Separação e pré-concentração on-line para especiação de Hg em chorume por FI-CVG AAS

In Brazil, the urban solid wastes are usually discharged on landfill sites that are percolated by rainwater. This water leaches the wastes producing an effluent that is characterized by high concentration of organic matter, salts, suspended particulates and heavy metals. Mercury is one of the metals...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2005
Main Author: Flores, éder Lisandro de Moraes lattes
Orientador/a: Dressler, Valderi Luiz lattes
Banca: Mortari, Sergio Roberto lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Santa Maria
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Química
Assuntos em Português:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufsm.br/handle/1/10379
Citação:FLORES, éder Lisandro de Moraes. Separação e pré-concentração on-line para especiação de Hg em chorume por FI-CVG AAS. 2005. 97 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2005.
Resumo Português:No Brasil, os lixões constituem a principal forma de disposição de resíduos sólidos urbanos. A percolação da água da chuva através do lixo e a sua fração aquosa inerente constituem o chorume, um efluente caracterizado por elevada concentração de matéria orgânica (dissolvida e coloidal), alta salinidade, sólidos supensos e presença de metais pesados. A análise de especiação de Hg em chorume é complexa em virtude das características da matriz envolvida e pelo fato das concentrações das principais espécies de Hg (Hg2+ inorgânico, Hginorg, e na forma orgânica, metilmercúrio, MeHg) estarem na ordem de ng L-1. Neste trabalho, foi proposto o desenvolvimento de um método para a especiação de Hg em chorume, envolvendo a separação, pré-concentração e detecção das espécies de Hg com um sistema de injeção em fluxo acoplado a um espectrômetro de absorção atômica com geração química de vapor (FI-CVG AAS). A amostra foi centrifugada a 15000 rpm por 10 min para separação do material particulado. O sobrenadante foi filtrado a 0,45 μm, acidificado com HCl a 1,0 mol L-1 e então processado em uma coluna (l = 1,0 cm, i.d. = 3 mm) preenchida com 30 mg de resina de troca aniônica (Dowex 1-X8, 200-400 mesh), na qual somente o Hginorg é retido, na forma de um cloro-complexo aniônico, [HgCl4]2-. O MeHg, não sendo retido pela resina, reage com NaBH4 a 0,1% (m/v) e é convertido ao seu respectivo hidreto (MeHgH), o qual é préconcentrado por amalgamação em uma coluna preenchida com uma tela de Au/Pt (l = 1 cm, i.d. = 3 mm). O Hginorg é removido da coluna através de eluição redutiva, sendo reduzido a Hg0 diretamente na resina com uma mistura de NaBH4 e HCl e carregado até a cela de quartzo com argônio. O Hg amalgamado (MeHgH) foi dessorvido termicamente da tela de ouro com uma lâmpada halógena à temperatura de cerca de 500 °C, sendo carregado até a cela de quartzo com argônio. Dessa forma, é possível a detecção individual das espécies de Hg, sendo obtido um sinal analítico para cada espécie. O sedimento obtido após a centrifugação foi submetido a um processo de extração com HCl 6 mol L-1 e irradiação de microondas (3 min a 60 W). Com o ajuste dessas condições, obteve-se uma faixa de trabalho de 50 a 2000 ng L-1 para Hginorg e MeHg, com LD de 12 e 9 ng L-1 (1 min de préconcentração a 10 mL min-1), respectivamente. As recuperações dos testes de adição de 10 ng de Hg, como Hginorg e MeHg, variaram de 97 a 106%. O sistema FI-CVG AAS é caracterizado pela fácil implementação (uso de apenas quatro válvulas) e simplicidade (eluição redutiva), usando apenas HCl e NaBH4 como reagentes. Portanto, o método proposto é adequado para a análise de especiação de Hg em chorume, com boa exatidão, precisão (RSD < 4%) e robustez, apesar da grande complexidade da matriz da amostra.
Resumo inglês:In Brazil, the urban solid wastes are usually discharged on landfill sites that are percolated by rainwater. This water leaches the wastes producing an effluent that is characterized by high concentration of organic matter, salts, suspended particulates and heavy metals. Mercury is one of the metals that is frequently present in different chemical forms which is an environmental concern. Since some mercury species, mainly Hg2+ (Hginorg) and CH3Hg+ (Hgorg.), are more toxic than others, the Hg speciation in the waste leaching is very important. This analysis may be a difficult task due to low analyte concentration and high matrix complexity. In this work it is proposed a new method for Hg speciation in urban waste leachate by using a flow injection (FI) system for chemical vapor generation (CVG) and detection by atomic absorption spectrometry (AAS). The sample was centrifuged at 15,000 rpm for 10 min for separating the particulates. The supernatant was filtered at 0.45 μm, acidified up to 1 mol L-1 HCl and then passed through a column (l = 10 mm and i.d. = 3 mm) filled with anion exchange resin (Dowex 1-X8, 200-400 mesh) in order to retain only the Hginorg. Just at the column outlet the MeHg, which is not retained by the resin, is converted to volatile MeHgH by reaction with 0.1% (m/v) NaBH4 and the MeHgH is subsequently pre-concentrated by amalgamation on a gold gauze (l = 10 mm and i.d. = 3 mm). Initially, the Hginorg that is retained on the resin is removed by reductive elution with 0.1% (m/v) NaBH4 and 1 mol L-1 HCl and the resultant Hgo is carried by argon to the quartz cell of the AAS spectrometer. In a second step, the MeHgH is thermodesorbed from the Au net by irradiation with a halogen lamp (~500 °C) and the Hgo is also carried by argon to the quartz cell. In this way, is possible the individual detection of the Hg species. The Hg in the solid fraction attained after centrifugation was acid extracted with 6 mol L-1 HCl and microwave irradiation (3 min at 60 W) and then centrifuged once more. The supernatant was separated and submitted to the same procedure described above. With the proposed method it is possible to obtain calibration curves ranging from 50 to 1500 ng L-1 of Hg (as Hg2+ or CH3Hg+). Limits of detection (3s) of 12 ng L-1 of Hg (as Hg 2+) and 9 ng L-1 of Hg (as CH3Hg+) by processing 10 mL of sample were achieved. The recoveries of Hg2+ and CH3Hg+ in the samples spiked with this species were quantitative (97 - 106%) and the relative standard deviation (RSD) was lower than 4% (n = 5).