Caracterização dos níveis de elementos químicos em solo, submetido a diferentes sistemas de uso e manejo, utilizando espectrometria de fluorescência de raios-x por energia dispersiva (EDXRF)

This study aimed to evaluate the chemical elements levels in soil, submitted to different management systems and use by the Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Spectrometry - EDXRF. The systems were T1 - agro forestry (SAF), T2 - Native Field (CN), T3 - Native Forest (NM), T4 - Tillage Forest (PF); T5 - conventional tillage system (SPC) and T6 - System tillage (NT). Samples were collected at 0-10 and 10-20 cm, dried and ground for analysis in EDX-720. The soil showed no difference in the average concentrations of chemical elements analyzed in the profiles, but the systems presented different concentrations of metal elements, and T3 had the highest K, Ca and Zn at 0-10 cm and higher contents of K, Ca, Cu, Zn and Mn in the layer of 10-20 cm.

Determinação de Mn e Zn em arroz empregando espectrometria de fluorescência de raios x de energia dispersiva

A simple, fast and inexpensive method was developed to determine essential elements in pellets of rice samples using energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry (EDXRF). The accuracy and precision were evaluated using Standard Reference Material (rice flour NIST 1568a), and yielding relative standard deviation below 5%. The paired t-test showed good agreement within 95% confidence values. The detection limits (3σ) of Mn and Zn were 5.1 and 2.2 mg kg-1, respectively. The proposed method proved to be effective when used to determine Mn and Zn in commercial samples of rice without go by stage of decomposition.

Análise da confiabilidade do ensaio de identificação de ligas através de espectrometria por fluorescência de raios x

In chemical industry, petrochemical and oil refinery may be found situations that working pressures and very high temperatures, and alloys that comprise such equipment must have specific characteristics such. As a way to ensure that the materials are as designed, companies have some specific techniques, and one of them is X-ray fluorescence spectrometry, which allows its application in devices small and lightweight, which ensures its portability in field use. This technique however, has some shortcomings such as the impossibility of detecting carbon and other elements of low atomic number which can generate false identifications of elements that are not in the league or non-detection of existing elements. Therefore, this study investigated the reliability of this method using the apparatus Niton XL3t 800 and may conclude that their results are reliable and can be used to assist in ensuring the operational integrity of the production units of these companies

Análise química de produtos de incrustação em dutos de petróleo por espectometria de fluorescência de raios X

The quantitative chemical characterization of the inorganic fraction of scale products is very relevant in studying, monitoring and controlling corrosive processes of oil pipelines. The X-ray fluorescence spectrometry (XRF) is a very versatile analytical technique, which can be used in quantitative analysis in solid samples at low concentrations of the chemical element, in the order of few ppm. A methodology that involves sample preparation diluted in the proportion of 1:7 (one portion of the sample for seven of wax), pressed as pellets was used in the XRF calibration for chemical analysis of scale products from oil pipelines. The calibration involved the preparation of reference samples from mixtures of P.A. reagents, aiming to optimize the time consumed in the steps of sample preparation and analysis of Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S, Si, Sr and Ti, using the same pressed pellet for trace and major elements analysis

Viabilidade do Código MCNPX para o Estudo da Técnica de Fluorescência de Raios-X por Reflexão Total

The X-ray fluorescence analysis (XRF) is an important technique for the qualitative and quantitative determination of chemical components in a sample. It is based on measurement of the intensity of the emitted characteristic radiation by the elements of the sample, after being properly excited. One of the modalities of this technique is the total reflection x-ray fluorescence (TXRF). In TXRF, the angle of refraction of the incident beam tends to zero and the refracted beam is tangent to the sample-support interface. Thus, there is a minimum angle of incidence that there is no refracted beam and all the incident radiation undergoes total reflection. As it is implemented in very small samples, in a film format, self-absorption effects should not very relevant. In this study, we evaluated the feasibility of using code MCNPX (Monte Carlo N - Particle eXtended), to simulate a measure implemented by the TXRF technique. In this way, it was verified the quality of response of a system by TXRF spectroscopy using synchrotron radiation as excitation beam for a simple setup, by retrieving the characteristic energies and the concentrations of the elements in the sample. The steps of data processing, after obtaining the excitation spectra, were the same as in a real experiment and included the obtaining of the sensitivity curve for the simulated system. The agreement between the theoretical and simulated values of Ka characteristic energies for different elements was lower than 1 % .The obtained concentration of the elements of the sample had high relatively errors ( between 6 and 60 % ) due mainly to lack of knowing about some realistic physical parameters of the sample , such as density . In this way, this result does not preclude the use of MCNPX code for this type of application

Avaliação da influência da matéria orgânica, na determinação quantitativa de metais em amostras de sedimento, por espectrometria de absorção atômica e análise de metais traços por fluorescência de raios-X

The proposal of this work is to evaluate the influence of the organic matter on the results of the analyses of the metals (Zn, Pb, Al, Cu, Cr, Fe, Cd e Ni) for Atomic Absorption Spectrometry (AAS), so much in the extraction stage as in the reading using for that the chemometrics. They were used for this study sample of bottom sediment collected in river Jundiaí in the vicinity of the city of Macaíba-RN, commercial humus and water of the station of treatment of sewer of UFRN. Through the analyses accomplished by EAA it was verified that the interference of the organic matter happens in the extraction stage and not in the reading. With relationship to the technique of X Ray Fluorescence Spectrometry (XRFS), the present work has as intended to evaluate the viability of this technique for quantitative analysis of trace metals (Cr, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr and Pb) in having leached obtained starting from the extraction with acqua regia for an aqueous solution. The used samples constitute the fine fraction (<0.063 mm) of sediments of swamp of the river Jundiaí. The preparation of tablets pressed starting from the dry residue of those leached it allowed your analysis in the solid form. This preliminary study shows that, in the case of the digestion chemistry partially of the fine fractions of bottom sediments used for environmental studies, the technique of applied EFRX to the analysis of dry residues starting from having leached with acqua regia, compared her it analyzes of the leached with ICP-OES, it presents relative mistakes for Cu, Pb, Sr and Zn below 10%

ELEMENTOS-TRAÇO EM ÁREAS DE VEGETAÇÃO NATIVA E AGRICULTURA INTENSIVA DO ESTADO DE MATO GROSSO DETERMINADOS POR FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X POR REFLEXÃO TOTAL

A espectroscopia de raios-X por reflexão total (TXRF) é uma técnica promissora para análise de elementos-traço (ETs), principalmente por não ser necessária a digestão das amostras, reduzindo assim a geração de resíduos e emissão de vapores tóxicos. Este trabalho comparou os teores dos ETs: Cr, Mn, Ni, Zn, Cu, As, Se, Hg e Pb, coletados em solos de área de agricultura intensiva e vegetação nativa, determinados por TXRF e por espectrometria de absorção atômica de chama ou forno de grafite (FAAS/GFAAS). Adicionalmente, compararam-se os teores dos ET com valores de referência para solos não contaminados. As amostras de solo foram coletadas na profundidade 0,0-0,2 m em municípios representativos de cada região agrícola do Estado de Mato Grosso (Rondonópolis, Alto Garça, Primavera do Leste, Campo Novo, Nova Mutum, Lucas do Rio Verde, Sorriso, Sinop, Campo Novo dos Parecis, Campos de Julho e Vila Bela da Santíssima Trindade). Em cada município, foram selecionadas seis áreas, totalizando 72 amostras, todas georreferenciadas. Para a leitura dos teores de ET no aparelho de TXRF S2 Picofox™, foram preparadas suspensões de solo usando Triton X-100 a 5 % v/v utilizando gálio como padrão interno, enquanto no FAAS/GFAAS as amostras foram submetidas à digestão ácida pelo método 3051A. Considerando área cultivada e área nativa, respectivamente, os teores médios dos ET por TXRF, em mg kg-1, foram: Cr, 69 e 62; Zn, 16 e 8; Pb, 28 e 21; Mn, 56 e 42; As, 2 e 2; Cu, 9 e 8; e Ni, 2 e 2. O Cd, Se e Hg não foram detectados por TXRF nas amostras analisadas. Para As, Cr, Mn, Zn, Ni, Cu e Pb, houve correlação linear (p<0,001) positiva entre as técnicas e, no geral, os teores obtidos para esses ET em TXRF foram superiores aos do FAAS/GFAAS. Os teores de todos os elementos detectados pelo TXRF, exceto o Cr, estão dentro das faixas dos relatados para solos não contaminados e muito inferiores aos limites de alerta estipulados na literatura.

Emprego da fluorescência de raios X por dispersão de energia para o mapeamento de troncos de árvores em Campinas, São Paulo

Dendrochemistry is based on the determination of elements retained in tree rings, which can be useful to characterize environmental occurrences. This work shows elemental mappings obtained by EDXRF of the cross section of a tree stem. The tree is originated from a polluted area in Campinas, São Paulo. Some profiles, as the sulfur one, show variations that can be attributed to external contributions, whereas the silicon one can be inferred to a protection defense natural mechanism. Besides being simultaneous and multielementar, the main advantages here are its performance through a non-destructive sample treatment and the ease of operation of XRF equipments.

Quantificação de antimônio em garrafas de politereftalato de etileno (PET) brasileiras por fluorescência de raios-X e avaliação quimiométrica para verificar a presença de pet reciclado através do teor de ferro

Antimony is a common catalyst in the synthesis of polyethylene terephthalate used for food-grade bottles manufacturing. However, antimony residues in final products are transferred to juices, soft drinks or water. The literature reports mentions of toxicity associated to antimony. In this work, a green, fast and direct method to quantify antimony, sulfur, iron and copper, in PET bottles by X-ray fluorescence spectrometry is presented. 2.4 to 11 mg Sb kg-1 were found in 20 samples analyzed. The coupling of the multielemental technique to chemometric treatment provided also the possibility to classify PET samples between bottle-grade PET/recycled PET blends by Fe content.

Otimização da técnica de micro Fluorescência de Raios- X para o estudo de ossos

Nos países desenvolvidos, as doenças reumáticas são o grupo de doenças mais fre-quentes da espécie humana, sendo por isso o primeiro motivo de consulta nos cuidados de saúde primários e a principal causa de incapacidade temporária para o trabalho e de reformas antecipadas por doença/invalidez (Canhão & Branco, 2013). O estudo destas doenças torna-se cada vez mais urgente visto que estas têm tendência crescente, tendo em conta os atuais esti-los de vida e o aumento da longevidade da população. Nesta dissertação foi estudada e otimi-zada a técnica de Micro Fluorescência de Raios-X (μ-XRF) de forma a permitir um estudo de elementos maioritários e elementos traço em ossos com doenças reumáticas, tendo em espe-cial atenção a razão Ca/P, já que, por estudos até agora efetuados, esta razão é considerada um biomarcador adequado para a avaliação da saúde dos ossos. Foram então verificados os erros aleatórios e sistemáticos existentes nesta técnica e concluiu-se quais os tipos de parâme-tros que devem ser tidos em conta para este estudo, tais como corrente, tensão do tubo, filtros, entre outros. As amostras foram ainda analisadas com a técnica de PIGE (Particle Induced Gamma-ray Emission) e comparados os resultados com os de μ-XRF de forma a avaliar a in-fluência da topologia da amostra. Pretende-se que este estudo seja o início do desenvolvimen-to de um método alternativo de diagnóstico precoce de doenças reumáticas, conduzindo a um tratamento mais eficaz e melhorando assim a qualidade de vida da população.

Fluorescência de raios-X aplicada ao estudo de ossadas humanas

O trabalho desenvolvido nesta dissertação visa o estudo da composição elementar de restos humanos (séculos XVIII-XIX) por fluorescência de raios-X dispersiva em energia (EDXRF). Os tecidos analisados, ossos, dentes, cabelos e massa encefálica, pertenciam a um conjunto de corpos exumadosda Ermida do Espírito Santo, em Almada (Portugal). Os resultados foram obtidos pela análise complementar de duas montagens experimentais: EDXRF com geometria triaxial e -EDXRF com geometria convencional. A primeira técnica permite obter melhores limites de deteção para matrizes de baixo Z. A configuração com um micro feixe e a análise em condições de vácuo permite melhorar os limites de deteção para os elementos mais leves. Os resultados obtidos para os indivíduos analisados puderam ser correlacionados, em alguns casos, com os hábitos alimentares e com o habitat, nomeadamente a exposição a elementos tóxicos. Adicionalmente, foi também avaliada a possibilidade de contaminação post-mortem dos corpos, a partir do local de inumação. Os elementos detetados em ambas as técnicas foram Ca, Fe, Cu, Zn, Br, Sr e Pb. Observaram-se níveis elevados de Zn e Sr para os ossos, que são indicativos de uma dieta rica em carne e peixe, respetivamente. Alguns indivíduos revelaram concentrações elevadas de Pb e Zn na polpa do dente. Estes elementos poder~ao ter sido resultado de uma da acumulação o ante-mortem e indicar o hábito do tabaco. Os resultados mostram um indivíduo que apresenta concentrações bastante elevadas de Pb, especialmente na massa encefálica, polpa do dente e ossos esponjosos. A contaminação poderá ter sido resultado da exposição ante-mortem de Pb, eventualmente devida ao trabalho efetuado numa fundição. Ademais, outro indivíduo apresentou uma concentração elevadíssima de Hg no cabelo. Neste caso, a hipótese proposta mais provável é a aplicação de um composto à base de Hg, para fins medicinais, possivelmente para a desinfestação de piolhos.

Métodos matemáticos para correção de interferências espectrais e efeitos interelementos na análise quantitativa por fluorescência de raios-X

One of the main problems in quantitative analysis of complex samples by x-ray fluorescence is related to interelemental (or matrix) effects. These effects appear as a result of interactions among sample elements, affecting the x-ray emission intensity in a non-linear manner. Basically, two main effects occur; intensity absorption and enhancement. The combination of these effects can lead to serious problems. Many studies have been carried out proposing mathematical methods to correct for these effects. Basic concepts and the main correction methods are discussed here.

Aplicação de alguns modelos quimiométricos à espectroscopia de fluorescência de raios-X de energia dispersiva

The objective of this work was to accomplish the simultaneous determination of some chemical elements by Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF) Spectroscopy through multivariate calibration in several sample types. The multivariate calibration models were: Back Propagation neural network, Levemberg-Marquardt neural network and Radial Basis Function neural network, fuzzy modeling and Partial Least Squares Regression. The samples were soil standards, plant standards, and mixtures of lead and sulfur salts diluted in silica. The smallest Root Mean Square errors (RMS) were obtained with Back Propagation neural networks, which solved main EDXRF problems in a better way.

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 &deg;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.

Análise arqueométrica de cerâmica Tupiguarani da região central do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, usando fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDXRF)

Energy dispersive X-ray fluorescence methodology (EDXRF) was used to determine Al, Ba, Ca, Cr, Fe, K, Mn, Pb, Rb, S, Si, Sr, Ti, V, Zn in pottery sherds from seven archaeological sites in the central region of Rio Grande do Sul State, Brazil. The potteries' chemical fingerprints from Ijuí River, Ibicuí Mirim River, Vacacaí Mirim River and Jacuí River were identified. Interactions between sites from the Jacuí River, Vacacaí Mirim River and Ibicui Mirim River could have occurred because some samples from these sites are overlapping in a principal component analysis (PCA) graphic. The pottery provenance could be the same.