ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: APLICAÇÃO DE OTIMIZAÇÃO MULTIVARIADA PARA DETERMINAÇÃO DE MANGANÊS EM AMOSTRAS DE PEIXE UTILIZANDO ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA COM ATOMIZAÇÃO ELETROTÉRMICA
AUTORES: PEREIRA, L. A. (UFMG) ; BORGES NETO, W. (UFMG) ; BORGES, S. S. O. (UFMG) ; WINDMOELLER, C. C. (UFMG) ; CASTRO, M. C. R. (COPASA) ; SILVA, J. B. B. (UFMG)
RESUMO: Propõe-se neste estudo metodologia para determinar Mn em peixes por ET AAS utilizando modificadores. A escolha dos modificadores (W, Rh, Ir, Ru, Zr e não uso) foi feita por otimização univariada, sendo escolhidos W e Ir. Através de um planejamento composto central (CCD) foi possível otimizar as condições analíticas obtendo como resultado as temperaturas de pirólise e atomização de 1600 ºC e 2600 ºC e tempo de pirólise de 41 s. A curva de calibração aquosa apresentou ótima linearidade (r2 > 0,995) e bons resultados de repetibilidade com valores de RSD < 8%. Estudos de avaliação da exatidão foram conduzidos com material certificado (TORT 2) para Mn e os resultados alcançados foram satisfatórios.
PALAVRAS CHAVES: et aas, peixes, planejamento composto central
INTRODUÇÃO: Problemas relacionados à contaminação do ambiente por metais são freqüentes. Por causa de fontes naturais e principalmente por atividades antropogênicas o aporte destes contaminantes tem aumentado consideravelmente. O Mn, que apesar de apresentar essencialidade para o ser humano, pode causar efeitos negativos, estando associado a algumas disfunções como problemas nos pulmões (AZEVEDO et al., 2003). Uma importante fonte de ingresso do Mn no organismo humano é a ingestão de alimentos contaminados. Os peixes constituem uma importante parcela da dieta alimentar de algumas populações e podem apresentar o metal em níveis acima dos considerados normais. A OMS recomenda ingestão diária, através da alimentação, menor que 5,0 mg/dia. Diante deste quadro torna-se necessário o desenvolvimento de metodologias seguras, exatas e precisas que possam ser aplicadas no monitoramento da concentração deste metal em peixes disponíveis para a dieta humana. Dentre as técnicas analíticas empregadas na determinação de metais em níveis traço como por exemplo, ICP-OES, FAAS, ICP-MS e ET AAS, a última tem assegurado lugar de destaque pela rapidez, custo reduzido, bons limites de detecção e em diversos casos pela dispensa de preparo da amostra. No presente estudo utilizou-se ET AAS com forno de grafite modificado permanentemente. Está técnica tem se mostrado mais eficaz que a utilização da modificação química convencional como demonstrado em trabalhos anteriores (BURGER et al., 2005). Um método eficiente para otimização das condições de análise foi a aplicação de otimização multivariada baseada nos planejamentos fatoriais e composto central. A utilização de métodos quimiométricos com essa finalidade já foi aplicada com sucesso em estudos anteriores da área de ET AAS (CASSELA et al. 2002).
MATERIAL E MÉTODOS: Os experimentos foram realizados na Divisão de Pesquisa, Controle e Qualidade da Água e Esgoto no Laboratório de Águas Tratadas e Poços (Setor Físico-Químico) da COPASA, e nos Laboratórios do Grupo de Espectrometria Atômica e Preparo de Amostra (GEAPA) do Departamento de Química da UFMG.
Os estudos foram conduzidos em um espectrômetro de absorção atômica da GBC (modelo AVANTA 909) equipado com um forno de grafite e um amostrador automático (PAL 300) e com corretor de fundo por lâmpada de deutério. Foram usados uma lâmpada de cátodo oco da Photron (corrente de 5,0 mA; λ = 279,3 nm; fenda = 0,2 nm), tubos de grafite recobertos com grafite pirolítico da GBC, uma solução estoque de Mn da Vetec e água purificada produzida no próprio laboratório através de um sistema de osmose reversa Milli-Q. As soluções padrões (1000 μg L-1) dos elementos utilizados como modificadores, W, Zr, Rh, Ir e Ru foram obtidas junto à Fluka.
Os tubos de grafite pirolítico foram revestidos com 500 μg L-1 de cada substância utilizada como modificador por tratamento térmico com 10 injeções sucessivas de 50 μL da solução estoque de cada um dos reagentes em tubos separados. Tal metodologia é baseada em estudos anteriores (SILVA et al., 1998). O programa de forno utilizado neste procedimento é apresentado na tabela 1. Na determinação do analito constantes de estudo foi feita a injeção de 20 mL das amostras e soluções padrões. O limite de detecção (LD μg L-1) foi calculado usando a equação LD = 3×SBL/b, onde SBL foi o desvio padrão de 10 medidas do branco (ácido nítrico 0,5 % v/v) e b a inclinação da curva de calibração.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os peixes da espécie tilápia (Tilapia Nilótica) foram coletados da Lagoa da Pampulha localizado em Belo Horizonte. As amostras foram limpas (separação de pele e vísceras). O músculo foi homogeneizado. 200 mg da amostra adicionado de 500 μL de hidrσxido de tetrametil amônia. A mistura solubilizada em banho-maria por 15 minutos e completada para 10 mL. A escolha dos modificadores foi feita nas condições recomendadas pelo fabricante. Foram considerados como os dois melhores modificadores o Zr e o W. Estes modificadores se somaram a outros fatores como as temperaturas de pirólise e atomização e o tempo de pirólise para avaliação de sua significânica por um planejamento fatorial. Foram considerados como fatores significativos, a temperatura de atomização e o tempo de pirólise que foram utilizados na construção de um planejamento composto central. A temperatura de pirólise foi fixada em 1600 ºC e o modificador W. A superfície de resposta gerada no software Statistica 6.0 mostrou que há uma tendência de máximo para a temperatura de atomização e o melhor tempo de pirólise foi igual a 41 s. Devido às limitações da técnica de ET AAS não se pode trabalhar com temperaturas de atomização maiores que 2700 ºC, sendo assim fixou-se esta para o trabalho. Para avaliação da exatidão da metodologia proposta utilizou-se material certificado, TORT-2 do NRCC. Através dos resultados apresentados na tabela 1 observou que a exatidão da metodologia proposta é satisfatória, com valor de recuperação maior que 80%. Não houve influência da matriz na determinação, o que foi detectado por curva por adição de padrão.
CONCLUSÕES: Conclui-se que a metodologia desenvolvida para determinação de Mn em peixes é eficiente e se presta aos objetivos estabelecidos. A estratégia de preparo de amostra se apresentou adequada possibilitando a eliminação de efeito da matriz permitindo a determinação do analito por curva de calibração aquosa. A utilização de métodos quimiométricos para otimização das condições analíticas foi significativa abordando um sistema complexo com um número de experimentos menores que os procedimentos convencionais. Os limites de detecção (0,045 μg g-1) e de quantificação (0,15 μg g-1) foram satisfatórios.
AGRADECIMENTOS: A COPASA pelo suporte material, ao CNPq e FAPEMIG pelo apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AZEVEDO, F. A.; CHASIN, A. A. MATTA. 2003 Metais: Gerenciamento da Toxicidade. Editora Ateneu, São Paulo.
BURGER, J.; GOCHFELD, M. 2005 Heavy metals in commercial fish in New Jersey. Environmental Research, 99: 403–412.
CASSELLA, R. J.; SANT’ANA, O. D.; SANTELLI, R. E. 2002. Determination of arsenic in petroleum refinery streams by electrothermal atomic absorption spectrometry after multivariate optimization based on Doehlert design. Spectrochimica Acta Part B, 57: 1967–1978.
SILVA, J. B. B.; GIACOMELLI, M.B.O., SOUZA, I.G.; CURTIUS, A. 1988. Iridium and rhodium as permanent chemical modifiers for the determination of Ag, As, Bi, Cd and Sb by electrothermal atomic absorption spectrometry. Microchem. Journal, 60: 249–257.
