Uma variedade de técnicas espectroanalíticas tem sido utilizada em trabalhos voltados para a determinação de elementos químicos em amostras ambientais. Algumas técnicas se destacam por serem estabelecidas na quantificação elementar em diversas matrizes, como a espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS), espectrometria de emissão óptica (OES) e espectrometria de massas (MS), ambas com plasma indutivamente acoplado (ICP), e a espectrometria de fluorescência de raios-X com energia dispersiva (EDXRF) (ALMEIDA et al. 2013; SILVA et al., 2002, CASTILHO et al., 2012; AZIMZADEH et al., 2017).
A espectrometria de absorção atômica baseia-se na quantidade da radiação absorvida pelos átomos no estado fundamental, quando estes são excitados para um nível de energia mais elevado (WELZ e SPERLING, 1999). Esta técnica é tipicamente monoelementar, de fácil operação e com um custo relativamente baixo como análise por FAAS. No entanto, o processo de nebulização não é eficiente, assim, cerca de 90-95% da amostra introduzida é perdida. Devido a esta característica somada ao pequeno tempo de residência dos átomos gasosos na região de observação, a técnica é considerada de baixa sensibilidade quando comparadas a outras, principalmente para elementos mais refratários (CADORE, MATOSO e SANTOS, 2008).
No entanto, a espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica em forno de grafite (GF AAS) é atrativa para determinação de concentrações traço e ultratraço nas amostras, devido a sua análise discreta da alíquota no forno de grafite, possibilitando maior tempo de residência dos átomos gasosos, aumentando a sensibilidade entre 100-1000 vezes quando comparada com FAAS (WELZ e SPERLING, 1999).
A técnica de AAS é amplamente utilizada para a determinação de elementos químicos em amostras ambientais, incluindo material particulado atmosférico e poeira de estrada (RASHED, 2008). Khairy et al. (2011) utilizaram GF AAS para determinação de As, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Se, Sn, V e Zn em amostras de poeira urbana no Egito. Shakya (2013) determinou Cd, Cr, Ni e Zn em amostras de poeira doméstica, no Nepal, empregando FAAS.
A técnica de AAS utilizando o modo de determinação sequencial rápida (fast sequential - FS) tem se mostrado vantajosa, para a determinação multielementar, tendo em vista a otimização automatizada das condições experimentais, baixo custo quando comparados a outras técnicas de determinações sequenciais, e o curto tempo requerido para análise (ALMEIDA et al., 2013; AMORIM et al, 2008; WELZ ESPERLING, 1999).
A espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) é fundamentada na emissão de radiação eletromagnética por átomos e íons, a partir da excitação eletrônica destes por uma fonte de plasma. O plasma é um gás parcialmente ionizado gerando alta temperatura, onde coexistem elétrons livres e íons positivos em movimento, em um processo onde ocorre transferência de energia por radiação, condução e aquecimento. É uma técnica analítica com ampla faixa linear de trabalho, capaz de determinar elementos majoritários, minoritários e traço, sequencialmente ou simultaneamente, em diferentes tipos de amostras (MONTASER, 1998).
A ICP OES é estabelecida como rápida e confiável para a caracterização de amostras ambientais, por permitir a determinação multielementar, apresentar alta sensibilidade (concentrações entre µg L-1 e mg L-1), precisão, exatidão e baixos
limites de detecção (GAO et al., 2014; TOLEDO et al., 2008). Além disso, permite a determinação de elementos que tendem a formar compostos refratários e determinação de não metais como cloreto, brometo, iodeto e enxofre com alguns
incrementos instrumentais para determinações na região do ultravioleta, abaixo de 200 nm (MONTASER, 1980).
Shabbaj et al. (2008) determinaram as concentrações de As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, V e Zn em amostras de poeira de estrada, na Arábia Saudita, utilizando ICP OES. Jadoon et al., (2018) investigaram as fontes emissoras de poeira de estrada, no Afeganistão, e empregaram a técnica ICP OES para determinação de Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb e Zn.
A espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) é uma técnica que combina as vantagens da utilização do plasma como fonte de íon, e o analisador quadrupolar de massa, permitindo separar espécies positivas pela razão entre a massa e a carga (m/z) (MONTANSER,1998; MATOS, ROSENI e NOBREGA, 2006).
Esta técnica analítica é requisitada para determinação elementar em amostras ambientais, devido à sua alta sensibilidade (concentrações entre ng L-1 e
µg L-1) para a maioria dos elementos, limites de detecção adequados para
concentrações traço e ultratraço, capacidade multielementar e determinações de razões isotópicas (GODOY, GODOY E ARTAXO, 2005; SANTELLI et al., 2012; VEGUERÍA et al., 2012).
Na China, Shao, Xiao e Wu (2013) determinaram as concentrações de Cd, Cu, Mn, Pb, Sb e Zn em amostras de poeira de estrada por ICP-MS. Jayarathne et al. (2017) determinaram Cd, Cr, Cu, Mn, Pb e Zn em poeira de estrada urbana, empregando a mesma técnica.
A despeito da sua maior sensibilidade, a técnica ICP-MS apresenta algumas desvantagens quando comparada à ICP OES, como o fato de ter uma instrumentação mais complexa e maior custo para suprimentos e insumos (MONTASER, 1998). Além disso, as interferências espectrais e não espectrais causadas por íons elementares e/ou formação de íons poliatômicos e óxidos que podem ser gerados a partir do plasma, da amostra (matriz e solvente) são relatadas como um ponto negativo a ser considerado, em relação ao tempo gasto para resolvê-las (MONTASER, 1998).
Del Mastro et al. (2015) compararam ICP-MS versus ICP OES para a determinação de elementos em poeira urbana, concluindo que os melhores resultados encontrados para Al, Ba, Ca, Cu, Mg, Mn, Fe, Ti, V e Zn foram obtidos
por ICP OES, enquanto que as quantificações de As, Cd, Cr, Ni, Pb, Mo e Sb foram melhores por ICP-MS. Logo, pode-se perceber que ambas as técnicas podem ser usadas para determinação multielementar, contemplando as suas vantagens.
A espectrometria de fluorescência de raios-X com energia dispersiva (EDXRF) é baseada nas intensidades de fluorescência de raios X, emitidas pelos elementos químicos de uma amostra, de forma característica, quando são excitados por um tubo de raios X de baixa potência, ou uma fonte radioativa, com incidência de radiação na amostra em um ângulo de 45° (SANTOS et al., 2013, ZHAO, LU e CHAO, 2014).
A EDXRF tem sido considerada atrativa para a determinação de constituintes inorgânicos em amostras ambientais, principalmente, devido à possibilidade de análise direta das amostras, o que pode reduzir custos e erros associados ao preparo de amostra, além disso, é uma técnica de caráter não destrutivo e possui uma instrumentação simples(YEUNG et al., 2003, SPOLNIK et al., 2005, SARADHI, SANDEEP E PANDIT, 2014).
Wang (2016) determinou Ba, Br, Cl, Co, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, P e S em amostras de poeira de rua, coletadas na China, por EDXRF. Shen et al. (2016) determinaram 22 elementos (Al, Ba, Br, Ca, Cl, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mn, Ni, Pb, Rb, S, Sb, Si, Sn, Sr, Ti, V e Zn), utilizando EDXRF, em amostras de poeira de cidades do norte da China.