Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuriaEmbrapa Agroenergia

Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento

EmbrapaBraslia, DF

2013

Qumica Analtica Ambiental

Slvio Vaz Jnior

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Superviso editorialJuliana Meireles Fortaleza

Reviso de textoMaria Cristina Ramos Jub

Normalizao bibliogrficaCelina Tomaz de Carvalho

Projeto grfico e capaCarlos Eduardo Felice Barbeiro

1 edio1 impresso (2013): 500 exemplares

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Embrapa Informao Tecnolgica

Vaz Jnior, Slvio.Qumica analtica ambiental / Slvio Vaz Jnior. Braslia, DF : Embrapa, 2013.147 p. :il. color. ; 15 cm x 21 cm.

ISBN 978-85-7035-244-6

1. Anlise qumica. 2. Meio ambiente. 3. Poluio ambiental. I. Embrapa Agroenergia. II. Ttulo.

CDD 543

Embrapa, 2013

Agradecimentos

O autor agradece Professora Dra. Vnia Zuin do Departamento de Qumica da Universidade Federal de So Carlos pela reviso tcnica do texto e pelas observaes pertinentes. Agradece tambm s empresas que disponibilizaram as fotos dos equipamentos. Agradece, ainda, Dra. Itnia Soares, pesquisadora da Embrapa Agroenergia, por ceder material para a elaborao dos Captulos 3 e 4, e Embrapa Agroenergia e Embrapa Informao Tecnolgica pela oportunidade de publicao da obra.

Apresentao

A Qumica Analtica voltada para o estudo do meio ambiente um brao das cincias qumicas que pode fornecer valiosas informaes s ou-tras cincias e a diversos ramos da tecnologia, pois auxilia no entendimento dos processos fsico-qumicos e biolgicos dos elementos qumicos e das molculas orgnicas e inorgnicas no meio ambiente gua, ar e solo.

Quando se busca o aproveitamento completo da biomassa, de grande importncia avaliar os impactos negativos ou positivos para o meio ambiente, gerados pelos processos de converso, sejam eles qumicos, bioqumicos ou termoqumicos. Soma-se a isso a atual preocupao com a sustentabilidade de cadeias produtivas, dos processos e dos produtos. O uso de resduos, os balanos de energia e massa, o ciclo de vida e a reduo de gases do efeito estufa devem ser levados em conta, de modo a se alcanar tal sustentabilidade; e, para tanto, necessita-se da Qumica Analtica Ambiental gerando informaes para a correta tomada de deci-ses estratgicas.

Boa leitura a todos!

Manoel Teixeira Souza Junior

Chefe-Geral da Embrapa Agroenergia

Prefcio

Esta obra tem por objetivo demonstrar a importncia da Qumica Analtica na contribuio da qualidade ambiental, pela aplicao de tc-nicas e mtodos convencionais e inovadores de anlise, os quais possam influenciar positivamente e de uma forma direta na reduo dos impactos ambientais da sociedade atual. Esses precedentes baseiam-se em grandes esforos buscando o desenvolvimento tcnico e cientfico da Qumica Analtica, os quais vm se dando ao longo de dcadas de trabalho por parte da comunidade qumica.

O autor realizou um levantamento criterioso das principais tcnicas analticas em uso, tanto as clssicas quanto as instrumentais, baseando-se em suas experincias acadmica e profissional, nas tendncias observadas nas cincias analticas atuais, e nas legislaes reguladoras, alm da con-siderao de outros aspectos relevantes, como os princpios de qumica verde e a proposta de uma qumica mais sustentvel. Essa sistemtica pro-porcionou a abrangncia das necessidades de diversos atores envolvidos no tema de reas como Qumica Analtica, Saneamento e Sade Pblica, Cincias Ambientais e Engenharias. Porm, os princpios tericos das tc-nicas analticas e dos mtodos relacionados no foram aprofundados, pois este no o objetivo da obra, que voltada a profissionais e estudantes de graduao ou ps-graduao que j tenham conhecimento prvio em Qumica Analtica e Qumica Ambiental, de modo a lhes transmitir um slido

conhecimento acerca das anlises qumicas para fins ambientais, que lhes permita elaborar metodologias analticas e interpretar os dados obtidos.

Slvio Vaz Jnior

SumrioIntroduo ...........................................................................................................13

Captulo 1. A importncia da Qumica Analtica para o meio ambiente ........17Referncias ....................................................................................................................................... 39

Captulo 2. gua, ar e solo: as trs grandes matrizes ambientais ..................40A matriz gua .................................................................................................................................. 40A matriz ar ........................................................................................................................................ 44A matriz solo ................................................................................................................................... 46Referncias ....................................................................................................................................... 51

Captulo 3. As tcnicas analticas e seus mtodos ...........................................53Tcnicas e mtodos clssicos .................................................................................................... 56Tcnicas e mtodos instrumentais .......................................................................................... 60Aplicao da quimiometria no tratamento de dados ...................................................... 89Referncias ....................................................................................................................................... 90

Captulo 4. Desenvolvimento e validao de mtodos analticos e o controle dos resultados gerados ................................................92Desenvolvimento de um mtodo analtico ......................................................................... 92Validao do mtodo ................................................................................................................... 97Controle de mtodos validados .............................................................................................107Referncias .....................................................................................................................................110

Captulo 5. Aplicaes analticas em poluio ambiental .............................111Anlises de guas subterrneas e superficiais ..................................................................116Anlises de ar ................................................................................................................................124Anlises de solo e de outras matrizes correlatas .............................................................127Anlises de resduos slidos ....................................................................................................129O monitoramento analtico em tempo real .......................................................................132Referncias .....................................................................................................................................134

Anexo Dados tcnicos para anlise de poluentes ambientais ...................135

Glossrio............................................................................................................143

Introduo

As atividades industriais e domsticas do ser humano tm produzido grandes impactos ao meio ambiente, negativos na maioria das vezes. O uso massivo da gua e do solo uma grande fonte de poluio, podendo-se destacar, entre outros, os efeitos produzidos pelos derivados de petrleo, agrotxicos, minrios e atividades domsticas.

Os derivados de petrleo constituem a base de consumo da socie-dade atual, estando presentes desde a tinta que se usa na caneta at os componentes e combustveis dos avies. No h como negar os avanos para a Qumica Orgnica e para a economia trazidos pela descoberta e pelo uso do petrleo: por meio da separao de diferentes fraes de seus hidrocarbonetos constituintes, obtm-se matrias-primas para combust-veis, polmeros, frmacos, materiais diversos, entre outros tantos produtos. Porm, o impacto trazido por essa matria-prima no renovvel ainda difcil de ser mensurado, pois envolve a poluio do ambiente e dos seres humanos e animais por compostos cancergenos (hidrocarbonetos polia-romticos), a contribuio ao aquecimento global pela emisso de gases como o dixido de carbono (CO2) e o metano (CH3), entre outros efeitos.

O uso dos agrotxicos gera uma profunda discusso entre produto-res agrcolas, fornecedores e comunidade cientfica; pois, apesar de seus benefcios para o desenvolvimento da agricultura e da chamada revolu-o verde, seu impacto negativo ao meio ambiente e sade pblica