Desenvolvimento de métodos espectrométricos e voltamétricos para avaliação crítica do teor de metais tóxicos presentes no cigarro e na fumaça inalada considerando-se aspectos de bioacessibilidade pulmonar
Ano de defesa: | 2021 |
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Tipo de documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-graduação em Química
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Departamento: |
ICE – Instituto de Ciências Exatas
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2021/00060 https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12677 |
Resumo: | O tabagismo, um problema de saúde pública, é uma importante fonte de exposição a metais tóxicos e afeta uma parte significativa da população mundial. A procura por dados analíticos sobre elementos tóxicos nos cigarros ainda é uma questão de interesse analítico atual, uma vez que nem todas as substâncias presentes no tabaco foram bem identificadas e também pelo seu consumo relativamente alto. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi desenvolver estratégias para caracterização do perfil de elementos-traço nas diferentes partes constituintes (filtro pré e pós-queima, tabaco, cinzas e fumaça) de cigarros comercializados ilegalmente no Brasil utilizando a espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GF AAS) e a voltametria de onda quadrada (SWV). As amostras, consideradas ilegais de acordo com o Registro de Produto Fumígeno da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), foram adquiridas no comércio local de Juiz de Fora-MG e de Conselheiro Lafaiete-MG, totalizando 12 diferentes rótulos de cigarros ilegais. Os parâmetros instrumentais para a determinação de Pb e Cr por GF AAS e Cd, Pb e Cu por SWV foram investigados. Diferentes métodos de preparo de amostras foram desenvolvidos, utilizando a digestão assistida por radiação micro-ondas. Os métodos apresentaram resultados adequados referentes à precisão (RSD<7% para o GF AAS e<11% para SWV) e à exatidão (recuperação média de 97,6% para GF AAS e 89,3% para SWV). A exatidão também foi avaliada usando uma amostra de referência de folhas de tomate (NIST SRM 1573a), que comprovou a eficiência do método (recuperações de 103% para GF AAS e 95% para SWV). Os limites de detecção de Cd, Pb e Cu por SWV foram inferiores a 1,72, 1,33 e 2,07 μg g−1 para ambas amostras, respectivamente, enquanto que para o Cr por GF AAS ficaram abaixo de 80,7 ng g-1 . Em relação aos resultados analíticos, os valores médios de cromo encontrados para as amostras analisadas variaram de 0,96 a 3,85 e de 0,32 a 0,80 μg/cigarro para tabaco e cinzas, respectivamente. Para a maioria das amostras de filtro pré-queima e pós-queima, os valores da concentração de cromo permaneceram abaixo dos limites de detecção. O conteúdo de cádmio permaneceu abaixo dos limites de detecção, enquanto os valores médios encontrados para chumbo variaram na faixa de 0,10 a 0,38 μg/cigarro (filtro pós-queima), de 0,89 a 4,85 μg/cigarro (cinzas) e de 1,76 a 9,92 μg/cigarro (tabaco). Os valores médios encontrados de cobre estavam na faixa de 0,20 a 0,83 μg/cigarro (filtro pós-queima), de 1,30 a 7,45 μg/cigarro (cinzas) e de 7,24 a 43,1 μg/cigarro (tabaco). As amostras da fumaça coletada tiveram seus níveis de Pb e Cu quantificados por SWV com concentrações médias variando de 0,12 a 0,43 e de 0,05 a 1,47 µg/cigarro de chumbo e cobre, respectivamente. A fração bioacessível desses metais na fumaça também foi estudada. Utilizou-se a solução de Gamble como líquido pulmonar simulado sendo possível quantificar apenas o cobre. A concentração média de cobre solúvel no líquido pulmonar simulado variou de 0,09 a 0,67 µg/cigarro. De modo geral, os dados indicam que o tabaco é a principal fonte de metais tóxicos em cigarros contrabandeados. Os resultados obtidos podem ser considerados elevados e preocupantes, tendo em vista o consumo exacerbado que pode desencadeiar em graves problemas de saúde aos consumidores e altas taxa de geração de resíduos (fumaça, filtros e cinzas) ocasionando também contaminações ambientais. |
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Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi desenvolver estratégias para caracterização do perfil de elementos-traço nas diferentes partes constituintes (filtro pré e pós-queima, tabaco, cinzas e fumaça) de cigarros comercializados ilegalmente no Brasil utilizando a espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GF AAS) e a voltametria de onda quadrada (SWV). As amostras, consideradas ilegais de acordo com o Registro de Produto Fumígeno da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), foram adquiridas no comércio local de Juiz de Fora-MG e de Conselheiro Lafaiete-MG, totalizando 12 diferentes rótulos de cigarros ilegais. Os parâmetros instrumentais para a determinação de Pb e Cr por GF AAS e Cd, Pb e Cu por SWV foram investigados. Diferentes métodos de preparo de amostras foram desenvolvidos, utilizando a digestão assistida por radiação micro-ondas. Os métodos apresentaram resultados adequados referentes à precisão (RSD<7% para o GF AAS e<11% para SWV) e à exatidão (recuperação média de 97,6% para GF AAS e 89,3% para SWV). A exatidão também foi avaliada usando uma amostra de referência de folhas de tomate (NIST SRM 1573a), que comprovou a eficiência do método (recuperações de 103% para GF AAS e 95% para SWV). Os limites de detecção de Cd, Pb e Cu por SWV foram inferiores a 1,72, 1,33 e 2,07 μg g−1 para ambas amostras, respectivamente, enquanto que para o Cr por GF AAS ficaram abaixo de 80,7 ng g-1 . Em relação aos resultados analíticos, os valores médios de cromo encontrados para as amostras analisadas variaram de 0,96 a 3,85 e de 0,32 a 0,80 μg/cigarro para tabaco e cinzas, respectivamente. Para a maioria das amostras de filtro pré-queima e pós-queima, os valores da concentração de cromo permaneceram abaixo dos limites de detecção. O conteúdo de cádmio permaneceu abaixo dos limites de detecção, enquanto os valores médios encontrados para chumbo variaram na faixa de 0,10 a 0,38 μg/cigarro (filtro pós-queima), de 0,89 a 4,85 μg/cigarro (cinzas) e de 1,76 a 9,92 μg/cigarro (tabaco). Os valores médios encontrados de cobre estavam na faixa de 0,20 a 0,83 μg/cigarro (filtro pós-queima), de 1,30 a 7,45 μg/cigarro (cinzas) e de 7,24 a 43,1 μg/cigarro (tabaco). As amostras da fumaça coletada tiveram seus níveis de Pb e Cu quantificados por SWV com concentrações médias variando de 0,12 a 0,43 e de 0,05 a 1,47 µg/cigarro de chumbo e cobre, respectivamente. A fração bioacessível desses metais na fumaça também foi estudada. Utilizou-se a solução de Gamble como líquido pulmonar simulado sendo possível quantificar apenas o cobre. A concentração média de cobre solúvel no líquido pulmonar simulado variou de 0,09 a 0,67 µg/cigarro. De modo geral, os dados indicam que o tabaco é a principal fonte de metais tóxicos em cigarros contrabandeados. Os resultados obtidos podem ser considerados elevados e preocupantes, tendo em vista o consumo exacerbado que pode desencadeiar em graves problemas de saúde aos consumidores e altas taxa de geração de resíduos (fumaça, filtros e cinzas) ocasionando também contaminações ambientais.Smoking is a public health problem and an important source of exposure to toxic metals that affects a significant part of the world population. The search for analytical data on toxic elements in cigarettes is still a matter of current analytical interest, since not all substances present in tobacco have been well identified and also due to their relatively high consumption. In this context, the objective of this study was to develop strategies for characterizing the profile of trace elements in the different constituent parts (pre and post-burn filter, tobacco, ash and smoke) of cigarettes illegally sold in Brazil using the graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS) and square wave voltammetry (SWV). The samples, considered illegal according to the Fumigant Product Registry of the National Health Surveillance Agency, were purchased from the local shops of Juiz de Fora-MG and Conselheiro Lafaiete-MG, totaling 12 different brands of illegal cigarettes. The instrumental parameters for the determination of Pb and Cr by GF AAS and Cd, Pb and Cu by SWV were investigated. Different sample preparation methods were developed, using microwave assisted digestion. The methods showed adequate results regarding precision (RSD <7% for GF AAS and <11% for SWV) and accuracy (average recoveries of 97.6% for GF AAS and 89.3% for SWV). Accuracy was also evaluated using a reference sample of tomato leaves (NIST SRM 1573a), which proved the efficiency of the method (recoveries of 103% for GF AAS and 95% for SWV). The detection limits were less than 1.72, 1.33 e 2.07 μg g-1 for Cd, Pb and Cu, respectively, while for Cr they were below 80.7 ng g-1 . Regarding the analytical results, the average values of chromium found for the analyzed samples ranged from 0.96 to 3.85 and from 0.32 to 0.80 μg/cigarette for tobacco and ash, respectively. For most pre-burn and post-burn filter samples, the chromium concentration values remained below the detection limits. The cadmium content remained below the detection limits, while the average values found for lead ranged from 0.10 to 0.38 μg/cigarette (post-burn filter), from 0.89 to 4.85 μg/cigarette (ash) and from 1.76 to 9.92 μg/cigarette (tobacco). The average values found for copper were in the range of 0.20 to 0.83 μg/cigarette (post-burn filter), from 1.30 to 7.45 μg/cigarette (ash) and from 7.24 to 43.1 μg/cigarette (tobacco). The smoke samples collected had their Pb and Cu levels quantified by SWV with average concentrations ranging from 0.12 to 0.43 and from 0.05 to 1.47 µg/cigarette for lead and copper, respectively. The bioaccessible fraction of these metals in smoke was also studied. Gamble's solution was used as a simulated pulmonary fluid, being possible to quantify only copper. The average concentration of copper soluble in the simulated lung fluid ranged from 0.09 to 0.67 µg/cigarette. In general, the data indicate that tobacco is the main source of toxic metals in smuggled cigarettes. The results obtained can be considered high and worrying, in view of the exacerbated consumption that triggers serious health problems for consumers and high rate of waste generation (smoke, filters and ashes) causing also environmental contamination.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em QuímicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICACigarroEspectrometria de absorção atômica com forno de grafiteVoltametria de onda quadradaCromoCádmioChumboCobreBioacessibilidadeSolução de GambleCigaretteGraphite furnace atomic absorption spectrometrySquare wave voltammetryChromiumCadmiumLeadCopperBioaccessibilityGamble solutionDesenvolvimento de métodos espectrométricos e voltamétricos para avaliação crítica do teor de metais tóxicos presentes no cigarro e na fumaça inalada considerando-se aspectos de bioacessibilidade pulmonarinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12677/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12677/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53ORIGINALthallespedrosalisboa.pdfthallespedrosalisboa.pdfPDF/Aapplication/pdf3360760https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12677/1/thallespedrosalisboa.pdfd11920b861ec7f5a398491c699a994bbMD51TEXTthallespedrosalisboa.pdf.txtthallespedrosalisboa.pdf.txtExtracted texttext/plain256335https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12677/4/thallespedrosalisboa.pdf.txte52a69fb6b41148e7ad00a6d54e119aaMD54THUMBNAILthallespedrosalisboa.pdf.jpgthallespedrosalisboa.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1226https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12677/5/thallespedrosalisboa.pdf.jpge2d9fb68523ffc602db27d3f95bbac40MD55ufjf/126772021-09-27 20:57:08.977oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2021-09-27T23:57:08Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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O tabagismo, um problema de saúde pública, é uma importante fonte de exposição a metais tóxicos e afeta uma parte significativa da população mundial. A procura por dados analíticos sobre elementos tóxicos nos cigarros ainda é uma questão de interesse analítico atual, uma vez que nem todas as substâncias presentes no tabaco foram bem identificadas e também pelo seu consumo relativamente alto. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi desenvolver estratégias para caracterização do perfil de elementos-traço nas diferentes partes constituintes (filtro pré e pós-queima, tabaco, cinzas e fumaça) de cigarros comercializados ilegalmente no Brasil utilizando a espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GF AAS) e a voltametria de onda quadrada (SWV). As amostras, consideradas ilegais de acordo com o Registro de Produto Fumígeno da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), foram adquiridas no comércio local de Juiz de Fora-MG e de Conselheiro Lafaiete-MG, totalizando 12 diferentes rótulos de cigarros ilegais. Os parâmetros instrumentais para a determinação de Pb e Cr por GF AAS e Cd, Pb e Cu por SWV foram investigados. Diferentes métodos de preparo de amostras foram desenvolvidos, utilizando a digestão assistida por radiação micro-ondas. Os métodos apresentaram resultados adequados referentes à precisão (RSD<7% para o GF AAS e<11% para SWV) e à exatidão (recuperação média de 97,6% para GF AAS e 89,3% para SWV). A exatidão também foi avaliada usando uma amostra de referência de folhas de tomate (NIST SRM 1573a), que comprovou a eficiência do método (recuperações de 103% para GF AAS e 95% para SWV). Os limites de detecção de Cd, Pb e Cu por SWV foram inferiores a 1,72, 1,33 e 2,07 μg g−1 para ambas amostras, respectivamente, enquanto que para o Cr por GF AAS ficaram abaixo de 80,7 ng g-1 . Em relação aos resultados analíticos, os valores médios de cromo encontrados para as amostras analisadas variaram de 0,96 a 3,85 e de 0,32 a 0,80 μg/cigarro para tabaco e cinzas, respectivamente. Para a maioria das amostras de filtro pré-queima e pós-queima, os valores da concentração de cromo permaneceram abaixo dos limites de detecção. O conteúdo de cádmio permaneceu abaixo dos limites de detecção, enquanto os valores médios encontrados para chumbo variaram na faixa de 0,10 a 0,38 μg/cigarro (filtro pós-queima), de 0,89 a 4,85 μg/cigarro (cinzas) e de 1,76 a 9,92 μg/cigarro (tabaco). Os valores médios encontrados de cobre estavam na faixa de 0,20 a 0,83 μg/cigarro (filtro pós-queima), de 1,30 a 7,45 μg/cigarro (cinzas) e de 7,24 a 43,1 μg/cigarro (tabaco). As amostras da fumaça coletada tiveram seus níveis de Pb e Cu quantificados por SWV com concentrações médias variando de 0,12 a 0,43 e de 0,05 a 1,47 µg/cigarro de chumbo e cobre, respectivamente. A fração bioacessível desses metais na fumaça também foi estudada. Utilizou-se a solução de Gamble como líquido pulmonar simulado sendo possível quantificar apenas o cobre. A concentração média de cobre solúvel no líquido pulmonar simulado variou de 0,09 a 0,67 µg/cigarro. De modo geral, os dados indicam que o tabaco é a principal fonte de metais tóxicos em cigarros contrabandeados. Os resultados obtidos podem ser considerados elevados e preocupantes, tendo em vista o consumo exacerbado que pode desencadeiar em graves problemas de saúde aos consumidores e altas taxa de geração de resíduos (fumaça, filtros e cinzas) ocasionando também contaminações ambientais. |
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