Contribuição para a análise da presença de arsénio em águas de abastecimento e sua remoção por precipitação química

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil Sanitária

Contribuição para o desenvolvimento de metodologia analítica aplicada à determinação de arsénio em águas superficiais. Caso de estudo: Bacias hidrográficas do Tejo e Ribeiras do Oeste

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia e Gestão da Água

Saccharomyces cerevisiae como biossensor de arsénio na água: caso de estudo da Ribeira do Bodelhão e do Rio Zêzere

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

Estudos quimiométricos em amostras de arroz nacional: caracterização do perfil de aminoácidos e sua correlação com o teor de arsénio

O arroz é um dos alimentos básicos mais importantes para a população mundial, sendo um dos cereais mais consumidos em todo o mundo. Possui um alto teor em hidratos de carbono devido à alta concentração de amido, contém ainda proteínas, vitaminas, minerais e poucas gorduras. A quantidade de proteína a ingerir é requisito para uma dieta adequada (0,75g/kg/dia), devido ao desempenho vital que esta tem na saúde humana. O arroz pelo seu papel determinante na alimentação mundial faz com que os aminoácidos, constituintes das proteínas, mereçam o foco deste estudo. Por outro lado, o arroz pelo seu tipo de cultivo é uma das maiores fontes de ingestão de arsénio para o Homem, um importante agente cancerígeno e contaminante da cadeia alimentar. Isto faz com que este elemento seja igualmente merecedor de análise no presente estudo. Neste estudo foram analisadas, ao nível dos diferentes aminoácidos e do arsénio, 39 amostras de diferentes tipos e regiões de arroz nacional que foram remetidas para uma análise multivariada. Foi feita uma caracterização e posterior comparação entre tipos/variedades/região de arroz, que demonstra para ambos os tipos de estatística (ANOVA e Kruskal-Wallis), diferenças entre variedades, arroz integral e arroz branco. Verifica-se que ao analisar pelas várias características do arroz, não existem diferenças ao nível do arsénio e que, através da correlação de Spearman, este se correlaciona positivamente com arroz integral e negativamente com arroz branco. Na análise de clusters, os aminoácidos (variáveis) foram 3 conjuntos: baixa, média e alta concentração. Por sua vez, as amostras dividem-se pela variedade, formando ainda um cluster em que existe uma fusão de variedades. Para classificação de arroz no futuro, com base no perfil de aminoácidos, foi possível a criação de um modelo k-NN cujo erro de classificação fosse nulo.

Determinação espectrofotométrica do arsênio em solo da cidade de Santana-AP usando o método do dietilditiocarbamato de prata (SDDC) modificado

Várias toneladas de rejeito de manganês contendo arsênio, gerado por uma empresa de mineração, foram utilizadas como aterro de ruas da cidade de Santana-AP. A possibilidade de exposição das pessoas residentes nessas localidades levou ao estudo de quantificação de arsênio total nos solos. Após a digestão, os teores de arsênio foram quantificados por espectrofotometria de absorção molecular usando um sistema automático de geração de hidretos (HG-MAS), diciclohexilamina/CHCl3 como solvente do dietilditiocarbamato de prata (SDDC) e KBH4 como redutor. O método apresentou bons resultados com sensibilidade (ε) de 1,10 10(4) L.mol-1.cm-1, estabilidade de 2,96% e outras vantagens em relação ao método oficial. O método foi aplicado em amostras de referência de solo com recuperação de 98,82 % (N=10). As análises de solos mostraram que do total de amostras analisadas 94,74 % apresentaram concentração de arsênio acima do valor editado pela CETESB para solo residencial (50 mg.kg-1) com valor médio de 682,96 mg.kg-1, variando de 48,08 mg.kg-1 a 1.713,00 mg.kg-1 que comprova a contaminação do solo pelo arsênio.

Desenvolvimento e caracterização de membranas de remoção de compostos de arsénio em água

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química

Caracterização de rejeito de mineração de ouro para avaliação de solubilização de metais pesados e arsênio e revegetação local

Depósitos de rejeitos e pilhas de estéril, decorrentes de atividades de mineração, podem ser fontes de contaminação ambiental, por causa da presença de metais pesados e arsênio, principalmente quando esses materiais contêm minerais sulfetados e teores elevados de metais. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o rejeito proveniente do beneficiamento de minério de ouro de uma mineração no estado de Minas Gerais, para avaliação de problemas de drenagem ácida e solubilização de metais e para planejamento da revegetação do local. Amostras de rejeito foram coletadas na camada superficial (0-20 cm), sendo submetidas a análises químicas de rotina da fertilidade do solo e a uma caracterização química específica de Ni, Cu, Pb, Cd, Fe, Zn, Cr, As e S extraídos em Água Régia, Mehlich-1, EDTA e água deionizada. Foram determinados o potencial de acidez (PA), o potencial de neutralização (PN) e equilíbrio ácido-base (EAB); além da realização de análise granulométrica e difração de raios-X. As amostras analisadas apresentaram baixos teores de matéria orgânica, P e K, alta acidez e salinidade, além de alto teor de As, o que indica sérias restrições ao estabelecimento de espécies vegetais. O rejeito apresentou potencial de geração de acidez e solubilização de elementos como As, Fe e S, o que pode acarretar problemas ambientais, como a drenagem ácida e a contaminação de solos e cursos d'água, bem como a incorporação desses elementos na cadeia trófica.

Teor e capacidade máxima de adsorção de arsênio em Latossolos brasileiros

A alta toxicidade do As aos animais e humanos e a possibilidade de existência de grande número de áreas contaminadas tornam imprescindível o conhecimento do teor semitotal em solos ditos não-contaminados e dos processos de adsorção do As em solos de carga variável. O objetivo deste trabalho foi determinar o teor e a capacidade máxima de adsorção de As (CMADS AS) em Latossolos. O teor total foi determinado pelo método USEPA 3051A, e a CMADS As, com auxílio de isotermas de Langmuir com base nos valores de adsorção obtidos em dose de As (0, 90, 190, 380, 760 e 1.150 µmol L-1) (relação solo:solução final = 1:100), a pH 5,5 e força iônica de 15 mmol L-1. Os 17 Latossolos apresentaram teor médio total de As de 5,92 mg kg-1 e CMADS As média de 2.013 mg kg-1. O teor de argila e os óxidos de Fe e Al apresentaram influência positiva na CMADS As.

Potencial de quatro espécies herbáceas forrageiras para fitorremediação de solo contaminado por arsênio

A fitorremediação de solos e substratos contaminados por elementos tóxicos tem despertado crescente interesse entre pesquisadores e técnicos. Particularmente em relação ao As, o obstáculo ao emprego desta técnica é o pequeno número de espécies identificadas capazes de acumular este elemento. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de plantas de estilosante (Stylosanthes humilis HBK), amendoim (Arachis pintoi Krapov. & Gregory), aveia (Avena strigosa Schreb) e azevém (Lolium multiflorum Lam.) como espécies fitorremediadoras de áreas contaminadas por As. Amostras de Latossolo Vermelho-Amarelo foram incubadas por 15 dias com diferentes doses de As: 0; 50; 100; e 200 mg dm-3. Em seguida, realizaram-se a semeadura das quatro espécies e as respectivas adubações. Aos 65 dias após a semeadura, as plantas foram avaliadas quanto à altura, à matéria seca da parte aérea e raízes. Determinaram-se os teores de As nas folhas jovens, intermediárias e basais, no caule e nas raízes, bem como o conteúdo e o índice de translocação (IT) de As. Por meio de análises de regressão, foram estimados os teores críticos (TC) de As disponíveis no solo, que proporcionaram redução de 50 % da matéria seca. As espécies estudadas apresentaram comportamento diferenciado quanto à tolerância ao As, com destaque para azevém, amendoim e estilosante, que não apresentaram lesões foliares decorrentes de fitotoxidez por esse elemento. Os TC para as plantas de aveia e azevém foram significativamente superiores aos observados para as demais espécies, caracterizando-as como espécies tolerantes ao As. As plantas de amendoim e estilosante apresentaram maior capacidade de absorção e maior IT de As para a parte aérea. As plantas de amendoim apresentaram maiores teores nas folhas basais e raízes, mostrando potencial para serem utilizadas em programas de fitorremediação. As plantas de azevém, amendoim e estilosante podem ser utilizadas na fitoestabilização e, ou, na revegetação de áreas contaminadas por As, uma vez que apresentaram tolerância a esse elemento. Por se tratar de espécies forrageiras, quando utilizadas para esses fins, cuidados especiais são necessários, como o isolamento da área, para evitar a entrada do elemento na cadeia trófica.

Otimização das condições de pré-redução do As(V) em extratos do método BCR para quantificação de arsênio por HG-AAS

A determinação de As por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos (HG-AAS) constitui um método simples, sensível, preciso e de baixo custo. Entretanto, essa técnica requer a pré-redução das espécies de As(V), o que se obtém através do uso de agentes redutores como o KI. Em extratos contendo agentes oxidantes, a pré-redução do As é comprometida, como acontece em extratos obtidos pela aplicação do método BCR (acrônimo francês para Community Bureau of Reference) para a extração sequencial de As em sedimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar as condições de redução do As(V) a As(III), de modo a permitir o uso da HG-AAS para a quantificação do arsênio em extratos obtidos a partir do método BCR. Foram avaliadas condições reacionais utilizando KI, L-cisteína e ácido ascórbico. Para cada uma das etapas de extração do método BCR, diferentes condições de pré-redução possibilitaram a detecção quantitativa do As presente. O uso do método BCR para a extração de arsênio em amostras de sedimentos contaminadas e a aplicação das condições de pré-redução do As(V) selecionadas, seguida pela detecção por HG-AAS, forneceram percentagens de recuperação entre 91 e 99 %.

Teores de arsênio e cádmio em solos do bioma cerrado

O conhecimento do teor natural de As e Cd em solos é importante para monitorar o risco de possível entrada desses elementos na cadeia alimentar por fontes antropogênicas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi determinar o teor natural de As e Cd em solos representativos do bioma Cerrado. Foram coletados solos de três sub-regiões: G (leste de Goiás), T (Triângulo Mineiro) e N (nordeste de MG). Para determinar os teores de As e Cd, as amostras de solo foram submetidas à digestão em forno de micro-ondas, protocolo USEPA 3051A, determinação em espectrometria de absorção atômica com atomização eletro térmica. Os teores médios de As decresceram na seguinte ordem: sub-região G (3,29 mg kg-1) > sub-região T (2,18 mg kg-1) > sub-região N (0,62 mg kg-1). Para Cd, os teores nos solos das sub-regiões G (2,45 µg kg-1) e T (1,88 µg kg-1) foram iguais e superiores aos da N (1,16 µg kg-1). Os maiores teores de As e Cd foram encontrados na sub-região G em perfis de Plintossolo e Cambissolo, enquanto os menores teores foram encontrados em perfis de Neossolo Quartzarênico.

Força iônica da solução de equilíbrio na adsorção de arsênio em latossolos brasileiros

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da força iônica da solução de equilíbrio sobre a adsorção e dessorção de arsênio, em 17 latossolos, de diferentes regiões geográficas brasileiras. A adsorção de As foi avaliada em dois valores de força iônica (15 e 150 mmol L-1), duas doses de As (15 e 150 µmol L-1), relação solo:solução final de 1:100 e pH 5,5. Não houve diferença nas porcentagens de adsorção, entre os valores de força iônica 15 e 150 mmol L-1 (63,51 e 64,46%). A porcentagem de dessorção na dose 15 µmol L-1 foi inferior a 15%, nos dois valores de força iônica, exceto para os solos LVd4 e LAd1, em que a porcentagem de dessorção foi superior a 20%.

Especiação de Arsênio - uma revisão

This paper provides a review on separation methods and analytical techniques for the determination of several species of organic and inorganic arsenic in different matrices. Arsenic is an element whose speciation is of particular interest due to the great variation of toxicity levels exhibited for its different chemical forms. Arsenic (III) and As (V) are the most toxic species while organic compounds such as arsenobetaine (AsB), produced by methylation of inorganics species (carcinogenics) are relatively less toxic, hence the great importance of arsenic speciation in the determination of the degree of contamination of an environmental or biological system.

Especiação analítica de compostos de arsênio empregando métodos voltamétricos e polarográficos: uma revisão comparativa de suas principais vantagens e aplicações

This paper provides a review on voltammetric and polarographic methods for the speciation analysis of inorganic and organic arsenic compounds in different matrices. A discussion on the main advantages of electroanalytical methods in comparison with other analytical methods employed for arsenic speciation is presented. The mechanistic aspects of the most relevant techniques employing cathodic and anodic stripping voltammetry as well as polarographic methods published in the last twenty five years are summarized and discussed. The bibliographic references cited in this work were selected from the Web of Science (published by the ISI) and the main journals of analytical chemistry.

Determinação de arsênio em águas contaminadas usando fluorescência de raios-X por energia dispersiva

This work proposes a simple, fast and inexpensive method to determine As in natural waters, using X-ray fluorescence. 50 µL of each sample containing 100 mg L-1 of yttrium as internal standard were deposited over a 2.5 µm thickness MylarTM film. The samples were dried at 50 °C for 2 h. X-ray spectra were obtained using an EDXRF apparatus. The accuracy was determined by analyte addition/recovery and by comparison with Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry (HG AAS). A recovery of about 100% was obtained and the results were in good agreement with HG AAS. The method showed a relative standard deviation of 6.8% and a detection limit of 10.5 µg L-1 of As.