Otimização de métodos para determinação de mercúrio lábil e total em sólidos em suspensão e metilmercúrio em ambientes de águas pretas amazônicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rocha, Siomara Dias da
Data de Publicação: 2021
Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/6068610219942099, https://orcid.org/0000-0002-4314-9927
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
Texto Completo: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8550
Resumo: De uma forma geral, esta Tese apresenta o estudo de validação e otimização de técnicas de preparo de amostras para a determinação de mercúrio lábil e sua fração especiada (metilmercúrio - MeHg) em ambientes de águas pretas amazônicas. Inicialmente foi feita uma investigação operacional na literatura com a finalidade de se obter o atual Estado da Arte das técnicas mais aplicadas. Com isso foram selecionadas duas técnicas amplamente conhecidas e devotadas para determinação de mercúrio total (HgT), sendo elas: o Analisador de Mercúrio Direto (DMA) e a Espectrometria de Fluorescência Atômica a Vapor Frio (CV-AFS). Sendo assim, se fez necessário uma investigação mais detalhada sobre o comportamento das espécies de mercúrio na coluna d’água conforme a variação da temperatura, além do aporte de sólidos em suspensão e de matéria orgânica, os quais influenciam na permanência de espécies de mercúrio no compartimento hídrico. Esta Tese tem por objetivo aprofundar o estudo sobre a influência dos sólidos em suspensão na fração lábil de mercúrio (HgL) em amostras de água do rio Negro, além de verificar a influência do pH, da força iônica e presença de interferentes nas concentrações de (MeHg) em um lago de água preta formado por uma das nascentes do rio Tarumã-Açu, localizado no Km 923 da Rodovia BR 174. Tendo em vista o aprimoramento das técnicas foram propostas condições especiais de contorno para que não houvesse contaminação ou perda das amostras com Hg. Dessa forma, devido a relação direta do metal estudado com o conteúdo dos sólidos suspensos totais (SST) foi proposta a modificação do método padrão com a redução de temperatura de secagem dos filtros e análise da fração de mercúrio lábil (HgL). Nessa primeira parte do estudo, as análises foram baseadas no comparativo entre os resultados das duas técnicas (DMA e CV-AFS), objetivando ressaltar a eficiência do analisador direto de Hg na determinação de outras frações do metal. Assim sendo, foi demonstrado com sucesso que a determinação de HgL no conteúdo de SST é possível via DMA, desde que seja ajustada a temperatura e feita a limpeza adequada das vidrarias. Dando continuidade as contribuições analíticas também foi estudada a técnica de difusão em filmes finos por gradiente de concentração (DGT) em amostragem in situ. Contudo, a aplicação desta técnica em águas naturais é complicada devido à redução da adsorção do amostrador tradicional para metais em baixo pH e baixa condutividade elétrica. Esta parte do estudo, avaliou a variação das concentrações retidas de MeHg no período 24 e 120 h pela técnica DGT. As medições DGT também foram feitas em soluções padrão em laboratório para cálculo do coeficiente de difusão, influência do pH, força iônica e interferentes na retenção de MeHg. Os resultados mostraram que técnica DGT pode ser estendida para águas com pH e condutividade menores, desde que sejam avaliadas as limitações da mesma, sendo uma ferramenta útil para o monitoramento em tempo integrado de concentrações lábeis em diferentes sistemas aquáticos. Com base na proposta de reduzir o tempo e o custo da análise, bem como a geração de resíduos através da eliminação da etapa de eluição ácida do gel ligante. Dessa forma, foi possível desenvolver via comparação (DMA e CV AFS). Assim, os resultados obtidos demonstraram que a determinação de MeHg é possível via DMA, o que representa uma importante contribuição para a especiação de Hg.
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Sendo assim, se fez necessário uma investigação mais detalhada sobre o comportamento das espécies de mercúrio na coluna d’água conforme a variação da temperatura, além do aporte de sólidos em suspensão e de matéria orgânica, os quais influenciam na permanência de espécies de mercúrio no compartimento hídrico. Esta Tese tem por objetivo aprofundar o estudo sobre a influência dos sólidos em suspensão na fração lábil de mercúrio (HgL) em amostras de água do rio Negro, além de verificar a influência do pH, da força iônica e presença de interferentes nas concentrações de (MeHg) em um lago de água preta formado por uma das nascentes do rio Tarumã-Açu, localizado no Km 923 da Rodovia BR 174. Tendo em vista o aprimoramento das técnicas foram propostas condições especiais de contorno para que não houvesse contaminação ou perda das amostras com Hg. Dessa forma, devido a relação direta do metal estudado com o conteúdo dos sólidos suspensos totais (SST) foi proposta a modificação do método padrão com a redução de temperatura de secagem dos filtros e análise da fração de mercúrio lábil (HgL). Nessa primeira parte do estudo, as análises foram baseadas no comparativo entre os resultados das duas técnicas (DMA e CV-AFS), objetivando ressaltar a eficiência do analisador direto de Hg na determinação de outras frações do metal. Assim sendo, foi demonstrado com sucesso que a determinação de HgL no conteúdo de SST é possível via DMA, desde que seja ajustada a temperatura e feita a limpeza adequada das vidrarias. Dando continuidade as contribuições analíticas também foi estudada a técnica de difusão em filmes finos por gradiente de concentração (DGT) em amostragem in situ. Contudo, a aplicação desta técnica em águas naturais é complicada devido à redução da adsorção do amostrador tradicional para metais em baixo pH e baixa condutividade elétrica. Esta parte do estudo, avaliou a variação das concentrações retidas de MeHg no período 24 e 120 h pela técnica DGT. As medições DGT também foram feitas em soluções padrão em laboratório para cálculo do coeficiente de difusão, influência do pH, força iônica e interferentes na retenção de MeHg. Os resultados mostraram que técnica DGT pode ser estendida para águas com pH e condutividade menores, desde que sejam avaliadas as limitações da mesma, sendo uma ferramenta útil para o monitoramento em tempo integrado de concentrações lábeis em diferentes sistemas aquáticos. Com base na proposta de reduzir o tempo e o custo da análise, bem como a geração de resíduos através da eliminação da etapa de eluição ácida do gel ligante. Dessa forma, foi possível desenvolver via comparação (DMA e CV AFS). Assim, os resultados obtidos demonstraram que a determinação de MeHg é possível via DMA, o que representa uma importante contribuição para a especiação de Hg.In general, this Thesis presents the study of validation and optimization of sample preparation techniques for the determination of labile mercury and its spicy fraction (methylmercury - MeHg) in Amazonian black water environments. Initially, an operational investigation was carried out in the literature in order to obtain the current State of the Art of the most applied techniques. With this, two widely known and devoted techniques for determining total mercury (HgT) were selected, namely: the Direct Mercury Analyzer (DMA) and the Cold Steam Atomic Fluorescence Spectrometry (CV-AFS). Therefore, a more detailed investigation on the behavior of mercury species in the water column was necessary according to the temperature variation, in addition to the supply of suspended solids and organic matter, which influence the permanence of mercury species in the water compartment. This Thesis aims to deepen the study on the influence of suspended solids on the labile fraction of mercury (HgL) in water samples from the Negro River, in addition to verifying the influence of pH, ionic strength and presence of interferents in the concentrations of (MeHg) in a black water lake formed by one of the sources of the Tarumã-Açu river, located at Km 923 of the BR 174 highway. In order to improve the techniques, special contour conditions were proposed so that there was no contamination or loss of samples with Hg. Thus, due to the direct relationship of the studied metal with the content of total suspended solids (SST), it was proposed to modify the standard method with the reduction of the drying temperature of the filters and analysis of the labile mercury fraction (HgL). In this first part of the study, the analyzes were based on the comparison between the results of the two techniques (DMA and CV-AFS), aiming to highlight the efficiency of the direct Hg analyzer in determining other metal fractions. Therefore, it was successfully demonstrated that the determination of HgL in the SST content is possible via DMA, as long as the temperature is adjusted and the glassware is properly cleaned. Continuing the analytical contributions, the technique of diffusion in thin films by concentration gradient (DGT) in in situ sampling was also studied. However, the application of this technique in natural waters is complicated due to the reduction of the adsorption of the traditional sampler for metals at low pH and low electrical conductivity. This part of the study evaluated the variation in MeHg concentrations retained in the 24 and 120 h period by the DGT technique. DGT measurements were also made in standard solutions in the laboratory for calculating the diffusion coefficient, pH influence, ionic strength and interfering with MeHg retention. The results showed that the DGT technique can be extended to waters with lower pH and conductivity, provided that its limitations are evaluated, being a useful tool for the integrated monitoring of labile concentrations in different aquatic systems. Based on the proposal to reduce the time and cost of analysis, as well as the generation of waste by eliminating the acid elution step of the binding gel. Thus, it was possible to develop via comparison (DMA and CV AFS). Thus, the results obtained demonstrated that the determination of MeHg is possible via DMA, which represents an important contribution to Hg speciation.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do AmazonasInstituto de Ciências ExatasBrasilUFAMPrograma de Pós-graduação em QuímicaSargentini Junior, Éziohttp://lattes.cnpq.br/7206359564567605Bataglion, Giovana Anceskihttp://lattes.cnpq.br/2165700724098948Santana, Genilson Pereirahttp://lattes.cnpq.br/3304605845319238Grassi, Marco Tadeuhttp://lattes.cnpq.br/2575554403814311Rocha, Siomara Dias dahttp://lattes.cnpq.br/6068610219942099https://orcid.org/0000-0002-4314-99272021-11-24T21:07:21Z2021-10-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfROCHA, Siomara Dias da. Otimização de métodos para determinação de mercúrio lábil e total em sólidos em suspensão e metilmercúrio em ambientes de águas pretas amazônicas. 2021. 173 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2021.https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8550porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2021-11-25T05:03:40Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/8550Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922021-11-25T05:03:40Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false
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