Métodos de baixo custo para purificação de reagentes e controle da contaminação para a determinação de metais traços em águas naturais

Recebido em 10/8/10; aceito em 3/6/11; publicado na web em 22/7/11 SPECIATION ANALYSIS OF COPPER AND ZINC USING DIFFERENTIAL PULSE ANODIC STRIPPING VOLTAMMETRY. This work describes methodologies for speciation analysis of the metals copper and zinc as total, total dissolved, labile, as well as complexation capacity (conditional stability constants and available ligand concentration), using the same technique, differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV). Several supporting electrolytes were tested, and the results showed that KNO 3 and HNO 3 resulted in voltamograms without interferences as well as excellent resolution for the total and labile fractions. The methodology using the DPASV technique allows a simple and low cost analysis of copper and zinc speciation, with high precision and sensitivity, with limits of quantification (LOQ) of 1.8 nmol L -1 for copper and 2.1 nmol L -1 for zinc.Keywords: anodic stripping voltammetry; speciation; trace metal. INTRODUÇÃOEstudos de especiação de metais são de grande importância para a avaliação de impactos ambientais, avaliações ecotoxicológicas, assim como para o entendimento do comportamento e destino dos metais em ambientes aquáticos.1 Informações sobre a reatividade, mobilidade e biodisponibilidade dos metais em águas naturais podem ser obtidas mediante estudos de especiação. A relação entre especiação dos elementos metálicos e toxicidade aos organismos é complexa e depende não somente da espécie química em questão, mas também do organismo exposto e da função fisiológica que o elemento metálico exerce no organismo.2 Sabe-se que os elementos cobre e zinco são essenciais aos organismos aquáticos, mas podem ser tóxicos quando encontrados em concentrações mais elevadas.3 Devido à complexidade da interação metais-organismo-ambiente, o uso de técnicas analíticas capazes de determinar diferentes espécies químicas com baixa manipulação amostral, tal qual a voltametria, assume destaque quanto à compreensão da dinâmica dos metais no ambiente.Sabe-se que o papel biogeoquímico dos metais correlaciona-se com suas formas físico-químicas, as quais incluem espécies associadas ao material particulado, coloidal e dissolvido.3,4 Portanto, avaliar a concentração total de um metal é insuficiente para inferir sobre seu comportamento e destino no ambiente, assim como sobre seus impactos na biota aquática. 1,3,5 Alguns autores consideram que espécies lábeis apresentam maior biodisponibilidade aos organismos aquáticos.6 Por outro lado, metais complexados a ligantes orgânicos são considerados de menor biodisponibilidade. 7A matéria orgânica dissolvida (MOD) exerce um papel fundamental na especiação dos metais-traço; os ligantes orgânicos possuem poder de complexação com metais, 8 cuja força de associação e quantidade de ligantes disponíveis variam com a categoria da MOD.9,10 Os estudos de especiação de metais podem ser realizados empregando-se diferentes abordagens e técnicas analíticas tais como a voltametria de redissolução anódica (DPASV) e voltametria de redissolução catódica (...

Section: Amostras De áGuaunclassified

Análise de especiação de cobre e zinco empregando voltametria de redissolução anódica com pulso diferencial

Tonietto¹,

Grassi²

2012

“…Definido todo o sistema experimental do SVA, foi realizado Toda a coleta, preparação e análise das amostras foram conduzidas usando protocolos de técnicas limpas, 11 de forma a minimizar processos de contaminação.…”

Section: Parte Experimentalunclassified

Aplicação de planejamento fatorial a protocolo de extração e fixação de sulfetos volatilizáveis por acidificação (SVA) em amostras de sedimento

Schnitzler¹,

Grassi²,

Quináia³

2009

Recebido em 13/2/08; aceito em 27/11/08; publicado na web em 11/5/09 FACTORIAL DESIGN USED ON THE EXTRACTION AND FIXATION OF ACID VOLATILE SULFIDES (AVS) FROM SEDIMENT SAMPLES. The AVS is defined operationally as acid volatile sulfide, which is a controlling phase on the partition of some metallic species in sediments. A Factorial design was evaluated by means of 16 experiments and using four variables: temperature, extraction time, N 2 flow, and volume of the S 2-collection solution. The factors that contributed to the efficiency of the process were the extraction time and the N 2 flow. Trapping of S 2-was efficient in AAB. The S 2-was quantified using a potentiometric procedure. Recovery tests for S 2-concentrations varying from 1×10 -5 to 1×10 -4 mol L -1 were in the range from 93 to 116%.Keywords: factorial design; sediments; AVS. INTRODUÇÃOO sedimento é um importante compartimento do ecossistema aquático, formando uma variedade de ambientes e habitats para diferentes organismos. Além disso, atua no transporte físico, no acúmulo ou liberação de nutrientes e contaminantes servindo, consequentemente, como fonte direta e indireta destes para organismos de toda a cadeia alimentar. Trata-se, portanto, de um compartimento dinâmico onde ocorrem vários processos físicos, químicos e biológi-cos. Dependendo das condições desses processos ocorre a chamada remobilização de espécies, representando uma fonte de contaminação para todo o corpo aquático. 1 Entre as espécies que podem sofrer remobilização estão os metais, que podem existir naturalmente no ambiente. Alguns metais são considerados micronutrientes essenciais, tais como cobre e zinco, sendo necessários em pequenas concentrações para a manutenção da saúde dos seres vivos. Entretanto, quando ocorre um aumento dessas concentrações, efeitos deletérios começam a surgir. Existem outros metais que não possuem função biológica conhecida, como cádmio, chumbo e mercúrio. Nesse contexto, o aumento da concentração dos metais tornou-se uma preocupação mundial principalmente como consequência das atividades antrópicas, geradoras de despejos agrí-colas, industriais e urbanos que, inevitavelmente, atingem os corpos de água. 2 A biodisponibilidade de metais em sedimentos pode ser prevista pela teoria do equilíbrio de partição entre as fases sólida e aquosa, ou seja, o sedimento e a água intersticial. Essa teoria considera que, devido à baixa solubilidade dos sulfetos metálicos, os metais podem permanecer imobilizados no sedimento, especialmente sob condições anóxidas. 3 Os sulfetos pesquisados neste trabalho são os chamados sulfetos volatilizáveis por acidificação (SVA), ou seja, a fração mais lábil associada aos monossulfetos de ferro e manganês mais solúveis. O SVA é, portanto, obtido operacionalmente por uma extração ácida a frio. O procedimento é realizado a frio para não ocorrer a extração do sulfeto mais resistente na forma de pirita. Nesse processo de extração ocorre a volatilização do SVA na forma de H 2 S. 4 O H 2 S é arrastado e em seguida coletado em uma solução alcali...

“…Além disso, todos os procedimentos que envolveram as etapas de preservação, pré-tratamento e análise também foram realizados com os cuidados necessários para evitar contaminações, uma vez que nestas amostras o cobre ocorre em níveis traço 26,27 . As amostras foram coletadas com auxílio de um balde de polietileno e, imediatamente, transferidas para frascos de polietileno pré-lavados e ambientados com a própria água de coleta.…”

Section: Coleta E Preparo De Amostrasunclassified

Fatores que governam a especiação do cobre em ambientes aquáticos urbanos: evidências da contribuição de sulfetos solúveis

Scheffer¹,

Sodré²,

Grassi³

2007

Recebido em 3/1/06; aceito em 23/6/06; publicado na web em 19/1/07 FACTORS GOVERNING COPPER SPECIATION IN URBAN FRESHWATERS: EVIDENCES ON THE CONTRIBUTION OF SOLUBLE SULFIDES. Copper speciation and behavior in different rivers located in the city of Curitiba were evaluated in this work. Sampling locations were selected to cover different levels of urbanization regarding their anthropogenic occupation and land use. Results showed that in highly-developed areas, both organic matter and dissolved sulfides were able to control copper speciation. Dissolved sulfide species were the major complexing agent in areas where dissolved oxygen levels are low. Finally, it was demonstrated that in urban areas anthropogenic factors such as sewage inputs and occupation of the drainage basin are the key aspects controlling copper dynamics and speciation in river waters.Keywords: sulfide; copper speciation; natural waters. INTRODUÇÃOA especiação de metais em águas naturais consiste em aspecto chave no subsídio da previsão do seu comportamento geoquímico e de sua biodisponibilidade. Conseqüentemente, fornece informações importantes para avaliação do real impacto associado à presença dessas espécies em ambientes aquáticos. Em sua maioria, as análises de especiação de metais em águas naturais buscam um maior entendimento sobre o comportamento destas espécies, identificando e freqüentemente quantificando os agentes que governam a distribuição de metais na coluna de água e, conseqüentemente, sua biodisponibilidade.No caso específico do cobre, sua especiação em águas naturais é influenciada por fenômenos físico-químicos, tais como a complexação por ligantes orgânicos e inorgânicos, a adsorção por oxi-hidróxidos metálicos e argilominerais e as reações de troca que ocorrem na interface água-sedimento [1][2][3][4][5] . A interação do cobre com a matéria orgânica dissolvida ou com o material particulado em suspensão, por ex., levam à formação de espécies ditas não biodisponíveis do metal [4][5][6] . Muitos trabalhos mostram que a complexação do cobre pela matéria orgânica dissolvida pode governar tanto sua especiação [7][8][9][10][11][12] quanto sua solubilidade 13 em águas superficiais. Mais recentemente, entretanto, algumas pesquisas têm evidenciado que os sulfetos solúveis podem desempenhar um papel tão importante na especiação do cobre quanto o da matéria orgânica dissolvida, sendo que a disponibilidade deste metal para a biota pode ser governada por ambos os tipos de ligantes [14][15][16] . As primeiras evidências da importância dos sulfetos solúveis na especiação de metais surgiram a partir do final dos anos 80 em pesquisas realizadas em ambientes marinhos [17][18][19] , onde foi constatada a presença de H 2 S em águas marinhas ricas em oxigênio e concentrações de S 2-que variavam entre 0,1 e 1,1 nmol L -1 . Estas pesquisas também mostraram que existe uma relação entre a presença dos sulfetos e o controle da biodisponibilidade de metais, por meio da formação de complexos metálicos estáveis.A existência de sulfetos em águas óxicas tem s...