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Cláudia Carvalhinho Windmöllerhttp://lattes.cnpq.br/9989858480818926Letícia Malta CostaClésia Cristina NascentesElionai Cassiana de Lima Gomeshttp://lattes.cnpq.br/6757264889008011Matheus Bassetti Alvarenga2023-02-02T18:25:03Z2023-02-02T18:25:03Z2022-09-30http://hdl.handle.net/1843/49486O grupo denominado como Elementos Terras Raras (ETR) destaca-se no âmbito estratégico, econômico e social, devido a sua associação a produtos de elevado valor tecnológico. Com efeito, o aumento significativo da exploração dos ETR torna a sua disponibilização ao meio ambiente cada vez mais evidente. Neste contexto, desenvolver métodos, práticos e confiáveis, para monitorar a presença dos terras raras em amostras ambientais se torna uma prerrogativa fundamental, visto que os efeitos de sua exposição ainda não são bem estabelecidos. Ademais, o comportamento coerente do grupo, torna os ETR marcadores excelentes de processos geoquímicos e hidrológicos. Neste trabalho, são relatados os resultados de validação de dois métodos analíticos para a determinação de ETR por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) em amostras de água superficial e sedimentos. Os procedimentos de preparo de amostras foram realizados de acordo com os métodos normalizados da US EPA (United States Environmental Protection Agency) 3015A para amostras de água superficial e 3051A para amostras de sedimentos. Os métodos de determinação foram avaliados para as seguintes figuras de mérito: faixa de trabalho e linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão em termos de repetibilidade e precisão intermediária e exatidão em termos de tendência e recuperação analítica. O uso de elementos comumente usados como padrões internos (PI) em ICP-MS foi avaliado, revelando interferências espectrais de dupla carga, causada tanto por isótopos de ETR, quanto por outros elementos comumente encontrados em amostras ambientais, como Ba. Tanto o método de água superficial quanto o de sedimentos apresentaram resposta linear nas faixas de trabalho investigadas, com coeficientes de determinação maiores que 0,9980, significância da regressão linear pelo método dos mínimos quadrados e bom ajuste ao modelo aplicado. A faixa de trabalho validada para o método de água superficial foi de 5,5 – 116,6 µg L- 1. Para o método de sedimentos, a faixa de trabalho para a maioria dos elementos foi de 0,05 – 2,5 mg kg-1. As exceções foram La, Ce e Nd, com uma faixa de 0,05 – 125 mg kg-1. Os limites de detecção dos métodos foram obtidos a níveis ultra traço, com valores menores que 0,375 µg L- para o método de água superficial e menores que 0,015 mg kg-1 para o método de sedimentos. Os limites de quantificação teórico foram estimados e confirmados quanto à sua precisão e exatidão nos níveis de concentração analítico de 2,0 µg L-1 para água superficial e 0,1 µg L-1 para sedimentos. Com relação ao método, os valores de LQ foram de 5,5 µg L-1 para água superficial e 0,05 mg kg-1 para sedimentos. Os métodos apresentaram precisão adequada ao longo de toda a extensão da faixa linear validada, com valores de coeficiente de variação (CV) menores que 4,0%. A exceção foi o nível de quantificação mais baixo do método de sedimentos, 0,1 µg L-1, com maior valor de CV alcançando 19,8%. A exatidão foi satisfatória para todos os isótopos avaliados, com recuperações analíticas mantendo-se dentro da faixa de 80 – 110%, tanto para o método de água superficial quanto para o método de sedimentos. Os métodos validados atendem aos critérios de desempenho estabelecidos e são adequados ao uso pretendido.The group called Rare Earth Elements (REE) are highlighted in the strategic, economic and social spheres, due to their association with products of greater technological value. Indeed, the significant increase in the exploitation of REE makes their availability to the environment increasingly evident. In this context, practical and reliable methods to monitor REE in environmental samples becomes a fundamental prerogative, since the effects of their exposure are not yet well established. Furthermore, the group's coherent behavior makes REE excellent markers of geochemical and hydrological processes. In this work, the results of validation of two analytical methods for the determination of Rare Earths by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) are reported, in order to be applied to surface water and sediment samples. The sample preparation procedures were in accordance to US EPA (United States Environmental Protection Agency) standard methods 3015A for surface water samples and 3051A for sediment samples. The performance was evaluated on the following figures of merit: working range and linearity, detection and quantification limits, precision in terms of repeatability and intermediate precision, and accuracy in terms of trend and analytical recovery. The use of elements commonly used as internal standards (IS) in ICP-MS was evaluated, revealing double charge spectral interference, caused by both Rare Earth isotopes and other elements commonly found in environmental samples, such as Ba. Both the surface water method and the sediment method showed a linear response in the investigated work ranges, with determination coefficients greater than 0.9980, significance of linear regression by the least squares method and good fit to the applied model. The validated working range for the surface water method was 5.5 – 116.6 µg L-1. For the sediment method, the working range for most elements was 0.05 – 2.5 mg kg-1. The exceptions were La, Ce and Nd, with a range of 0.05 – 125 mg kg-1. The detection limits of the methods were obtained at ultra-trace levels, with values less than 0.375 µg L-1for the surface water method and less than 0.015 mg kg-1 for the sediment method. The theoretical limits of quantification were estimated and confirmed for their precision and accuracy at analytical concentration levels of 2.0 µg L-1 for surface water and 0.1 µg µg L-1 for sediments. Regarding the method, the LQ values were 5.5 µg L-1 for surface water and 0.05 mg kg-1 for sediments. The methods showed adequate precision along the entire length of the validated linear range, with coefficient of variation (CV) values lower than 4.0%. The exception was the lowest quantification level of the sediment method, 0.1 µg L- 1, with the highest CV value reaching 19.8%. Accuracy was satisfactory for all isotopes evaluated, with analytical recoveries remaining within the range of 80 – 110% for both the surface water and sediment methods. Validated methods meet established performance criteria and are suitable for their intended use.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFMGBrasilICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICAQuímica analíticaQuímica ambientalCompostos de metais de terras rarasEspectrometria de massaElementos traçosAnálisePreparação de amostra (Química)ÁguaTeor de elementos traçosSedimentos em suspensãoMínimos quadradosElementos terras rarasEspectrometria de massas com plasma indutivamente acopladaValidaçãoÁgua superficialSedimentosInductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)Rare earth elementsValidationSurface waterSedimentValidação de metodologias analíticas para a determinação de terras raras em amostras ambientais por ICP-MSValidation of analytical methodologies for the determination of rare earths in environmental samples by ICP-MSinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/49486/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD52ORIGINALDISSERTAÇÃO_MATHEUS - FINAL.pdfDISSERTAÇÃO_MATHEUS - FINAL.pdfapplication/pdf9191002https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/49486/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O_MATHEUS%20-%20FINAL.pdf26e967c0e30c7789b9160ff929b02ccdMD511843/494862023-02-02 15:25:04.314oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-02-02T18:25:04Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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