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.
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[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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