Desenvolvimento de métodos para análise de tortas de oleaginosas por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado e fluorescência de raios X por reflexão total

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Luciene Vertello de Resende
Orientador(a): Clesia Cristina Nascentes
Banca de defesa: Leticia Malta Costa, Paulo Jorge Sanches Barbeira, Pedro Vitoriano de Oliveira, Rodrigo Alejandro Abarza Muñoz
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-A7UK6C
Resumo: Nesta tese são apresentados o desenvolvimento e aplicação de dois métodos analíticos para determinação de constituintes inorgânicos em tortas de pinhão manso, girassol, nabo forrageiro, tremoço, mamona, colza, pequi e palma para avaliação de suas potencialidades para uso como fertilizantes orgânicos em relação aos teores mínimos de nutrientes e máximos de contaminantes admitidos pela legislação. O primeiro método aplicado consistiu da digestão das tortas de oleaginosas com HNO3 e H2O2 em forno de micro-ondas com cavidade e posterior análise dos digeridos por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) para determinação de Ca, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Ni, Pb e Zn. O desempenho do método foi avaliado pela análise de CRM 1547 - folhas de pêssego e CRM 1570a - folhas de espinafre. De uma forma geral, as recuperações variaram de 80 ¿ 110%, para os níveis de concentrações avaliados. A precisão, em termos de repetitividade, ficou abaixo de 5% para a maioria dos elementos avaliados. Os limites de quantificação (LQ) obtidos são adequados para análise de fertilizantes orgânicos visto que atendem os limites mínimos de nutrientes e máximos de contaminantes estabelecidos pela legislação brasileira. Foi aplicado um procedimento de extração em bloco digestor com soluções extratoras de ácido cítrico, citrato neutro de amônico e ácido dietilenotriaminopentacético seguida da determinação de Ca, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb e Zn por ICP OES para avaliação da fração disponível de nutrientes nas tortas. A segunda parte do trabalho consistiu do desenvolvimento de um método para determinação de P, S, Cl, K, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr e Pb por fluorescência de raios X por reflexão total - TXRF. A influência das variáveis: massa de amostra, concentração de Triton X 114 e tempo de sonicação, sobre o preparo de suspensão foram avaliadas por meio do planejamento fatorial 23 com ponto central. Uma otimização univariada também foi realizada para avaliação de padrão interno utilizado (Ga ou Y) e tempo de aquisição de sinal. A seletividade, veracidade e precisão do método foram estudadas a partir de amostras fortificadas e materiais de referência certificados (CRM 029-50, NIST 1573a, NIST 1547 e NIST 1567a). Os resultados de recuperação variaram de 82-114%, para a maioria dos analitos investigados e os desvios padrões relativos foram inferiores a 11,5%. Os limites de deteção (LD) obtidos são adequados para a finalidade do método. Em relação à seletividade, conclui-se que o método não é adequado para determinação de Cd em concentrações <- 3 mg kg-1, em matrizes com presença de K, devido à forte supressão do pico Cd L[alfa] (3.126 keV) pelo pico de K K[alfa] (3.313 keV). Os resultados das determinações elementares nas tortas obtidos por TXRF divergiram dos resultados iii obtidos por ICP OES para alguns dos elementos avaliados. A heterogeneidade das amostras pode ter contribuído para as diferenças observadas. O método empregando TXRF merece destaque por apresentar facilidades como simplificação no preparo de amostra, menor tempo de análise e, consequentemente, aumento da frequência analítica, minimização do risco de contaminações, mínimas perdas por volatilização e geração de reduzidas quantidades de resíduos, além de apresentar baixo custo para aplicação. Os métodos analíticos desenvolvidos apresentaram potencialidades para serem utilizados na análise das tortas de oleaginosas, de acordo com o ministério da agricultura, pecuária e abastecimento.  
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O desempenho do método foi avaliado pela análise de CRM 1547 - folhas de pêssego e CRM 1570a - folhas de espinafre. De uma forma geral, as recuperações variaram de 80 ¿ 110%, para os níveis de concentrações avaliados. A precisão, em termos de repetitividade, ficou abaixo de 5% para a maioria dos elementos avaliados. Os limites de quantificação (LQ) obtidos são adequados para análise de fertilizantes orgânicos visto que atendem os limites mínimos de nutrientes e máximos de contaminantes estabelecidos pela legislação brasileira. Foi aplicado um procedimento de extração em bloco digestor com soluções extratoras de ácido cítrico, citrato neutro de amônico e ácido dietilenotriaminopentacético seguida da determinação de Ca, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb e Zn por ICP OES para avaliação da fração disponível de nutrientes nas tortas. A segunda parte do trabalho consistiu do desenvolvimento de um método para determinação de P, S, Cl, K, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr e Pb por fluorescência de raios X por reflexão total - TXRF. A influência das variáveis: massa de amostra, concentração de Triton X 114 e tempo de sonicação, sobre o preparo de suspensão foram avaliadas por meio do planejamento fatorial 23 com ponto central. Uma otimização univariada também foi realizada para avaliação de padrão interno utilizado (Ga ou Y) e tempo de aquisição de sinal. A seletividade, veracidade e precisão do método foram estudadas a partir de amostras fortificadas e materiais de referência certificados (CRM 029-50, NIST 1573a, NIST 1547 e NIST 1567a). Os resultados de recuperação variaram de 82-114%, para a maioria dos analitos investigados e os desvios padrões relativos foram inferiores a 11,5%. Os limites de deteção (LD) obtidos são adequados para a finalidade do método. Em relação à seletividade, conclui-se que o método não é adequado para determinação de Cd em concentrações <- 3 mg kg-1, em matrizes com presença de K, devido à forte supressão do pico Cd L[alfa] (3.126 keV) pelo pico de K K[alfa] (3.313 keV). Os resultados das determinações elementares nas tortas obtidos por TXRF divergiram dos resultados iii obtidos por ICP OES para alguns dos elementos avaliados. A heterogeneidade das amostras pode ter contribuído para as diferenças observadas. O método empregando TXRF merece destaque por apresentar facilidades como simplificação no preparo de amostra, menor tempo de análise e, consequentemente, aumento da frequência analítica, minimização do risco de contaminações, mínimas perdas por volatilização e geração de reduzidas quantidades de resíduos, além de apresentar baixo custo para aplicação. Os métodos analíticos desenvolvidos apresentaram potencialidades para serem utilizados na análise das tortas de oleaginosas, de acordo com o ministério da agricultura, pecuária e abastecimento.  This work describes the development and application of two analytical methods for determination of inorganic constituents in jatropha, sunflower, turnip, lupine, castor, rapeseed, palm and pequi oil-bearing crops aiming to evaluate their potential for use as organic fertilizer. The first method consists of acid digestion in the closed-vessel-microwave system applying HNO3 and H2O2. Measurements were performed using a ICP OES for determination of Ca, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Ni, Pb and Zn in the biodiesel press cake. The performance of the method was evaluated by analysis of CRM 1547 - CRM peach leaves and 1570a - Spinach leaves. Recoveries are in the acceptable range of 80-110%, for the levels of concentrations evaluated. Precision in terms of repeatability, were below 5% for most elements assessed. The LQ values obtained are suitable for analysis of organic fertilizer since they achieve the minimum levels of nutrients and maximum contaminant allowed in organic fertilizers in accordance to the Brazilian legislation. An extraction procedure using block digester with citric acid, neutral ammonium citrate and diethylenetriaminepentaacetic acid was applied for Ba, Ca, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb and Zn by ICP OES to estimate the available fraction of nutrients in biodiesel press cakes. The second part of this work consisted in the development and optimization of a method for determining P, S, Cl, K, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr and Pb by total reflection X-ray fluorescence - TXRF. The influence of the sample mass, Triton X-114 concentration and sonication time on the slurry preparation step were evaluated by the 23 factorial design with center point. The optimization of the method was conducted by evaluating the following parameters: PI (Ga, or Y) and signal acquisition time. The selectivity, trueness and precision were studied from spiked samples and certified reference materials (CRM 029-50, NIST 1573a, NIST 1547 and NIST 1567a). The recovery results are in the range 82-114%, for the majority of the investigated analytes and the relative standard deviations were less than 11.5%. The obtained LD are suitable for the purpose of the method. As regards selectivity, it is concluded that the method is not suitable for determination of Cd at concentrations 3 mg kg-1, since any possible peak of Cd L (3.126 keV) line is strongly suppressed by K K (3.313 keV) peak to the background level. The results of the elemental determination in press cakes obtained by TXRF were dissonant with those obtained by ICP OES for some elements assessed. The heterogeneity of the samples may have contributed to the observed differences. TXRF method is noteworthy since it displays an easy and simple sample preparation, a shorter time of analysis and consequently a high analytical frequency, minimal risks of contamination and losses by volatilization, generation of small amounts of waste, plus it features low cost for implementation. The developed and optimized analytical methods showed characteristics that qualify them for analysis of oilseed cakes, in accordance with Brazilian legislation.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGEspectroscopia de fluorescênciaQuímica analíticaFertilizantes orgânicosSuspensão (Química)Espectroscopia de emissão atômicaTorta oleaginosaICP OESFertilizante OrgânicoTortas de OleaginosasAnálise de SuspensãoTXRFDesenvolvimento de métodos para análise de tortas de oleaginosas por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado e fluorescência de raios X por reflexão totalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese_completa_corrig_pos_defesa.pdfapplication/pdf2780320https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/SFSA-A7UK6C/1/tese_completa_corrig_pos_defesa.pdf056d35d41d156a071d9a38032eb18f60MD51TEXTtese_completa_corrig_pos_defesa.pdf.txttese_completa_corrig_pos_defesa.pdf.txtExtracted texttext/plain247868https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/SFSA-A7UK6C/2/tese_completa_corrig_pos_defesa.pdf.txt6e7f3264e3fc1310994e7c79d43f418bMD521843/SFSA-A7UK6C2019-11-14 06:21:24.166oai:repositorio.ufmg.br:1843/SFSA-A7UK6CRepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T09:21:24Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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