos (EDL).39,40

As medidas de absorção atômica são influenciadas por certas variáveis analíticas tais como: as velocidades de fluxo dos gases combustível e oxidante e a velocidade da introdução da amostra na chama. Uma velocidade baixa induz uma população atômica reduzida, enquanto uma velocidade elevada implica num uso excessivo de energia da chama no processo de evaporação, que prejudica a formação de átomos isolados. A espectrometria está sujeita às interferências químicas, de ionização e de matriz.40

2.1.3.2 Geração de hidretos

A geração de hidretos tem como princípio básico a propriedade que alguns elementos possuem de formar hidretos voláteis à temperatura ambiente, após reação com a espécie hidrogênio nascente. Oferece uma alternativa simples e sensível para a determinação destes elementos, que são: As, Bi, Ge, Pb, Sb, Se, Sn, Te, In, Tl e Dg. Esta técnica apresenta grande sensibilidade, permite melhorar os limites de detecção por um fator de 10 a 100 vezes comparado ao desempenho de sistemas tradicionais de nebulização. É muito mais seletiva e sensível devido à separação do analito de sua matriz e à alta eficiência de transporte do mesmo para o detector, gerando limites de detecção baixos e a eficiente remoção do analito da solução da amostra, reduzindo as interferências espectrais. É especialmente útil por ter a capacidade de fazer determinações em baixos níveis de concentração, de modo a conseguir atender a legislação para estes elementos que é bastante rígida, visto que várias dessas espécies são altamente tóxicas. Podem ser analisados diversos tipos de matrizes, desde que recebam o preparo adequado. Sob este aspecto, a espectrometria de absorção atômica e geração de hidretos aliada aos sistemas de análise por injeção em fluxo é uma proposta para a automatização das etapas analíticas, além de ter um menor custo. Pode ser acoplada a várias técnicas de detecção.41,42

A solução contendo o analito reage com uma solução de um reagente redutor, sendo o borohidreto de sódio (NaBD4) o mais utilizado, liberando hidretos voláteis. Estes hidretos são carreados por um gás inerte (Ar ou N2) até o sistema de atomização/detecção. A decomposição do hidreto ocorre, levando à formação de átomos do analito, gerando um sinal proporcional à concentração do analito. Quando os elementos são separados da solução na forma de gás, pouco ou nenhum líquido é carregado, nesse ponto a fase líquida é separada da fase gasosa. A fase líquida é então drenada enquanto que a fase gasosa (hidretos formados) é transportada até o sistema de atomização/detecção, onde são decompostos.41

O estado de oxidação do analito também influi no sinal, em alguns casos torna9se necessário converter todo o analito em uma única espécie. Esta técnica sofre poucas interferências, que podem ser facilmente contornadas. O fluxo de NaBD4 pode interferir no perfil do sinal, uma solução mais concentrada pode favorecer a formação do hidreto. Não são usuais interferências químicas, mas quando ocorrem, podem ser evitadas pelo aumento da concentração ácida ou pelo uso de agentes sequestrantes adequados. Os elementos formadores de hidreto podem interferir mutuamente, embora rara, esta interferência pode ser contornada pelo uso de agentes complexantes.41