Estrat??gias para determina????o direta de elementos qu??micos em amostras de macroalgas marinhas por t??cnicas espectroanal??ticas

Este trabalho, desenvolvido no Grupo de Pesquisa em Qu??mica Anal??tica da UFBA, se encontra dentro do ??mbito da FAPESB, no projeto Avalia????o da Polui????o e Identifica????o de Processos de Recupera????o para Regi??es de Manguezais sob Influ??ncia de Atividades Industriais na Ba??a de Todos os Sa...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2015
Main Author: Brito, Geysa Barreto
Orientador/a: Korn, Maria das Gra??as Andrade
Co-orientador/a: N??brega, Joaquim de Ara??jo
Banca: Teixeira, Leonardo Sena Gomes, Ferreira, Sergio Luis Costa, Pereira Filho, Edenir Rodrigues, Queiroz, Ant??nio Fernando de Souza
Format: Tese
Language:por
Published: Instituto de Qu??mica
Programa: Programa de P??s Gradua????o em Qu??mica
Assuntos em Português:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/19131
Resumo Português:Este trabalho, desenvolvido no Grupo de Pesquisa em Qu??mica Anal??tica da UFBA, se encontra dentro do ??mbito da FAPESB, no projeto Avalia????o da Polui????o e Identifica????o de Processos de Recupera????o para Regi??es de Manguezais sob Influ??ncia de Atividades Industriais na Ba??a de Todos os Santos, e teve por objetivo o estudo e desenvolvimento de dois m??todos para determina????o direta de elementos qu??micos em macroalgas marinhas. Esses organismos est??o sendo utilizadas com ??xito no monitoramento da qualidade ambiental e na biorremedia????o de contamina????o aqu??tica. Al??m disso, possuem elevado valor nutricional e grande potencial na fabrica????o de biocombust??veis. Diante de sua import??ncia ambiental, nutricional e energ??tica, o estudo de sua composi????o mineral ?? importante para avalia????o de potenciais aplica????es e consequ??ncias. Muitos trabalhos t??m sido desenvolvidos visando a determina????o qualitativa e quantitativa de elementos qu??micos, em concentra????es macro, micro e tra??o nas macroalgas, por??m poucos s??o os trabalhos descritos na literatura usando m??todos diretos de an??lise. A aplica????o de m??todos de an??lise direta de amostras s??lidas ?? uma alternativa vi??vel para diminui????o de custos, consumo de reagentes, tempo de an??lise, gera????o de res??duos, al??m de minimizar a manipula????o da amostra, evitando perdas de analitos e contamina????o. As t??cnicas de fluoresc??ncia de raios X por energia dispersiva (EDXRF) e espectroscopia de emiss??o em plasma induzido por laser (LIBS) foram avaliadas para a determina????o elementar em amostras de macroalgas marinhas. A principal dificuldade dessas t??cnicas para a an??lise direta de s??lidos ?? estabelecer a estrat??gia de calibra????o externa, pois amostras s??lidas podem ser heterog??neas, apresentar superf??cies pouco uniformes, aliadas ?? falta de padr??es compat??veis com as matrizes estudadas. Esses fatores acabam interferindo na exatid??o, precis??o e confiabilidade do m??todo. Por isso, alternativas de calibra????o com uso de amostras de mesma matriz e an??lise multivariada foram aplicadas. Para verifica????o da efici??ncia das estrat??gias propostas, um m??todo validado a partir de decomposi????o ??cida de amostra assistida por radia????o micro-ondas com determina????o por espectrometria de emiss??o ??ptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES) foi utilizado para compara????o de resultados, al??m do uso de sete materiais de refer??ncia certificados (CRMs) de diferentes materiais vegetais. A EDXRF possibilitou a determina????o de Ca, K e Mg. Os valores de r2 dos modelos de calibra????o, precis??o (%) para n=10, LOQ (??g g-1) e faixa de recupera????o (%) em diferentes CRMs foram para: Ca (0,9233, 2,07, 109,5 e 85,0-89,3), K (0,9964, 3,82, 207,0 e 126,6-129,6) e Mg (0,9432, 4,07, 195,6 e 92,7-115,4). Por outro lado, LIBS, com uso de regress??o multivariada por PLS (regress??o por m??nimos quadrados parciais) gerou modelos de valida????o com dados de n??mero de vari??veis, vari??veis latentes (VLs), erro m??dio da valida????o cruzada (RMSECV, em ??g g-1), r2 e faixa recupera????o (%) para os CRMs de: 55, 3, 9094, 0,9174 e 124-134 (Ca); 75, 1, 4264, 0,9626 e 84-90,7 (K); 235, 1, 1315, 0,5299 e 60-4953 (Mg); e 180, 2, 2580, 0,9781 e <LQ-87,1 (Na). Com estes dados, LIBS apresentou boas previs??es para Ca e K, necessitando de um melhor ajuste para Na e Mg.
This work, developed in Analytical Chemistry Research Group from UFBA, is within the scope of FAPESB, in the Assessment of Pollution and Recovery Process Identification for Mangrove Regions under the Influence of Industrial Activities in the All Saints Bay project, with the objective to study and development of two methods for direct determination of chemical elements in marine macroalgae. These organisms are being successfully used for monitoring the quality of an environment and for bioremediation of aquatic contamination. Macroalgae are also known by their nutritional value and great potential for production of biofuels. The determination of mineral composition of macroalgae is relevant taking into account their relevant applications and potential consequences. Several studies have shown the determination of macro, micro, and trace elements in macroalgae, but few studies were dedicated to their direct analysis. The application of direct solid analysis is an attractive alternative to decrease costs, consumption of reagents, sample throughput, and generation of residues. Direct solid analysis also avoids analyte losses and contamination. In the work here described, energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF) and laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) were studied for elemental analysis of marine macroalgae. The main difficulty for both techniques for direct analysis of solids is the strategy for calibration, because solid samples may be heterogeneous, may have an irregular surface, and frequently there are no solid standards available considering sample matrices. These factors may affect negatively the accuracy, precision and reliability of the method. We investigated calibration strategies based on the use of same matrix and multivariate analysis. In a parallel procedure applied for comparison purposes, macroalgae samples were microwave- assisted acid digested and elemental analysis was performed by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) beyond the use of seven Certified Reference Materials (CRMs) of different plant materials. It was demonstrated that EDXRF led to accurate determination of Ca, K and Mg. The r2 for the calibration models, accuracy (%) for n = 10, LOQ (??g g-1) and recovery ranges (%) at different CRMs values were to: Ca (0.9233, 2.07, 109.5 and 85.0 to 89.3), K (0.9964, 3.82, 207.0 and 126.6 to 129.6) and Mg (0.9432, 4.07, 195.6 and 92.7 to 115.4). Furthermore, LIBS, using PLS (partial least squares regression) generated validation???s models with data for number of variable, latent variables (VLs), mean error of cross validation (RMSECV in ??g g-1), r2 and range recovery (%) for CRMs of: 55, 3, 9094, 0.9174 and 124 to 134 (Ca); 75, 1, 4264, 0.9626 and 84 to 90.7 (K); 235, 1, 1315, 0.5299 and 60 to 4953 (Mg); and 180, 2, 2580, 0.9781 and <LQ to 87.1 (Na). With this data, LIBS had good forecasts for Ca and K, requiring a better adjustment for Na and Mg.