ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Química Analítica
Autores
Conci, E. (UPF) ; Mistura, C.M. (UPF)
Resumo
Íons metálicos de ferro e manganês são constituintes naturais de solos e rochas e podem ser facilmente encontrados em águas naturais. A aplicação de metodologias analíticas confiáveis é indispensável para determinação desses íons metálicos. O objetivo do estudo foi a validação de metodologias analíticas que fazem uso de kits rápidos (KR) por espectrofotometria UV/VIS para realizar as determinações dos íons de ferro e manganês total em amostras de água como uma ferramenta essencial para confirmar a adequação destes métodos analíticos e, comparação da precisão com métodos instrumentais que fazem uso de Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente – ICP-OES. Os métodos utilizados na rotina do laboratório foram considerados adequados.
Palavras chaves
íons ferro; íons manganês; validação
Introdução
A presença de íons metálicos que ocorrem em mananciais subterrâneos, como ferro e manganês, pode ser atribuída à dissolução de rochas e minerais, na forma de óxidos, sulfetos, carbonatos e silicatos. Dependendo de sua concentração, podem causar alterações nas características organolépticas da água, além de prejuízos industriais e domésticos por causar manchas amareladas em seus produtos e até obstruções de canalizações nos casos mais severos. Popularmente os métodos para determinação de íons ferro e manganês em amostras de águas, aceitos pelo Instituto Nacional de Metrologia – INMETRO são aqueles recomendados pelo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Este descreve tanto a técnica de ICP-OES quanto a espectrofotometria UV/VIS, devido aos limites de detecção (LOD, do inglês: Limited of Detection) e a sensibilidade para ambos os métodos são similares e adequados para análises de águas naturais e tratadas, segundo a American Public Health Association (APHA, 2012). Neste contexto, análises de controles de rotina devem ser realizadas em laboratórios que disponham de critérios objetivos para demonstrar, que as condições dos ensaios realizados são aceitáveis e demonstram a comparabilidade, rastreabilidade e confiabilidade dos resultados obtidos. Este trabalho buscou a comprovação da confiabilidade do uso de KR empregados nas análises de quantificação dos íons ferro e manganês em águas realizando a validação dos métodos que fazem uso de espectrofotometria e, posterior comparação destes métodos com a técnica instrumental de ICP-OES.
Material e métodos
A validação de uma metodologia analítica é uma das etapas básicas em sistemas de qualidade que visa assegurar que o método utilizado seja adequado ao que se propõe identificar ou quantificar e a diminuição e/ou controle de fatores que podem gerar imprecisão de dados gerados.,O desempenho das metodologias analíticas foram testadas quanto aos seguintes parâmetros: Seletividade, Faixa Linear de Trabalho, Linearidade, Limite de Quantificação (LQ), Exatidão e Precisão.Os experimentos foram realizados no Laboratório Genética Tecnologia Analítica, empregando-se metodologias analíticas de KR em espectrofotômetro UV/VIS DR 5000, ambos da HACH®. Utilizaram-se soluções padrão (padrões secundários) de concentrações conhecidas de íons ferro e manganês produzidas internamente, sendo realizadas fortificações de brancos (spike) e fortificação de amostras de águas naturais. Para a comparação da precisão entre métodos, utilizou-se um ICPES 9000, Shimadzu®. Os parâmetros da validação foram avaliados com os testes e os números de replicatas de acordo com as recomendações do INMETRO (2005). Para avaliar os resultados foram aplicados os testes: Grubbs, para valores aberrantes; F (Snedecor), para homogeneidade de variâncias; e t (Student) para comparação das médias; teste F; Avaliação da dispersão das medidas, para variância ao longo da curva; Regressão Linear e Gráfico dos Resíduos.Os LQs adotados neste estudo foram os definidos pelo fabricante dos KR após a confirmação dos mesmos através do uso de soluções padrão de referência.
Resultado e discussão
De acordo com os resultados (Figura 1 - Tabela 1) os valores de Fcalc foram menores que Ftab para ambos parâmetros, as variâncias foram estatisticamente iguais, a matriz não afetou o sinal do analito ou não teve um efeito importante sobre a precisão do método na faixa de concentração em estudo. Os resultados de
tcalc foram menores que ttab indicando que as médias são estatisticamente iguais, isto é, a matriz não tem um efeito significativo sobre o resultado do ensaio.Na avaliação da dispersão das medidas, os resultados do Teste de Cochran apresentaram Ccalc menor que Ctab, o que indica uma condição de homocedasticidade, ou seja, as variâncias ao longo da curva apresentaram-se uniformes e, isso pode ser confirmado, também, pela aleatoriedade obtida no gráfico dos resíduos (Figura 2), o que indica um sistema livre de tendências.Os coeficientes de correlação obtidos nos dois estudos foram maiores que 0,999, atendendo o recomendado. O coeficiente de variação, para ambos os métodos, está compreendido no intervalo de aceitação de acordo com a respectiva concentração do analito. De acordo com a Tabela 2 (Figura 1), os resultados obtidos, na avaliação da exatidão e precisão, o teste F demonstraram Fcalc menor que Ftab,
as variâncias nas duas condições foram estatisticamente iguais e, os resultados obtidos no teste t demonstraram tcalc menor que ttab, as médias nas duas condições avaliadas foram estatisticamente iguais. Nas comparações realizadas não há evidência de erro sistemático, as diferenças entre as médias não foram significativas no nível de confiança de 95%. Outros resultados podem ser observados nas Tabelas 1 e 2 na Figura 1 (INMETRO, 2005; ANVISA, 2003).
Tabelas 1 e 2 relativas aos parâmetros estatísticos da validação.
Gráficos de regressão linear e resíduos para os métodos de análise de íons ferro e manganês respectivamente.
Conclusões
A validação analítica comprovou a adequação das metodologias adotadas para quantificar íons ferro e manganês em amostras de água por espectrofotometria UV/VIS. Os testes foram efetuados de modo a abranger a faixa de concentração na qual se pretende aplicar os métodos de determinação e, concluindo o estudo pode-se evidenciar que os métodos de determinação dos íons ferro e manganês para água apresentam-se adequados. Os métodos possuem habilidade em produzir resultados que sejam diretamente proporcionais à concentração do analito em amostras, 0,2 a 2,0 e 0,006 a 0,700 mg/L, respectivamente.
Agradecimentos
Referências
MACIEL, N. M. Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Campinas, Brasil. 1999.
APHA. American Public Health Association; American Water Work Association (AWWA); Water Environment Federation (WEF). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Rodger B. BAIRD, Andrew D. CLESCERI; Amer Public Health Assn: Washington, 22 ed. 2012.
RIBANI, M. et al. Validação em Métodos Cromatográficos e Eletroforéticos. Quim. Nova. 2004, 27, 771.
INMETRO. Instituto Nacional de Metrologia. ABNT NBR ISO/IEC 17025 - Requisitos Gerais para a Competência de Laboratórios de Ensaio e Calibração. Revisão 02. 2005.
ANVISA. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Guia para Validação de Métodos Analíticos. Resolução RE nº 899, de 29 de maio de 2003.
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