O teor de chumbo no ambiente e dos alimentos é de grande preocupação, porque ele é reconhecido como um veneno cumulativo em animais e humanos. Conduzir a ingestão por seres humanos tem sido estimado em 200-300 ug por dia, variando em função do grau de contaminação. Normalmente, a comida é responsável por até 70% do consumo diário de chumbo.

A toxicidade do chumbo em humanos e animais é normalmente crónica porque é excretada mais lentamente do que é absorvido, resultando numa acumulação em vários tecidos. Os sintomas de envenenamento por chumbo incluem irritabilidade, anorexia, mal-estar e dores de cabeça. Dependendo do grau de intoxicação constipação, e ataques de dor abdominal (cólica lead) podem ser observados. As crianças são mais suscetíveis à intoxicação por chumbo porque absorvem uma percentagem mais elevada de chumbo através do trato gastrointestinal, têm mais atividade mão-a-boca, e desenvolvimento de sistemas nervoso, que são mais sensíveis ao chumbo.

No monitoramento e programas de saúde de avaliação de risco, o número de amostras ambientais e biológicas muitas vezes é alto, e as etapas de preparação da amostra se tornar um fator limitante para a análise, principalmente em termos do tempo necessário e problemas de contaminação. Amostragem de suspensão é uma boa opção para contornar estes problemas, e esta técnica tem sido utilizada com sucesso para a introdução direta de amostras em espectrometria atômica e introduzido diretamente no sistema de atomização por meio de sistema de injeção em fluxo. Em alguns casos, no entanto, os elementos a serem determinados não são facilmente atomizados a partir de partículas sólidas, devido à complexidade da matriz, e um passo de pré-tratamento é necessário. Uma alternativa para contornar este problema é a utilização de uma técnica de micro-ondas como fonte de calor para a decomposição da amostra, o que reduz o tempo necessário para a solubilização e perdas de elementos voláteis.

Acoplamento de sistemas de fluxo contínuo com digestores de microondas foi realizada em conjunto com a absorção atômica de chama ou plasma indutivamente acoplado com espectrometria de emissão atômica. No entanto, algumas aplicações com espectrometria de absorção atômica foram relatados. O estado da técnica e os recursos de técnicas de polpa várias propostas para a determinação de ligação encontram-se resumidos na Tabela 1.

O presente artigo descreve um procedimento simples e rápido, que explora uma decomposição em linha de amostras de chorume, acoplado a um sistema de injeção em fluxo. A eficácia do método foi avaliada por meio da determinação de chumbo em amostras de peixe.

Experimental

Aparelho

Um espectrómetro de absorção atômica A Perkin-Elmer modelo 4100 ZL equipado com um corretor longitudinal de fundo Zeeman e um piroliticamente revestido atomizador de grafite aquecido transversalmente com uma plataforma L'vov integrada (Perkin-Elmer parte n B050-4033) e um auto-amostrador AS-71 da fornalha eram utilizado. O comprimento de onda foi de 283,3 nm utilizando um espectrofotómetro Perkin-Elmer EDL sistema II como fonte de radiação com uma largura de banda de 0,7 nm espectral. A absorvância integrada foi usado, e os resultados foram registados num LQ-870 impressora Epson. O programa de forno é apresentada na Tabela 2. Uma mistura de 90% de Ar e 10% de H2 v / v foi utilizado como gás de purga.

O sistema de fluxo compreende uma bomba peristáltica mp13GJ4 Ismatec com tubos de Tygon de bombeamento, um laboratório de três peças feita de comutador injetor com embutido em forma de T, conectores de poli (tetrafluoroetileno) (PTFE), de linhas de transmissão de 0,8 mm de diâmetro interno, e um modelo de forno micro-ondas CEM MDS-81D, equipado com um magnetron de 2,450 MHz com uma potência nominal máxima de 700 W. A bobina de digestão foi introduzida no forno de microondas por meio da pressão e orifícios do sensor de temperatura. O espectrofotómetro de díodos Hewlett-Packard 8451A, equipado com uma célula de quartzo convencional foi utilizada para verificar a estabilidade das suspensões.

Reagentes

Todos os reagentes eram de grau analítico, e água destilada / desionizada foi utilizada. Ácido nítrico foi destilado num quartzo sub-ebulição ainda (Kürner). A 1000 mg L-1 solução de Pb foi preparado a partir de nitrato de chumbo (Johnson & Mattey, Co.) em 0,1% v / v HNO3. As soluções de referência contendo 2,5-25 mg L-1 Pb foram preparadas por diluição em série da solução-mãe com 2,4 mol L-1 HNO3. Mistura de 0,003 mg de Mg (NO3) 2 mais 0,05 mg de NH4H2PO4 foi utilizado como um modificador químico e Triton X-100 de grau de cintilação (Amersham / Searle) foi utilizado para estabilizar as suspensões.

O efeito dos concomitantes foi avaliada utilizando uma solução de referência de chumbo contendo 10 mg L-1, em 2,4 mol L-1 HNO3 sem os concomitantes, ou na presença de 2 mg L-1 Fe, 2 mg L-1 de Zn, 300 mg L -1-Cl, 400 mg L-1 ^ g K, 300 mg L-1 de Na, ou de 90 a L-1 de Cu.

A preparação das amostras

As amostras recolhidas de peixes, no rio Amapari (Amapá, Brasil), foram moídas com um misturador de modo a fazer uma suspensão. Depois de ter sido congelado durante cinco dias, a lama resultante foi liofilizado por secagem por congelação de 6 Pa, durante 48 horas, até um peso constante. As amostras liofilizadas resultantes foram peneirados através de uma peneira de nylon de padrão, a fim de se obter um tamanho de partícula ≤ 200 um. Em seguida, uma

quantidade pesada com precisão de cerca de 250 mg, foi misturado com 3 mL de 2,4 mL de L-1 e HNO3 1 mol de 0,25% v / v de Triton X-100, e o volume foi completado com 5 mL de 2,4 mol L-1 HNO3 . Agitação durante 20 minutos num banho de ultra-sons foi necessário homogeneizar a amostra de lama. Material de referência padrão MA-A-2 n 1062/TM - homogeneizado Peixe (Agência Internacional de Energia Atômica), foi utilizada para verificar a precisão do procedimento proposto.

Além disso, e para os fins de comparação, as amostras também foram submetidos a digestão nítrico-perclórico. Cada amostra foi pesada com precisão de peixe (0,4-0,5 g, de peso seco) e transferidos, juntamente com 10 mL de ácido nítrico concentrado, a um frasco de 75 mL. Após dissolução completa (cerca de 2 h), o frasco foi colocado numa placa quente a 160 ° C até que uma solução límpida foi obtida. A seguir, 2 ml de ácido perclórico foi cuidadosamente adicionada ao frasco e a temperatura foi aumentada até 210 ° C. A decomposição foi completada com o aparecimento de fumos brancos e cerca de 0,5 mL de solução permaneceu. A amostra decomposta foi então transferida para um balão volumétrico de 10 ml e diluiu-se para marcar com 2,4 mol L-1 HNO3.

Procedimento

O sistema de fluxo em linha para a decomposição de peixe está ilustrado na fig. 1. Na posição especificada, ambas as espiras, carregado com 300 ul de amostra e 400 ul de soluções de digestão (6 mol L-1 HNO3), foram inseridos nos fluxos de transporte de ar a 2 mL min-1 e dirigido para o ponto de confluência (X); a solução da mistura foi, em seguida, dirigida para a bobina 500 centímetros digestão PTFE (0,8 mm id), localizado no interior do forno de microondas. A bobina foi enrolada em torno de um balão de Erlenmeyer com água, o que assegurou um volume (150 mL) no interior da cavidade suficiente para evitar danos no magnetron. Cerca de 50 s após a injeção da amostra, quando o plug amostra inteira foi fluindo para dentro da bobina de digestão, a bomba peristáltica foi interrompida e o programa de micro-ondas (Tabela 3), foi iniciada. Depois da acção de microondas, a bomba foi reiniciada e um 0,1% v / v de solução de HNO3 foi introduzido através do tubo do suporte de ar, a fim de limpar a amostra residual decomposto e para transportar a amostra para o recipiente do amostrador automático a qual foi completamente preenchido (volume total de 1 mL). Uma bobina 150 cm imersa num copo cheio de água,foi incorporado no sistema de fluxo para permitir a expansão dos gases de digestão. O mesmo procedimento foi seguido para os espaços em branco. Após o processamento de cada amostra, os fluxos de transporte de ar, foram introduzidos no coletor de fluxo de novo de forma a remover a solução de lavagem residual.

Resultados

A fim de verificar a estabilidade da amostra de lama, foi conduzido um experimento out31 utilizando um espectrofotómetro de díodos, para gravar as mudanças na turbidimetria da amostra de peixe. Fig. 2 mostra a variação na absorvância medida a 500 nm para uma suspensão contendo 250 mg de amostra de peixe dispersos em 4 mL de 2,4 mol L-1, mais 1 ml de HNO3 a 0,25% v / v de Triton X-100. A alteração na absorvância foi monitorizado durante 6 minutos e sua variação foi de 20%. No entanto, quando esta modificação foi medido durante 5 minutos apenas 13% foi observada, indicando que esta condição é suficiente para a preparação da amostra. Sem um agente tixotrópico, alterações na absorvância de até 50% foram detectadas por este tipo de amostra.

À medida que o tempo necessário para encher a ansa de amostragem do sistema de fluxo foi de cerca de 30 s, o tempo durante o qual a suspensão permaneceu estável era suficiente.

Aquecimento condições do forno

O programa de fornalha (Tabela 2) inclui um processo de injecção a quente e duas rampas de temperatura, a fim de garantir as condições suaves e totalmente seco da amostra, a fim de evitar os problemas de efeitos de matriz. Além disso, um 90% de Ar, mais de 10% de H2 mistura v / v foi usado como o gás de purga, porque aumenta a dissociação das espécies moleculares de chumbo na fase de gás e reduz a matriz interferences32.

De modo a optimizar as condições do forno e para evitar a perda de chumbo durante a pirólise, a utilização de modificadores químicos é uma excelente escolha. Assim, alguns modificadores químicos foram testados: NH4H2PO4, Mg (NO3) 2, e NH4H2PO4 + Mg (NO3) 2. A situação sem um modificador também foi verificado.

O experimento de a etapa de pirólise foi realizada mantendo a temperatura de atomização a 1500 ° C e variando a temperatura de pirólise. Nesta experiência, as condições óptimas de aquecimento não diferiram significativamente em sensibilidade, independentemente dos modificadores químicos diferentes. A perda de solução 10 mg L-1 padrão de chumbo foi observado no ciclo de pirólise a 900 ° C, durante quase todos os modificadores químicos, excepto para o NH4H2PO4 + Mg (NO3) 2, onde a perda de analito mistura foi observada apenas a 1100 ° C. No entanto, quando se utiliza uma amostra de peixe decomposto com cerca de 10 mg L-1 Pb o mesmo comportamento não foi observado. Quando o NH4H2PO4 + Mg (NO3) 2 modificador foi utilizado, as perdas de chumbo foram observadas a 900 ° C. Portanto, a temperatura de pirólise foi escolhida a 850 ° C.

As condições de digestão de amostras sólidas

Por causa da falta de uniformidade das microondas distribution33, 34 no interior do forno, a melhor posição para a bobina de digestão foi determinado colocando 14 copos de vidro em posições diferentes (Fig. 3), cada uma contendo 50 g de água. A energia de microondas escolhido foi de 700 W durante 8 min. Esta experiência foi feita em quintuplicata, e os resultados da perda de peso foi calculada pela diferença entre os pesos do copo cheio de água antes e depois da acção de microondas, que variou entre 2,04 e 9,48 g. A melhor posição encontrada para a acção do micro-ondas com base na distribuição de energia de microondas espacial é mostrado na fig. 3. Estas posições foram aos 35 e 6 cm, na eixos xey, respectivamente.

Ácido nítrico foi escolhido como o agente de solubilização, com base em work16 anterior. A fim de determinar o tempo necessário para a concentração de ácido e a optimização das condições de digestão para a recuperação total de chumbo na análise de amostras sólidas, uma experiência factorial foi realizada. Neste contexto, uma quantidade apropriada de 250 amostras de peixes mg (material de referência padrão MA-A-2 n 1062/TM, IAEA) foi preparado tal como mencionado na secção Preparação da Amostra, e, em seguida, introduzido no sistema de fluxo acima referida. Volumes de 300 ul de amostras e de 400 ul de ácido foram injectados no sistema de fluxo, utilizando uma zona de fusão-approach35. O volume da amostra injectada, foi seleccionada com base na sensibilidade do método. Para volumes mais pequenos, a sensibilidade não é aceitável e os resultados erráticos foram obtidos (RSD> 25%). Para optimização das condições de digestão, uma potência de 350 W foi fixado, e o tempo de digestão foi variada entre 0 e 16 min, enquanto que a concentração de ácido foi variada entre 0 e 6 mol L-1. Quando as microondas não foram aplicados, a recuperação foi de apenas 14,6, 23,1 e 37,7% para as concentrações de ácido nítrico de 0, 3, e 6 mol L-1, respectivamente. Fig. 4 mostra a superfície de resposta em relação aos parâmetros de digestão. A 350 W, o tempo necessário para pré-tratar as amostras de peixe foi de 8 min, um valor aceitável recuperação de 113% sendo obtidos quando 6 mol L-1 HNO3 foi usado. Deve salientar-se que as concentrações mais elevadas de ácido não foram utilizadas a fim de evitar eventuais danos de algumas partes do sistema de digestão, bem como o comutador do injector. No programa de forno micro-ondas (Tabela 3), três passos sem acção de microondas, intercalados com outros passos, eram necessárias para manter a amostra no interior do forno, devido a formação de gás durante a digestão de microondas.

Nenhum efeito de memória foi observado através da digestão de uma solução em branco depois de uma amostra de peixe.

Características analíticas

A gama linear (r = 0,999, n = 7) entre 2,5 e 25,0 mg L-1 Pb foi obtido utilizando as condições de fluxo optimizadas na fig. 1 e o programa de forno mostrada na Tabela 2. O limite de detecção de 0,72 ug Pb L-1, e a massa característica de 29,8 pg 0,0044 s-1, foram calculados utilizando uma 10 mg L-1 Pb solução padrão de acordo com a IUPAC recommendation36. A precisão foi estimada por análise de amostras de peixe (Sarrassalmus sp.). Repetibilidade de 10,5% (n = 20) e reprodutibilidade de 14,3% (n = 10) foram calculados.

O efeito das concomitantes foi avaliada através da análise das variações nas respostas analíticas de uma solução a 10 mg L-1 padrão na ausência e na presença de alguns elementos (Tabela 4). As medições foram efectuadas em triplicado, e os resultados mostraram que o chumbo pode ser determinada de uma matriz de composição química similar. Um sinal de diferença máxima de ± 10% foi atribuída às incertezas inerentes ao método.

Análise dos peixes

A precisão do método proposto foi avaliada por análise de material homogeneizado de peixe (concentração de chumbo certificada, 0,58 mg g-1) e comparando-a com a digestão procedure37 de amostras de peixes usando ácidos nítrico e perclórico. A média de cinco determinações consecutivas em porções individuais de teste foi de 0,57 ± 0,03 mg g-1. Os resultados obtidos com o proposto sistema on-line de microondas digestão são resumidos na Tabela 5. Ao aplicar o teste t, ambos os conjuntos de resultados foram semelhantes a um nível de confiança de 95%, indicando a exactidão da proposta na linha de método de digestão da pasta.

Conclusões

A decomposição de microondas proposto on-line permite rápida peixe suspensão de pré-tratamento, o tempo total para a preparação e análise da amostra não superior a 25 min. Não existem problemas associados com a pressão elevada foram observadas através da recolha da amostra digerida peixe num copo aberto amostrador automático. O sistema proposto pode ser aplicado a outras amostras da composição química similar ou menos complexa.