Relatório Det Pb Em Cabelo II

8/17/2019 Relatório Det Pb Em Cabelo II

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E HUMANASCURSO DE PÓS-

GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA & TECNOLOGIA/QUÍMICA

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

“DETERMINAÇÃO DE Pb EM CABELO POR ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO

ATÔMICA COM ATOMIZAÇÃO EM FORNO DE GRAFITE (GF AAS)”

CT 3009 – PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS

PROFª Dra. IVANISE GAUBEUR

ALUNA: LUCIANA SARMENTO FERNANDES 13024612

2012


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1 INTRODUÇÃO

Atualmente, o chumbo é um dos contaminantes mais comuns no meio ambiente, em

consequência das inúmeras atividades industriais que favorecem a sua grande disseminação.

Dessa forma, todos os seres humanos têm chumbo em seus organismos como resultado aexposição à fonte exógenas [1].

O chumbo entra no organismo humano principalmente por inalação ou ingestão, não

possuindo nenhuma função fisiológica conhecida até o momento. Os efeitos nocivos podem

afetar praticamente todos os órgãos, apresentando variados sintomas com gravidade

dependendo do grau de exposição [1].

Considerando a capacidade de armazenamento e retenção de elementos traço na

estrutura capilar durante um período de tempo tanto a partir de fontes exógenas ou endógenas,

amostras de cabelo podem ser utilizadas como indicador de exposição ocupacional e ambiental

[2-4].

Um dos modelos propostos para explicar o mecanismo de incorporação dos elementos

traço no cabelo é a difusão passiva do elemento através da corrente sanguínea durante o

crescimento na base do folículo capilar. Ou ainda, podem ser incorporados através das

secreções das glândulas apócrinas e sebáceas ou através da contaminação ambiental [2].

Tendo em vista que o cabelo humano tem um crescimento de aproximadamente 1 cm

ao mês, o cabelo de cada pessoa armazena informação cronológica relativo a à concentração

presente no organismo durante a exposição a um elemento no período considerado. Dessa

forma, a análise de cabelo é uma importante ferramenta que permite obter informações sobreproblemas de saúde anteriores, mesmo que a causa já tenha cessado [3-4].

Quando comparado com outras amostras biológicas para estudos de monitoração à

exposição a um determinado elemento ou substância, o cabelo apresenta vantagens como:

coleta simples, rápida e não invasiva, de fácil manuseio e armazenamento e pouca

susceptibilidade a contaminação, uma vez que é um material sólido. As limitações associadas

a análise são: diferenciação entre a contaminação exógena e a endógena e os vários fatores

que contribuem para o resultado, como idade, gênero, cor do cabelo, hábitos alimentares, usos

de cosméticos e tratamentos capilares como tintura, permanentes, entre outros, e a origem

geográfica do indivíduo [2-4].

Das várias técnicas que podem ser utilizadas para a determinação de elementos traço

em cabelo, técnicas que envolvem a espectrometria de absorção atômica encontram grande

utilidade para tal finalidade.

A espectrometria de absorção atômica é considerada uma técnica analítica bem

sucedida e uma das mais utilizadas na determinação de elementos em baixas concentrações.

É uma técnica que apresenta vantagens, quando comparada com técnicas de emissão óptica

como menor custo do equipamento e operacional, facilidade de operação e menor número de

linhas espectrais, acarretando uma possibilidade bem menor de interferência por sobreposição

de linhas. Em relação às desvantagens, apresenta faixa linear de trabalho relativamente


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pequena, menor frequência analítica quando se utiliza atomização eletrotérmica e, princi-

palmente, é considerada uma técnica analítica monoelementar, fato que é reconhecido como a

maior desvantagem [5].

A técnica de espectrometria de absorção atômica com atomização em forno de grafite

(GF AAS) é uma técnica bem estabelecida para determinações monoelementares. Como cadaanalito requer programas de tempo/temperatura específicos, com ciclos de aquecimento que

podem levar alguns minutos, infere-se que a principal desvantagem da técnica reside no tempo

total gasto quando se deseja determinar muitos elementos por amostra, além do tempo gasto

para encontrar as condições ótimas para cada uma dessas determinações [6].

Na realização de medidas com essa técnica é imprescindível estabelecer um programa

de aquecimento apropriado para controlar tempo e temperatura das etapas de secagem, de

pirólise e de atomização. Este programa otimizado permite evaporar o solvente bem como

eliminar os constituintes da matriz, antes da atomização do analito, a fim de se reduzirem

eventuais interferências [6].

O emprego de modificadores químicos é uma prática às vezes necessária nessa

técnica. Eles têm como função diminuir, ou até mesmo eliminar, interferências provocadas pela

matriz ou concomitantes presentes na amostra, favorecendo um aumento da eficiência da

etapa de pirólise, sendo possível empregar temperaturas maiores do que aquelas num

processo sem o modificador. Entretanto, a eliminação dos concomitantes não deve afetar a

atomização do analito de interesse. O modificador químico converte o analito em uma forma

menos volátil, permitindo maiores temperaturas de pirólise e/ou converte os concomitantes em

uma forma mais volátil, promovendo a separação analito-matriz [6].

A análise direta de sólidos que é possível utilizando o método GF AAS oferece

vantagens, dispensando a etapa e preparo de amostra que seria necessário para a conversão

da amostra sólida em soluções aquosas, diminuindo a possibilidade de contaminação e perdas

do analito e também erros sistemáticos que podem afetar a exatidão e precisão dos resultados

analíticos obtidos. A não utilização de reagentes tóxicos ou corrosivos proporcionam uma

menor periculosidade do método e também a minimização de geração de resíduos, podendo o

método ser considerado como “limpo”. Ainda são vantagens a maior detectabilidade do

método, sendo que as amostras não precisam ser diluídas e é possível analisar pequenas

quantidades de amostra. Algumas dificuldades são inerentes ao método, como a calibração doequipamento, a homogeneidade e representatividade da amostra e a obtenção do branco

analítico. [6]

O objetivo dessa aula prática foi determinar chumbo total em amostras de cabelo, para

isso fazendo-se uso do método de análise direta de sólidos por espectrometria de absorção

atômica com atomização em forno de grafite.


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2 PARTE EXPERIMENTAL

Equipamento

As amostras de cabelo foram analisadas utilizando-se um espectrômetro de absorçãoatômica modelo ZEEnit® 600 equipado com tubo atomizador de grafite aquecido

transversalmente, corretor de fundo para efeito Zeeman e acessório para amostragem sólida

automática. Lâmpada de cátodo oco de chumbo foi utilizada como fonte de radiação.

Argônio foi utilizado como gás de proteção e purga.

Os parâmetros do instrumento para análise foram os seguintes:

- comprimento de onda da lâmpada: λ=283,3 nm

- corrente da lâmpada: 4mA

- largura da fenda: 0,8 nm

Os parâmetros do programa de aquecimento estão representados na tabela 1.

Tabela 1: Parâmetros do programa de aquecimento.

Programa de aquecimento

°T °C/s Hold time (s) Ar (l/min)

Secagem 120 25 15 0,3

Pirólise 800 250 20 0,3

Atomização 1800 1100 5 0

Limpeza 2500 1000 5 0,3

Reagentes e soluções

Água deionizada de alta pureza e ácido nítrico foram utilizados no preparo das

soluções-padrão de chumbo, que foram preparadas por diluição em ácido nítrico 1% (v/v)

adequada a partir de uma solução estoque padrão contendo 1000mg/L.

Não foi utilizado modificador químico para tratamento da amostra.

Amostras

Dois fios de cabelos de comprimento médio foram recolhidos de duas pessoas

diferentes presentes na aula prática.

Procedimento

Inicialmente, a plataforma foi pesada vazia para se obter o valor correspondente ao que

seria o branco analítico.


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As curvas de calibração foram obtidas com as medidas de absorbância das soluções-

padrão contendo respectivamente 1, 2, 4 e 10 10-4µg. Para isso, foram utilizados os volumes de

10, 20 e 40 µL da solução-padrão de Pb contendo 10 µg/L(para os conteúdos de 1,2 e 4.10 -4 µg

Pb, respectivamente), e 10 µL da solução-padrão de Pb contendo 100 µg/L correspondente ao

conteúdo de 10 10-4

µg de Pb. Após o término da coleta das medidas de absorbância para construção da curva de

calibração, as amostras de cabelo foram seccionadas em pequenas partes e então inseridas

na plataforma para a determinação do chumbo.

Nenhum tratamento prévio, como a digestão ou mesmo uma lavagem, foi realizado na

amostra.

Todas as medidas foram obtidas em duplicata.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Curva de Calibração

Os dados referentes às medidas de absorbância para a construção da curva de

calibração estão representados na tabela 2:

Tabela 2: Dados referentes às medidas de absorbância obtidas

Solução padrão

Massa de

Pb (10-4

µg) Absorbância I Absorbância II Média

Desvio

padrão RSD %

Branco (plat.vazia) 0 -0,0006 -0,0003 -0,0005

10 µL sol. [10 µg/L] 1 0,0298 0,0293 0,0296 0,000361 1,2

20 µL sol. [10 µg/L] 2 0,0568 0,0581 0,0574 0,000919 1,6

40 µL sol. [10 µg/L] 4 0,1070 0,1065 0,1068 0,000354 0,3

10 µL sol. [100 µg/L] 10 0,2864 0,2923 0,2894 0,004172 1,4

Pode ser observado que o desvio padrão não seguiu uma tendência de diminuição

quando diferentes volumes da solução de concentração 10 µg/L foram utilizados (apenas parao volume de 40µL), o que é de se esperar conforme se aumenta a concentração do analito na

amostra. Quando a solução de concentração 100 µg/L foi utilizada, sendo ela a amostra que

possuía maior concentração do analito, maior desvio padrão foi observado. Tais fatos podem

indicar erros no preparo da solução-padrão ou na coleta dos volumes.

A curva de calibração para Pb na solução aquosa está representado na figura 1.


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Figura 1: Curva de calibração referente as concentrações de chumbo e suas respectivas absorbâncias.

Observando o valor do coeficiente de correlação (R²) obtido, pode-se inferir que ométodo possui boa linearidade, sendo que esse parâmetro confere a estimativa de qualidade

da curva obtida, pois quanto mais próximo de 1,0, menor a dispersão do conjunto de pontos

experimentais e menor a incerteza dos coeficientes de regressão estimados [7].

Quantidade de Pb nas amostras de cabelo

A partir da equação da reta obtida com os pontos da curva de calibração, pode-se

calcular a quantidade de Pb presente na amostra de cabelo considerando o resultado da

medida de absorbância da amostra, que foram os seguintes:

- Amostra 1:

Massa = 0,292 mg Absorbância = 0,0240

- Amostra 2:

Massa = 0,159 mg Absorbância = 0,0063

Dessa forma, calculou-se que na amostra 1 a quantidade de Pb presente era de 0,8

10

-4

µg (2,74.10

-1

mg kg

-1

) e na amostra 2 a quantidade era de 0,2 10

-4

µg (1,26.10

-1

mg kg

-1

).Cabe ressaltar que essas quantidades determinadas se referem à quantidade de

chumbo total presente na amostra seccionada de cabelo, considerando que nenhum

procedimento prévio de lavagem com o intuito de remover a presença de chumbo proveniente

de exposição exógena foi aplicado. Sendo assim, não é possível inferir as quantidades que se

referem especificamente ao Pb endógeno e nem ao exógeno. Também não é possível fazer

comparações entre os teores encontrados nas diferentes amostras, que eram de pessoas

diferentes, sem antes considerar diversas variáveis como o estudo preliminar das

características dos indivíduos, hábitos alimentares e o ambiente ao qual o indivíduo

comumente está exposto.

y = 0,0289x - 0,0016

R² = 0,9988

-0,0500

0,0000

0,0500

0,1000

0,1500

0,2000

0,2500

0,3000

0,3500

0 2 4 6 8 10 12

A b s o r b â n c i a

[Pb] 10-4µg


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A escolha do segmento da amostra de cabelo a ser analisada também não recebeu

nenhuma consideração de modo especial, representando apenas a quantidade de Pb total.

Informações adicionais poderiam ser obtidas se esse critério fosse adotado, juntamente com a

lavagem da amostra para remoção do chumbo ligado exogenamente. A análise de segmentos

permite a obtenção de informação cronológica de exposição ao elemento analisado,fornecendo um registro histórico de elementos assimilados a partir do ambiente.

4 CONCLUSÃO

A partir dos resultados obtidos, é possível concluir que o método de análise direta de

sólidos por espectrometria de absorção atômica com atomização em forno de grafite (SS-GF

AAS) mostrou-se útil para a determinação de chumbo em cabelo, principalmente devido a

característica da GF AAS em permitir a análise de amostras em quantidades inferiores a 1mg,proporcionando a determinação de elementos-traço na amostra. O método é uma boa

alternativa em relação a outros métodos empregados quando considerado vantagens como o

fato de dispensar etapas de pré-tratamento da amostra, como a digestão, minimizando dessa

forma a manipulação da amostra e consequente contaminação ou perda do analito.

A análise do cabelo como indicador da exposição a elementos tóxicos mostra-se uma

ferramenta de grande utilidade ao propósito, considerando a capacidade do cabelo em

armazenar e reter elementos durante um período prolongado de tempo, permitindo a

recuperação de informação cronológica de exposição. Cuidado deve ser tomado em relação a

determinações de elementos quando a intenção for determinar se o elemento está presente

endogenamente ou exogenamente. Para isso, o procedimento de lavagem é um passo

importante na diferenciação das duas condições.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] MOREIRA, F. R.; MOREIRA, J. C. A cinética do chumbo no organismo humano e sua importância para asaúde. Ver. Ciência & Saúde coletiva, 9 (1): 167-181, 2004.

[2] LIMA, E.C.; SILVA, C. L. Cabelo como matriz analítica alternativa para a determinação de drogas de abuso.Ver. NewsLab, 82: 156-169, 2007.

[3] NOMURA, C. S.; OLIVEIRA, P. V. Method for cadmium and lead longitudinal profiles determination in hair bysolid sampling graphite furnace atomic absorption spectrometry . Anal. Methods, 2: 49-53, 2010.

[4] FILHO, E. S.; SILVA, R. S.; SAKUMA, A. M.; SCORSAFAVA, M. A. Teores de chumbo e mercúrio em cabelode crianças residentes em Cubatão, na região sudeste do Brasil. Ver. Saúde Públiva, 27 (2): 81-86, 1993.

[5] AMORIM, F. A. C.; LOBO, I. P.; SANTOS, V. L. C. S.; FERREIRA, S. L. C. Espectrometria de absorçãoatômica: O caminho para determinações multi elementares. Quím. Nova, 31 (7): 1784-1790, 2008.

[6] OLIVEIRA, P. V., SILVA, C. S., NOMURA, C. S. Análise direta de sólidos por espectrometria de absorção

atômica com atomização em forno de grafite: uma revisão, 31, 11 104-108, 2008.

[7] INMETRO. Orientações sobre validação de métodos de ensaios químicos, DOQ-CGCRE-008, 2007.

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