ÁREA: Ambiental
TÍTULO: EMPREGO DA ESPECTROSCOPIA DE FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X PARA DETERMINAÇÃO DE BAIXAS CONCENTRAÇÕES DE METAIS EM SEDIMENTOS
AUTORES: MARTINS, I.S.B. (UFRN) ; MELO,J.V. (UFRN) ; LIMA,R.F.S (UFRN)
RESUMO: A Espectrometria por Fluorescência de Raios X (EFRX) é uma ferramenta dinâmica e extremamente útil para a determinação quantitativa, semi-quantitativa e qualitativa da presença de elementos em uma ampla variedade de amostras. No entanto, esta técnica não é muito aplicada na análise de metais pesados no ambiente devido às baixas concentrações destas espécies. Este estudo visa desenvolver uma metodologia, através de um método diferencial, para determinação de alguns metais em condições biodisponíveis em sedimentos. A soma dos resultados obtidos para o lixiviado e o resíduo no filtro, menos os valores obtidos para a pastilha prensada usada como branco, está perto dos resultados obtidos para a amostra total, com máximo erro relativo de 28%. Os resultados indicam que EFRX pode ser uma alternativa conveniente para análise quantitativa do resíduo seco do lixiviado.
PALAVRAS CHAVES: espectrometria de fluorescência de raios x, metais pesados; química analítica.
INTRODUÇÃO: Os sedimentos desempenham importante papel no esquema de poluição aquática, pois servem para detectar a presença de contaminantes que não permanecem solúveis após o seu lançamento em águas superficiais. Estes atuam como carreadores de possíveis fontes de poluição, já que os metais não são permanentemente fixados pelos sedimentos e podem ser transportados nos corpos d’água, em decorrência de mudança nas condições ambientais. As propriedades de acúmulo e de redisposição de metais nos sedimentos os qualificam com grande relevância nos estudos de impacto ambiental, pois registram em caráter mais permanente os efeitos de contaminação (Förstner et aI., 1983; Mozeto, 1996. Vários pesquisadores preferem as frações finas de partículas síltico-argilosas (< 0,063mm) para amostragem e análises, utilizando estas frações para determinar a presença de contaminantes em águas superficiais. O tratamento químico utilizado para quantificar a biodisponibilidade dos elementos traços no meio aquoso, com um tipo de ácido forte ou fraco, consiste na utilização de uma série de reagentes propostos para dissolver certas fases químicas, lixiviando esses metais associados a uma solução. O referido trabalho apresenta resultados relativos à utilização não convencional da técnica de EFRX para a análise quantitativa de Cr, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr e Pb em lixiviados obtidos a partir da extração com água régia para uma solução aquosa. As amostras utilizadas constituem a fração fina (< 0,062 mm) de sedimentos do rio Jundiaí. A preparação de pastilhas prensadas a partir do resíduo seco dos lixiviados permitiu sua análise na forma sólida utilizando o EFRX.
MATERIAL E MÉTODOS: A amostra de sedimento foi coletada no Rio Jundiaí à jusante da cidade de Macaíba. Em laboratório, foi secada a 60°C em estufa com circulação de ar por 24 horas, desagregada e peneirada. A fração fina (< 0,063 mm) foi analisada por EFRX. A partir da amostra deste estudo, foram obtidas duas alíquotas: a) uma alíquota de dez gramas, sem secagem prévia, foi pesada em béquer de 100 mL, em balança analítica de precisão; foram adicionadas 2 gramas de cera; o material foi homogeneizado e prensado (Amostra total); b) uma alíquota de dez gramas, sem secagem prévia, foi utilizada para ataque ácido forte com água régia, segundo o procedimento descrito a seguir. A amostra foi pesada em becker de 250 mL, em balança analítica de precisão, sendo adicionados 60 mL de água régia, deixando reagir a frio por 30 min. A seguir utilizou-se placa aquecedora a 80ºC por 150 minutos, utilizando um vidro de relógio. Após resfriamento, a amostra foi filtrada, lavando-se o filtro com HCl a 7,2%. Esta alíquota originou duas sub-alíquotas: o material filtrado e levado à estufa de secagem a 60ºC, foi denominado de resíduo A; o lixiviado remanescente no Becker foi seco em chapa aquecedora, permanecendo um resíduo amarelado no fundo (lixiviado B). O resíduo A seco foi misturado com 2 gramas de cera, homogeneizado e prensado; o lixiviado B seco foi misturado com 6 gramas de cera, homogeneizado e prensado. Entre as etapas de secagem, adição de cera, homogeneização da amostra e medida no EFRX, o resíduo A e o lixiviado B foram mantidos em dessecador. A prensagem do lixiviado B foi efetuada com filme de polipropileno dos dois lados da pastilha, para evitar a aderência da mesma ao molde da prensa. Uma pastilha preparada com 6 gramas de cera para leitura no EFRX foi utilizada como “branco” para o experimento.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A hipótese de trabalho é que a soma dos resultados obtidos para o lixiviado B e o resíduo A, subtraindo-se os valores obtidos para o branco (resultados em negrito na linha 7 da Figura 1), devem aproximar-se do teor obtido para os resultados na amostra total (resultados em negrito na linha 2 da Figura 1). O erro relativo para cada elemento químico é mostrado na linha 8 da Figura 1.
Os resultados analíticos deste estudo são compatíveis com os resultados obtidos por Sindern et al. (2007) para análise em amostra total dos sedimentos de mangue da mesma área, enquanto que os dados reportados para os lixiviados no presente trabalho são comparáveis aos obtidos por Guedes (2003), Guedes et.al. (2003) e Guedes et al. (2005), para sedimentos da mesma área.
Os elementos químicos Cr, Ni, Cu, Zn e Pb encontram-se em maior quantidade no lixiviado B, enquanto que os teores de Rb e Sr são maiores nos resíduo A. Este resultado encontra-se dentro do esperado, pois a mineralogia da fração fina destes sedimentos segundo Lima et al. (2006) indica que quartzo e feldspato são os principais constituintes das amostras, enquanto que o mineral de argila identificado é a caulinita. Os elementos Rb e Sr encontram-se na estrutura dos minerais essenciais constituintes da fração inorgânica dos sedimentos, principalmente em feldspato e caulinita, tendo sido parcialmente lixiviados pelo ataque ácido forte. Os elementos Cr, Ni e Pb encontram-se no resíduo A, mas os teores são consideráveis no lixiviado B, evidenciando sua maior disponibilidade para o meio aquoso.
No que se refere à técnica analítica em si, este trabalho apresenta resultados preliminares que indicam que a EFRX pode constituir uma alternativa viável para a análise de resíduos secos de lixiviados, encorajando investigações adicionais.
CONCLUSÕES: Os dados deste estudo sugerem que, no caso da digestão química parcial das frações finas de sedimentos de fundo utilizadas para estudos ambientais, a técnica de EFRX aplicada à análise de resíduos secos a partir de lixiviados com água régia pode vir a ser utilizada como uma alternativa analítica para a obtenção de dados quantitativos. A potencialidade pode estender-se para extrações simples de caráter diverso, ou ainda seqüenciais, merecendo investigações adicionais.
AGRADECIMENTOS: Á CAPES pela bolsa concedida.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Förstner, U.; Wittmann, G.T.W. 1983. Metal Pollution in the Aquatic Environment. 2 ed., Springer Verlag, Berlin, 486 p.
Guedes, J.A. 2003. Diagnóstico geoquímico-ambiental do rio Jundiaí, nas imediações da cidade de Macaíba/RN. Centro
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Guedes, J.A., Lima R.F.S., Souza, L.C. 2003. Distribuição de metais pesados em sedimentos de fundo no rio Jundiaí em
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Guedes J.A., Lima, R.F.S., Souza, L.C. 2005. Metais pesados em água do rio Jundiaí - Macaíba/RN. Revista de Geologia
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Lima, R.F.S., Guedes, J.A., Brandão, P.R.G., Souza, L.C., Petta, R.A. 2006. A Influência da Área Superficial das
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Ribeiro Figueiredo, Eduardo Mello De Capitani, Fernanda Gonçalves da Cunha. (Org.). GEOLOGIA MÉDICA
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Mozeto, A. A . O. 1996. Manejo da Qualidade da Água e da Dinâmica do Sedimento e do Particu1ado da Represa do
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Sindern, S., Lima, R.F.S., Schwarzbauer, J., Petta, R.A. 2007 Anthropogenic heavy metal signatures for the fast growing
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