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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS E TÉCNICAS NUCLEARES
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
Especiação do Arsênio Utilizando o Acoplamento da Cromatografia de
Fase Líquida (HPLC), com a Espectrometria de Massa Associada a uma
Fonte de Plasma (ICP-MS)
Dissertação apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em Ciências e
Técnicas Nucleares da Escola de
Engenharia da Universidade Federal de
Minas Gerais, como requisito parcial
à obtenção do título de Mestre em
Ciências e Técnicas Nucleares.
ÁREA: Ciência das Radiações
Orientador: Arno Heeren de Oliveira
Universidade Federal de Minas Gerais
BRUNA CAROLINA GOMES CORTEZ
Belo Horizonte – MG
Fevereiro – 2006
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS – UFMG
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA NUCLEAR
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS E TÉCNICAS NUCLEARES
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em
Ciências e Técnicas Nucleares da Escola de Engenharia da
Universidade Federal de Minas Gerais, como requisito parcial
à obtenção do título de Mestre em Ciências e Técnicas
Nucleares.
Autor: Bruna Carolina Gomes Cortez
Orientador: Dr. Arno Heeren de Oliveira
Belo Horizonte – 23006
Escola de Engenharia da UFMG
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AGRADECIMENTOS
Ao finalizar este trabalho, tenho plena consciência de que ele não seria o mesmo se não
fosse a ajuda, o apoio e o incentivo de várias pessoas. Por isso venho aqui expressar meus
eternos agradecimentos:
Ao Prof. Arno Heeren de Oliveira, pela confiança, orientação e incentivos;
Aos Profs. Cláubia Pereira, Maria Auxiliadora e Clemente José Gusmão, pelos fundamentos
ofertados nas aulas;
Às funcionárias do Departamento de Engenharia Nuclear Márcia Rosa, Nancy Afonso e Maria
Bernadete pela presteza e amizade;
Ao Service Central d`Analyse (SCA), pela disponibilidade do local e aparelhos para se realizar o
acoplamento HPLC/ICP-MS;
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão da
bolsa de mestrado;
Aos meus amigos, presentes nos bons e maus momentos;
Ao querido amigo Danilo Chagas Vasconcelos, meu “irmão” que tanto me ajudou;
Às minhas irmãs, Carla Cortez e Keilla Cortez, meus sobrinhos Bruno, Márjorie e Mélanie e minhas
afilhadas Melissa e Emily, pela torcida e incentivo;
Ao querido sobrinho Carlos Othávio, pela grande ajuda;
Ao meu namorado Marcus Vinícius, pelo amor, apoio e incentivo;
E por fim, agradeço as duas pessoas mais importantes da minha vida: Carlos e Sheila, meus
amados pais.
Dedico este trabalho aos meus maiores
incentivadores: Mamãe e Papai.
"O mundo é um lugar perigoso de se viver, não por causa daqueles que
fazem o mal, mas sim por causa daqueles que observam e deixam o mal
acontecer".
Albert Einstein (1879-195
SUMÁRIO
RESUMO
10
ABSTRACT
11
LISTA DE FIGURAS
12
LISTA DE TABELAS
13
LISTA DE SIGLAS
14
INTRODUÇÃO
15
CAPITULO 1– REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
18
1.1 – ESPECIAÇÃO
19
1.2 – O ARSÊNIO
19
1.2.1 – TOXICOLOGIA E ESPECIAÇÃO DO ARSÊNIO
23
1.2.2 – A NECESSIDADE DAS ANÁLISES DE ESPECIAÇÃO DO
ARSÊNIO
25
1.3 – CROMATOGRAFIA LÍQUIDA DE ALTA EFICIÊNCIA (HPLC)
26
1.3.1 – INTRODUÇÃO E APLICAÇÕES
26
1.3.2 – PRINCÍPIO DE ANÁLISE E INSTRUMENTAÇÃO ...............
28
1.4 – ESPECTROMETRIA DE MASSA ASSOCIADA A UMA FONTE
DE PLASMA INDUZIDO (ICP-MS)
30
1.4.1 – INTRODUÇÃO E APLICAÇÕES
30
1.4.2- PRINCÍPIO DE ANÁLISE E INSTRUMENTAÇÃO
32
1.5 – O ACOPLAMENTO HPLC/ICP-MS 36
CAPÍTULO 2 – MATERIAIS E MÉTODOS
38
2.1 – AMOSTRAS E PROCEDIMENTOS DE PREPARAÇÃO DAS
MESMAS
39
2.2 – PRÉ-TRATAMENTO DE MATRIZES
39
2.3 – MÉTODOS DE ANÁLISE
40
2.3.1 – CROMATOGRAFIA LÍQUIDA DE ALTA EFICIÊNCIA –
HPLC
40
2.3.2 – ESPECTROMETRIA DE MASSA ASSOCIADA A UMA
FONTE DE PLASMA INDUZIDO – ICP-MS
42
2.4 – LIMITES DE DETECÇÃO
44
CAPÍTULO 3 – RESULTADOS
46
3.1 – CARACTERIZAÇÃO DAS AMOSTRAS
47
3.2 – MATRIZ: SOLUÇÃO PADRÃO
47
3.2.1 - CURVA DE CALIBRAÇÃO
47
3.3 – MATRIZ: ÁGUAS
48
3.3.1 - CURVA DE CALIBRAÇÃO
48
3.3.2 – RESULTADOS
49
3.4 – MATRIZ: SEDIMENTO
51
3.4.1 - CURVA DE CALIBRAÇÃO
51
3.4.2 – RESULTADOS
52
CONCLUSÕES
55
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 57
RESUMO
Metais traços no meio-ambiente podem trazer riscos aos seres vivos e ao próprio
meio-ambiente. Análises mais precisas na determinação das concentrações devido aos
elementos traços e ultra-traços se tornam então necessárias. Atualmente, sabe-se que a
determinação da concentração total de um elemento é uma informação limitada,
especialmente sobre o seu comportamento no meio ambiente e aos danos que o mesmo
pode causar a saúde, uma vez que a toxicidade do mesmo está ligada a forma química na
qual este é encontrado nas diversas matrizes, como é o caso do arsênio. Geralmente se
determina a concentração total deste elemento e raramente, suas formas químicas, AsIII e
AsV ,separadas da forma orgânica.
Neste estudo, utilizou-se matrizes de água e sedimento provenientes da Bacia do
Rio das Velhas, no estado de Minas Gerais, analisadas por duas técnicas analíticas sendo
elas a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC), método sensível e de fácil
adaptação para determinações quantitativas acuradas, com a Espectrometria de Massa
Associada a uma Fonte de Plasma Induzido (ICP-MS), que possui limites de detecção, que
para muitos elementos são três ordens de magnitude menor do que nos métodos ópticos que
permitiram a especiação do arsênio em todas as suas formas químicas.
Os resultados obtidos mostraram a eficácia deste acoplamento HPLC/ICP-MS, uma
vez que a soma das concentrações das formas químicas do arsênio, AsIII (arsenito), AsV
(arsenato), MMA
V
(ácido monometilarsônico), DMA
V
(ácido dimetilarsínico) e AsB
(arsenobetaína) medidas pela HPLC quando comparadas aos valores das concentrações
totais (ICP-MS) apresentam os mesmos valores dentro das flutuações estatísticas.
ABSTRACT
Trace metals in the environment may provide benefit or risk to humans, other life
forms, and the environment. More robust and information-rich trace and ultra-trace
analyses are needed to all adequate risk/benefit assessments. Further, it is no longer
adequate to consider only the total trace metal or metalloid, because the impact of elements
on ecological systems or biological organisms is not necessarily given by total element
concentrations alone. It is necessary to determine the chemical form (species) of the
element, primarily the oxidation state or the organometallic nature, because different
species of the same metal can range from essencial to innocuous to toxic. The actual
toxicity levels from different arsenic compounds vary greatly. Inorganic arsenic is
considered the most acutely toxic form; arsenite (As III) is more toxic than arsenate (As V).
The chronic toxicity of arsenic compounds is currently not well understood and is actively
being researched.
In this study, using water and sediment samples from the Das Velhas River, Minas
Gerais state, in Brazil analyzed by two analytical techniques: High Performance Liquid
Chromatography (HPLC), a sensitive and of easy adaptation method for accurate
quantitative determination, with the Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-
MS), which has low detention limits, allowed the speciation of arsenic in its all chemistries
forms.
The results showed the effectiveness of this HPLC/ICP-MS coupling, a time that the
addition of the concentrations of the arsenic chemical forms, AsIII (arsenite), AsV
(arsenate), MMA
V
(monometilarsenic acid), DMA
V
(dimetilarsinic acid) and AsB
(arsenobetaine) measured by the HPLC when compared with the values of the total
concentrations (ICP-MS) present the same values inside the statistical fluctuations.
LISTA DE FIGURAS
1- Arsenopirita (FeAsS) ................................................................ 20
2- Realgar (As
2
S
2
) ......................................................................... 21
3- Mispíquel ................................................................................... 21
4- Esquema de um Equipamento Típico de HPLC ........................ 28
5- Componentes Instrumentais Básicos do ICP-MS ...................... 32
6- Esquema da Cromatografia Líquida Modular ........................... 42
7- Diagrama Funcional do PLASMA QUAD Excell VG .............. 44
8- Limites de Detecção do PLASMA QUAD Excell VG .............. 45
9- Curvas de Calibração para AsIII e AsV ..................................... 48
10- Curvas de Calibração para AsIII, AsV, AsB, DMA
V
e MMA
V
.. 49
11- Curvas de Calibração para AsIII e AsV ...................................... 51
12- Curvas de Calibração para MMA
V
.............................................. 52
LISTA DE TABELAS
1- Principais Compostos de Arsênio .................................................... 26
2- Vantagens e Desvantagens do ICP-MS ............................................ 34
3- Interferência em ICP-MS e Resolução Requerida ............................ 36
4- Condições de Operação da HPLC .................................................... 41
5- Condições de Operação da HPLC (Segundo Caso) ......................... 41
6- Condições de Operação do ICP-MS ................................................ 43
7- Valores de Concentração Total (µg/L) – ICP-MS e Concentração das Formas
Químicas As III e As V (µg/L) - HPLC/ICP-MS ............................ 47
8- Valores de Concentração Total (µg/L) – ICP-MS e Concentração das Formas
Químicas As III, As V, AsB e DMA
V
(µg/L) - HPLC/ICP-MS ...... 50
9- Valores de Concentração Total (µg/g) – ICP-MS e Concentração das Formas
Químicas As III, As V e MMA
V
(µg/g) - HPLC/ICP-MS ................ 53
LISTA DE SIGLAS
1- HPLC: (High Performance Liquid Chromatography)
Cromatografia Líquida de Alta Eficiência
2- ICP-MS: (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)
Espectrometria de Massa Associada a uma Fonte de Plasma
3- LED:Light Emitting Diodo
4- As III: Arsenito
5- As V: Arseniato
6- MMA
III
: Ácido Monometilarsenioso
7- MMA
V
: Ácido Monometilarsenico
8- DMA
III
: Ácido Dimetilarsinioso
9- DMA
V
: Ácido Dimetilarsínico
10- AsB : Arsenobetaína
11- AsC : Arsenocolina
12- TMAO : Óxido Trimetilarsino
13- Me
4
As
+
: Ion Tetrametilarsonio
14- UV : Ultra Violeta
15- CC: Corrente Contínua
16- CA: Corrente Alternada
17- MO
+
: Óxidos
18- M
2+
: Íons Carregados Duplamente
19- MOH
+
: Hidróxidos
20- Detector PDA: (Photo Diode Array) Detector de Disposição do Foto-Diodo
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
É reconhecido de que qualquer elemento encontrado na natureza possa vir associado
a riscos ou benefícios aos seres vivos e ao próprio meio-ambiente. Sendo assim, análises e
informações mais precisas das concentrações dos diversos elementos tóxicos, aos níveis de
traços e ultra-traços, são necessárias para as avaliações da relação risco/benefício para
cada um destes elementos. Além disso, para o estudo da toxicidez de um elemento não se
pode considerar somente a concentração total do metal ou metalóide. Torna-se necessário
então determinar a forma química (espécies) do elemento, uma vez que, diferentes espécies
do mesmo metal podem ter sua faixa de toxicidade alterada, de essencial, passando a
inócua, chegando a ser letal.
O arsênio é introduzido no meio ambiente aquático por inúmeras fontes, sendo as
principais as fontes geológicas, o desgaste da superfície ou os depósitos subterrâneos e
principalmente as atividades humanas. Os compostos de arsênio tem sido usados em
herbicidas e pesticidas por muitos anos e os despejos em ambientes aquáticos de resíduos
provenientes das atividades da agricultura tem se tornado um persistente problema. Por
exemplo, o arsenato de chumbo foi usado em herbicidas, em pesticidas e em inseticidas
por muitos anos antes de ser substituído por inseticidas de compostos orgânicos mais
avançados. No caso do uso do arsênio em atividades industriais, estas estão ligadas na
produção de semi-condutores, preservativo de madeira, etc.
Muitos arilarsênicos são usados em aditivos de alimentação animal e podem por
meio destes chegar a dieta humana. A contaminação pelo arsênio na água potável é também
problemática e é um tópico recente de pesquisas focadas nas políticas mundiais de saúde.
O arsênio é de interesse por causa da sua possível acumulação em matrizes ligadas a cadeia
alimentar , que é um dos principais vetores de contaminação humana.
16
Por exemplo, análises de especiação podem distinguir as espécies mais tóxicas de
arsênio inorgânico das relativamente não tóxicas arsenobetaínas, um dos maiores
compostos de arsênio encontrados em frutos do mar.
Assim, para solucionar este desafio, é necessário quantificar, e através de
especiação, identificar as várias formas químicas do arsênio presentes em matrizes
ligadas a cadeia alimentar.
O objetivo deste estudo é o desenvolvimento de um acoplamento HPLC/ICP-MS
para determinar a concentração dos diversos compostos do arsênio aos níveis traço e ultra-
traço presentes nas matrizes água e sedimento provenientes da Bacia do Rio das Velhas.
17
CAPÍTULO 1 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
CAPÍTULO 1 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
1.1 ESPECIAÇÃO
Uma espécie química é definida como uma forma específica de um elemento, como
uma estrutura ou complexo molecular ou estado de oxidação. Conseqüentemente, a
especiação de um elemento é a distribuição de espécies químicas definidas de um elemento
em um sistema. A análise por especiação é definida como uma atividade analítica de
identificação das diversas formas químicas com que o elemento se apresenta em uma
determinada matriz [TEMPLETON et al.,2000]. Este termo inclui amostragem apropriada,
quantificação, e métodos analíticos de controle de qualidade [CARUSO et al.,2000].
Procedimentos analíticos, que não levam a uma identificação de espécies químicas
mas dão caracterizações de grupos de espécies não são considerados análises de especiação
química. Eles são distinguidos como caracterização de espécies definidas operacionalmente
ou funcionalmente. Procedimentos definidos operacionalmente caracterizam grupos
moleculares, dependente de operações analíticas selecionadas. A espécie identidade não é
considerada. A caracterização de espécies definidas funcionalmente dão informações sobre
a função de grupos de espécies em modelos bioquímicos [CARUSO et al.,2000].
1.2 – O ARSÊNIO
É atribuída a Albertus Magnus a descoberta do arsênio metálico no século XIII. No
entanto, a documentação por ele deixada é vaga, sendo somente em 1649 que J. Schroder
relatou claramente a preparação de arsênio metálico por redução por trióxido de arsênico
com carvão. Trinta e quatro anos mais tarde, N. Lemery também observou a possibilidade
de produção de arsênico metálico por aquecimento de trióxido de arsênico com sabão e
potassa. No século XVIII as propriedades do arsênio “metálico” eram já suficientemente
conhecidas para classificá-lo como semi-metal [MAHAN & MYERS, 1998].
19
A abundância terrestre do arsênio é cerca de 5,0 g/ton (gramas por tonelada)
encontrando-se vastamente disperso na natureza, de preferência, em massas compactas, em
vários veios nas rochas cristalinas e nos xistos, acompanhando vários minérios de
antimônio e prata. Mais de 150 minerais contém arsênio e freqüentemente encontra-se suas
amostras com grau de pureza de 90 a 98%. As impurezas normalmente associadas a estas
amostras são o antimônio, o bismuto, o ferro, o níquel e o enxofre. Em geral o arsênio é
encontrado na natureza na forma de sulfuretos, arsenietos, sulfoarsenetos, arsenites, e
ocasionalmente de óxidos e oxicloretos. Os minerais de arsênio mais comuns são:
arsenopirita (FeAsS) apresentado na figura 1 [URSEA, 2006], de cor branco argentino e
brilho metálico, loelingite (FeAs
2
), enargite (CuS.As
2
S
5
), auripigmentos (As
2
S
3
), às vezes
cristalizado no sistema ortorrômbico e geralmente em massas laminares, de cor amarelo-
ouro e brilho nacarado para resinoso, e o realgar (As
2
S
2
), apresentado na figura 2 [A-M,
2006] cristalizado no sistema monoclínico, de cor vermelha e brilho resinoso.
Figura 1 - Arsenopirita (FeAsS)
No Brasil, encontra-se o mispíquel, figura 3 [MINERAL TOWN., 2006], associado
às piritas nas jazidas de ouro do centro do estado de Minas Gerais [UFAM, 2005].
20
Figura 2 - Realgar (As
2
S
2
)
Figura 3 – Mispíquel
O arsênio apresenta-se em vários estados alotrópicos, originados por diferentes
configurações cristalina, como em sua forma cinzenta ou de coloração metálica, que é a
mais comum, e frágil, pouco solúvel e estável somente a temperaturas inferiores a 615 ºC.
Condutor de eletricidade, cristaliza-se no sistema hexagonal. A variedade de cor amarela é
formada a partir do resfriamento dos vapores de arsênio, a 0 ºC. Neste estado, o elemento é
instável, de cristalização cúbica, e tende a se transformar na variedade cinza.
21
Em sua forma mais estável, o arsênio aproxima-se quimicamente do fósforo. Em
contato com ar seco e na temperatura ordinária, não se altera; ao ar úmido, oxida-se,
queima a 180 ºC, com chama azulada, produzindo oxido arsenioso (As
2
O
3
); é atacado pelos
ácidos oxidantes; ataca os sistemas catalíticos sólidos, envenenando-os; seus compostos são
tóxicos, especialmente os solúveis e os voláteis [MAHAN & MYERS, 1998].
Devido às suas propriedades semi-metálicas, o arsênio é utilizado em metalurgia
como um metal aditivo. A adição de cerca de 3% do arsênio numa liga a base de chumbo
melhora suas propriedades mecânicas e optimiza o seu comportamento a elevadas
temperaturas. Pode também ser adicionado em pequenas quantidades as grelhas de chumbo
das baterias para aumentar sua rigidez. Em pequenas parcelas, o arsênio aumenta a
resistência à corrosão e eleva a temperatura de recristalização do cobre. Em quantidades de
0,1% a 0,5% aperfeiçoa-se as propriedades do cobre a temperaturas elevadas [UFAM,
2005].
O arsênio é utilizado em várias atividades; na tecnologia de semi-condutores, para
preparar o arseneto de gálio. Este composto utiliza-se na fabricação de diodos, LEDs,
transistores e lasers. O arseneto de índio usa-se em detectores de infravermelho e em
aplicações de efeito de Hall. O arsênio pode também ser usado em pequenas quantidades
como dopante de germânio ou silício [CDCC/USP, 2005]. No comércio, o mais importante
derivado do arsênio é o óxido arsenioso (As
2
O
3
), conhecido como “arsênio branco”, muito
empregado na fabricação de inseticidas e produtos destinados à exterminação de ervas
daninhas e ratos. O arsênio inorgânico é receitado contra a anemia, reumatismo, e seus
compostos orgânicos contra a sífilis e doença do sono. Na indústria, o arsênio também é
usado como clarificador de vidro, como mordente na impressão dos tecidos de algodão de
verde-de-scheele e do verde-de-schweinfurth, pitos vivos, mas tóxicos [LEERMAKERS et
al., 2005]. O arseniato ácido de potássio, obtido por aquecimento de uma mistura de
anidrido arsenioso com nitrato de potássio, é usado na conservação de peles. O realgar é
empregado na pintura de quadros e na obtenção de fogos brancos. O amarelo-real das tintas
a óleo é o trissulfeto de arsênio [CDCC/USP, 2005].
22
Desde a Primeira Guerra Mundial que os organo-arsenicos são desenvolvidos,
armazenados e usados na guerra química. Depois da Segunda Guerra Mundial, grande parte
deste estoque armazenado foi depositado na terra ou jogado em alto mar [LOHS et al.,
1997]. Entretanto, eles continuaram a ser produzidos e armazenados por países da extinta
União Soviética e pelos EUA como parte de seus estoques de armas químicas. Estes estão
atualmente em processo de destruição para a segurança ambiental, como foi pedido na
Convenção em Armas Químicas. Embora carcaças químicas velhas ou abandonadas,
bombas ou containeres estejam confinados em regiões específicas (e.g., Europa, China e
Japão), quantidades significantes destes arsênicos tóxicos ainda permanecem no meio-
ambiente [LEERMAKERS et al, 2005].
1.2.1 - TOXICOLOGIA E ESPECIAÇÃO DO ARSÊNIO
A forma química e o estado de oxidação do arsênio são fatores muito importantes
para sua toxicidade. A toxicidade aguda também é dependente de outros fatores incluindo o
estado físico (gás, solução ou o tamanho da partícula em pó.), a taxa de absorção das
células, a taxa de eliminação, a natureza dos substitutos químicos nos compostos tóxicos e
o estado geral do paciente. A análise por especiação do arsênio se torna muito importante
para aumentar o entendimento da toxicidade crônica de suas espécies tanto na
carcinogenicidade, quanto nas alterações cromossômicas [GOYER.,1999]. Arsenito tem se
mostrado como indutor de apoptose (morte celular programada) na explosão de fibras da
pele humana [STATES et al.,2002]. Ainda, foi relatado que arsênio inorgânico pode agir
como carcinogênico transplacental em ratos [WAALKES et al.,2004].
Os mecanismos e passos metabólicos da exposição crônica ao arsênio não são bem
conhecidos e estão correntemente no alvo de muitos estudos, como HUDSON-EDWARDS
et al (2005) que realizaram a especiação do arsênio em água e sedimento em lagos
artificiais utilizados para pesca; ISERTE et al (2004) realizaram a determinação simultânea
de arsênio e selênio em extratos de ácido fosfórico presentes em amostras de sedimento;
QUAGHEBEUR & RENGEL (2003) analisaram a distribuição do arsenito (AsIII) e
23
arsenato (AsV) em amostras de caule e raízes da planta Holcus lanatus; WANG et al
(2002) estudaram a hiperacumulação do arsênio em Pteris vittata; BEAUCHEMIN (1989)
realizou a especiação do arsênio em amostras de água utilizando o acoplamento HPLC/ICP-
MS; e finalmente, PERGANTIS et al (1997) especiaram o arsênio em aditivos de ração
animal utilizando também este mesmo acoplamento citado acima.
Estudos em laboratórios com animais demonstraram que a toxicidade aguda do
arsênio é dependente de sua forma química e de seu estado de oxidação. Novamente, a
toxicidade crônica do arsênio não é bem definida. Vários estudos do arsênio em células
animais e humanas sugeriram que os compostos trivalentes de arsênio são mais tóxicos que
as formas pentavalentes. Porque o arsenito (AsIII) é extensivamente metabolizado em
humanos, ou seja, a forma química V se transforma em III, a exposição crônica ao arsênio
inorgânico resulta na crônica exposição aos compostos metilados e dimetilados do arsênio
[SLEJKOVEC., 2004].
O nível de arsênio na água potável de acordo com a Organização Mundial de Saúde
(OMS) [WHO, 2006] é de 10 µg/L. O padrão atual para água potável nos Estado Unidos
(EUA) [US.EPA, 2006] é de 50 µg/L, o qual foi estabelecido por volta de 1940 pelo
Serviço de Saúde Publica dos EUA e tende a ser baixado para 10 µg/L em 2006. No Brasil,
o valor máximo tolerável para o arsênio na água potável é de 50 µg/L de acordo com a
resolução nº20 do Conselho Nacional do Meio Ambiente/CONAMA de 2005. Estes limites
de arsênio se referem a quantidade total do elemento, o que mostra a necessidade de uma
nova resolução baseada nos limites individuais dos compostos de arsênio e ainda, baseada
em análises de especiação.
24
1.2.2 - A NECESSIDADE DE ANÁLISES DE ESPECIAÇÃO DE ARSÊNIO
No passado, técnicas analíticas usando espectrometria de massa davam enfoque na
determinação dos níveis totais do arsênio, mais do que a forma química ou seu estado de
oxidação. Esta abordagem não é adequada para as necessidades analíticas de hoje já que os
atuais níveis para diferentes compostos de arsênio apresentam grande variação
[ANDREAE.,1986].
Para o arsênio inorgânico as formas tóxicas mais agudas são o arsenito (AsIII) e o
arsenato (AsV), sendo que o arsenito é bem mais tóxico que o arsenato.
[VENUPOPAL.,1978; Barra, 2000]. As formas inorgânicas tem graus variáveis de
toxicidade. O ácido monometilarsonico [MMA
V
, CH
3
AsO(OH)
2
] e o ácido dimetilarsínico
[DMA
V
, (CH
3
)
2
AsO(OH) exibem um fator de toxicidade de um para quatrocentos em
relação as formas orgânicas. Além disso, os compostos inorgânicos de arsênio tem sido
classificados como carcinogênicos [B´HYMER & CARUSO., 2004], e MMA
V
e DMA
V
identificados como possíveis promotores de câncer [BROWN et al, 1996]. Os arsênicos
trivalentes, incluindo os compostos orgânicos são mais tóxicos que os pentavalentes
[MANDAL & SUZUKI., 2002]. O ácido monometilarsenioso [MMA
III
, (CH
3
)As(OH
2
)] e o
ácido dimetilarsenioso [DMA
III
, (CH
3
)
2
AsOH] são biotransformadores do arsênio
inorgânico e são também muito tóxicos [LIN et al, 1999; STYBLO et al., 1997; 2000]. Por
outro lado, a arsenobetaína [AsB, (CH
3
)
3
As
+
CH
2
COO
-
] é não-tóxica [VAHTNER et
al.,1983; MARAFUNTE et al.,1984], e a arsenocolina [AsC, (CH
3
)
3
As
+
CH
2
CH
2
O
-
]
acredita-se ser também não-tóxica. Os principais compostos de arsênio são listados na
TABELA 1 [B´HYMER & CARUSO., 2004].
25
TABELA 1 - Principais Compostos de Arsênio
Nome Abreviação Forma Química
Compostos Inorgânicos
Arsenito (ácido arsenioso) AsIII As(OH)
3
Arsenato (ácido arsênico) AsV AsO(OH)
3
Compostos Orgânicos
Ácido Monometilarsenioso MMA
III
(CH
3
)As(OH)
2
Ácido Monometilarsenico MMA
V
CH
3
AsO(OH)
2
Ácido Dimetilarsinioso DMA
III
(CH
3
)
2
AsOH
Ácido Dimetilarsínico DMA
V
(CH
3
)
2
AsO(OH)
Arsenobetaína AsB (CH
3
)
3
As
+
CH
2
COO
-
Arsenocolina AsC (CH
3
)
3
As
+
CH
2
CH
2
O
-
Óxido Trimetilarsino TMAO (CH
3
)
3
AsO
Ion Tetrametilarsonio Me
4
As
+
(CH
3
)
4
As
+
Ribosinas contendo Arsênio Arseno-açúcares Várias Estruturas de Açúcares
A toxicidade crônica dos compostos de arsênio por não ser bem entendida, é
pesquisada ativamente , fazendo-se então necessário estudar a mesma levando em
consideração a sua especiação, tópico que tem sido descrito em várias revisões na literatura
o qual é definido como sendo uma atividade analítica de identificação e quantificação da
forma química de um elemento. [VELA et al.,1993; ZOOROB et al.,1998; B´HYMER et
al.,2000; CARUSO et al.,2003; BAYON et al.,2003; CARUSO et al.,2003]. Além disso, a
análise de especiação do arsênio requer o acoplamento de duas técnicas analíticas: uma
técnica para separar as formas químicas do arsênio e um meio de detecção com alta
sensibilidade e baixos limites de detecção [B´HYMER & CARUSO.,2004].
1.3 - CROMATOGRAFIA LÍQUIDA DE ALTA EFICIÊNCIA (HPLC)
1.3.1 – INTRODUÇÃO E APLICAÇÕES
A cromatografia é um método físico-químico de separação. O termo cromatografia
foi primeiramente empregado em 1906 e sua utilização atribuída a um botânico russo ao
descrever suas experiências na separação dos componentes de extratos de folhas. Ela está
fundamentada na migração diferencial dos componentes de uma mistura, que ocorre devido
a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis, a fase móvel e a fase estacionária. A
grande variedade entre as fases móveis e as fases estacionárias a torna uma técnica
extremamente versátil e de grande aplicação [DELGANI et al, 1998].
Apesar deste e de outros estudos anteriores, serem considerados precursores desta
técnica, a cromatografia foi praticamente ignorada até a década de 30. A partir daí vários
trabalhos na área possibilitaram o seu aperfeiçoamento e, em conjunto com avanços
tecnológicos, levaram-na a um elevado grau de sofisticação o qual resultou no seu grande
potencial de aplicações em muitas áreas. As razões da utilização do método é a sua
sensibilidade, a fácil adaptação para determinações quantitativas acuradas, sua adequação à
separação de espécies não voláteis ou termicamente frágeis. Além disso, ela se aplica a
substâncias de grande interesse para a industria e para muitos campos da ciência [SKOOG
et al, 2002]. Entre outras, no acompanhamento de sínteses, em análises de pesticidas,
feromônios, no isolamento de produtos naturais e sintéticos e na produção e controle de
qualidade de medicamentos, dentre tantas outras aplicações [COLLINS et al, 1993].
A cromatografia pode ser utilizada para a identificação de compostos, por
comparação com padrões previamente existentes para a purificação de compostos
separando-se as substâncias indesejáveis e para a separação dos componentes de uma
mistura [DELGANI et al., 1998]. Como exemplo de aplicação da HPLC pode-se citar o
trabalho de VIEIRA et al [2001] no qual a cromatografia líquida foi usada como método
preparativo para a dosagem de esteróides hormonais, onde após 57 amostras serem
analisadas, comprovou-se ser este o método mais válido, além de ser o mais
reprodutível, versátil e menos operador dependente. LASTRA et al [2003] utilizam a
HPLC como método analítico para determinar o Indinavir, um fármaco antiretroviral, no
plasma humano. Nele, os resultados obtidos nos ensaios de validação se encontraram
dentro dos valores aceitáveis, e a HPLC se mostrou apta para a correta quantificação dos
níveis plasmáticos de Indinavir em pacientes HIV positivos. Além disso, LA GUARDIA
et al [1999] citam a HPLC como método potencialmente adequado para a determinação
de inúmeras espécies de arsênio.
27
A Cromatografia Liquida de Alta Eficiência (High Performance Liquid
Chromatography - HPLC) utiliza fases estacionárias de partículas menores, e necessita do
uso de uma bomba de alta pressão para a eluição da fase móvel, sendo por isso inicialmente
denominada cromatografia liquida de alta pressão, mas sua atual designação mostra-se mais
adequada [LOUGH & WAINER., 1995].
1.3.2 - PRINCÍPIOS DE ANÁLISE E INSTRUMENTAÇÃO
O sistema HPLC consiste de um módulo de bombeamento, controlador de
gradiente, injetor automático de amostras, colunas de separação e coletor de frações. As
colunas para a cromatografia líquida geralmente construídas de tubo de aço inoxidável,
embora os tubos de vidro de paredes resistentes sejam encontrados ocasionalmente
[SKOOG et al., 2002].
O grande avanço na cromatografia em coluna foi o desenvolvimento e a utilização
de suportes com partículas diminutas responsáveis pela alta eficiência, as quais tornam
necessário o uso de bombas de alta pressão para a eluição da fase móvel, devido a sua baixa
permeabilidade [DELGANI et al., 1998]. A figura 4 mostra o esquema de um equipamento
típico de HPLC.
Figura 4 - Esquema de um equipamento típico de HPLC
28
Os reservatórios de fases móveis utilizadas em HPLC podem ser de vidro ou aço
inoxidável, cada um deles contendo 200 a 1000 mL de um solvente. Os reservatórios
freqüentemente estão equipados com um meio de remoção dos gases dissolvidos
usualmente oxigênio e nitrogênio que interferem formando bolhas na coluna e nos sistemas
de detecção [DELGANI et al., 1998].
Os requisitos para um sistema de bombeamento da HPLC são rigorosos e incluem:
(1) geração de pressões até 6000 psi (libra/polegada
2
), (2) saída com ausência de pulsos, (3)
velocidades de pulso variando de 0,1 a 10 mL/min, (4) controle de fluxo e reprodutibilidade
relativa de fluxo de 0,5% ou ainda melhor, e (5) componentes resistentes à corrosão,
vedação de aço inoxidável ou Teflon [SKOOG et al., 2002].
Como parte do seu sistema de bombeamento, muitos equipamentos comerciais
são dotados de dispositivos controlados por computador para a medida de vazão através
da determinação da queda de pressão por um restritor localizado na saída da bomba.
Qualquer diferença no sinal comparado com um valor pré-estabelecido é então usada
para aumentar ou diminuir a velocidade do motor da bomba. A maioria dos instrumentos
também possuem um meio de variar a composição do solvente, continuamente ou em
passos, como uma válvula proporcional que permite a mistura de quatro solventes de
modo pré-programado e variado continuamente [SKOOG et al., 2002].
As válvulas de injeção usadas possuem uma alça de amostragem (em inglês “loop”)
para a introdução da amostra com uma seringa e duas posições, uma para o preenchimento
da alça e outra para a sua liberação para a coluna. Existem alças de diversos volumes, sendo
utilizadas geralmente, alças na faixa de 5-50µL para injeções analíticas e 0,5-2 mL para
preparativas [SKOOG et al., 2002].
As colunas utilizadas em HPLC são geralmente de aço inoxidável, com diâmetro
interno de cerca de 0,45 cm para separações analíticas e na faixa de 2,2 cm para
preparativas. O comprimento é variável sendo comuns colunas analíticas de 10-25 cm e
preparativas em torno de 25-30 cm. Essas colunas são reaproveitáveis, sendo empacotadas
com suportes de alta resolução, não sendo necessária sua regeneração após cada
separação. [FINNINGAN., 2005].
Os detectores utilizados para separações por HPLC são de dois tipos básicos, os de
propriedades universais ou globais que respondem a propriedades da fase móvel como um
todo, como índice de refração, constante dielétrica ou densidade, que é modulada pela
presença de solutos. Ao contrário, detectores de propriedades do soluto respondem a
algumas propriedades do soluto, como absorbância no UV, fluorescência ou corrente de
difusão que não pertencem à fase móvel. O registro de dados pode ser feito através de um
registrador, um integrador ou um microcomputador [FINNINGAN., 2005].
1.4 - ESPECTROMETRIA DE MASSAS ASSOCIADA A UMA FONTE
DE PLASMA INDUZIDO (ICP-MS)
1.4.1 - INTRODUÇÃO E APLICAÇÕES
O tópico da Espectrometria de Massas Associado a uma Fonte de Plasma Induzido
(ICP-MS) usado em análises em geral tem sido revisado extensivamente na literatura
[VELA et al.,1993; ZOOROB et al.,1998; B´HYMER, et al.,2000; CARUSO et al.,2003;
BAYON et al.,2003; CARUSO et al.,2003, ROBARDS et al, 1991]. Ele expandiu-se
rapidamente em todo o mundo, alcançando um grande número de usuários e variadas
aplicações.
Isto pode ser constatado pelo grande número de artigos publicados, superior a 1500
(hum mil e quinhentos), entre os anos de 1999 a 2002 de acordo com um único banco de
dados que não inclui todos os jornais de certa relevância [BEAUCHEMIN., 2002].
O ICP-MS foi desenvolvido a aproximadamente 30 anos pela junção de uma fonte
de plasma induzido e de um espectrômetro de massas com analisador quadrupolar pelos
grupos de pesquisa de Houk e Gray [HOUK et al., 1980; DATE & GRAY., 1981].
30
Ele oferece várias vantagens sobre outros detectores tradicionais [B´HYMER &
CARUSO., 2004] na determinação multi-elementar, de elementos traços, ultra-traços e em
análise isotópica [MONTASER., 1998] nas áreas ambientais, da geoquímica, semi-
condutores e materiais, médica, nuclear, química e na metalurgia [DALMÁZIO, 2003]. No
ICP-MS a alta eficiência da atomização e da formação de íons do plasma indutivamente
acoplado (ICP) está ligada a capacidade de detecção oferecida pela espectrometria de massa
[B´HYMER & CARUSO., 2004].
Embora o arsênio seja monoisotópico, o ICP-MS quando acoplado a HPLC oferece
um sistema de detecção ideal nas análises de especiação devido a sua alta sensibilidade
[B´HYMER & CARUSO., 2004].
Como exemplo de aplicação ambiental, pode-se citar um estudo feito de
caracterização multi-elementar com amostras de solo do Banco Alemão de espécimes
ambientais, em Jülich, Alemanha. Os resultados deste estudo mostraram que, com as
correções apropriadas, o ICP-MS poderia ser usado para análises de rotina em solos e
sedimentos [ARUNACHALAM., 1995]. Pinte et al [1998] defendem a utilização do
ICP-MS na análise de água , dizendo ser este o método mais conveniente. Em outro
estudo realizado em Ottawa, Canadá, na determinação das concentrações de 31 metais
traços em poeiras do interior e exterior de 50 residências, o ICP-MS foi utilizado como
método de análise. Neste estudo foi mostrado que a poeira gerada a partir de fontes de
dentro da própria casa pode contribuir em muito para a exposição a elementos tóxicos
tais como chumbo, mercúrio, cádmio e antimônio [RASMUSSEM., 2001]. Veado et al
[1997, 2000] utilizaram em seus estudos o ICP-MS para medir o grau de poluição do
Rio das Velhas. Uma análise crítica sobre as aplicações do ICP-MS é apresentada por
Haraguchi [1999], na qual ele discute sobre o perfil multi-elementar da análise do
aparelho em matrizes biológicas, geoquímicas e ambientais.
31
1.4.1 - PRINCÍPIO DE ANÁLISE E INSTRUMENTAÇÃO
O princípio da análise é baseado da decomposição de um composto químico em
seus componentes atômicos, seguida da ionização dos átomos conduzida por um plasma.
Os íons positivamente carregados são separados de acordo com a razão carga/massa (m/z) e
depois detectados. Os resultados, (contagens por segundo, cps, em função da massa)
quando associados à curvas de calibração permitem a determinação da concentração dos
elementos [DALMÁZIO, 2003].
Para realizar este tipo de análise, diferentes modelos de ICP-MS estão
comercialmente disponíveis. Quase todos os modelos apresentam os mesmo componentes
básicos: nebulizador, câmara de spray, tocha de plasma, interface, analisador de massas e
detector. As diferenças podem ser encontradas no dispositivo de separação de massas.
A figura 5 mostra os componentes instrumentais básicos que compõe o ICP-MS
[SPECTROSCOPY., 2005].
Figura 5 - Componentes Instrumentais Básicos que Compõe o ICP-MS
32
A amostra deve estar na forma líquida para ser introduzida no ICP-MS. O líquido é
bombeado a 1 mL.min
-1
, normalmente por uma bomba peristáltica, para o nebulizador onde
é convertido em aerossol, sendo que este entra na câmara de spray, cuja função é remover
as gotas grandes antes do contato com o plasma. Estas gotas representam cerca de 1 a 2 %
da amostra. O aerosol é transportado pelo argônio para a tocha de plasma induzido e é
evaporado (temperatura do plasma 4000 a 8000 ºC). O plasma é formado pela interação de
um intenso campo magnético, produzido por uma rádio freqüência que passa através de um
anel de cobre, sobre um fluxo de argônio (cerca de 15 L.min
-1
). O gás se ioniza e quando é
alimentado por uma fonte de elétrons de alta voltagem forma-se a descarga de plasma
[DALMÁZIO., 2003].
Os compostos químicos da amostra são dissociados em seus constituintes atômicos
e ionizados em um alto grau (>90%). Os íons são direcionados para o analisador de massas
via a região de interface (10
-3
atm). Esta região consiste de dois cones metálicos. Uma vez
que os íons são extraídos da região de interface, eles são direcionados para a câmara de
vácuo (10
-5
atm) por uma série de lentes eletrostáticas. O feixe de íons focalizados entra no
analisador de massas, que opera a 10
-9
atm [DALMÁZIO., 2003].
O analisador consiste do dispositivo de separação de massas e do detector; sendo
que o tipo mais comum é o quadrupolar. Além de ser mais compacto, mais robusto e mais
barato, tem a vantagem de possuir altas velocidades de varredura, de forma que um
espectro inteiro pode ser obtido em menos de 100 ms [SKOOG et al, 2002].
O detector quadrupolar é constituído de quatro hastes cilíndricas paralelas que
servem de eletrodos. As hastes opostas estão conectadas eletricamente, sendo um par ligado
ao lado positivo de uma fonte CC (corrente contínua) e o outro par ligado ao terminal
negativo. Além disso, são aplicados a cada par de hastes, potenciais de radiofreqüência
variável, que estão 180º fora de fase. Para se obter o espectro em massa com esse
dispositivo, os íons são acelerados, no espaço entre as hastes, por um potencial de 5,0 a
10V. Enquanto isso, as voltagens CA (corrente alternada) e CC (corrente contínua) nas
hastes são aumentadas simultaneamente enquanto a razão é mantida constante. Em um
dado momento, todos os íons, exceto aqueles tendo um valor determinado de m/z
(massa/carga), atingem as hastes e são convertidos em moléculas neutras. Assim, somente
os íons que tem valores de m/z dentro de um intervalo limitado atingem o transdutor
[SKOOG et al, 2002]
A TABELA 2 mostra as principais vantagens e desvantagens do ICP-MS [BECKER
& DIETZE., 1998].
TABELA 2 – Vantagens e Desvantagens do ICP-MS
Vantagens
→ Capacidade multielementar e alta sensibilidade.
→ Simples forma de introdução da amostra na fonte de plasma (a 1 atm).
→ Evaporação e decomposição quase completa da amostra no plasma.
→ Alta eficiência na produção de íons positivamente carregados.
→ Nenhum problema de homogeneidade com a amostra, já que esta se
encontra na forma de solução.
→ Possibilidade de determinações isotópicas.
Desvantagens
→ A alta temperatura causa multiplicidade de reações químicas no plasma,
que leva a formação de íons moleculares e conseqüentemente a
interferências isobáricas.
→ A preparação das soluções líquidas (abertura de amostra) para análise
de amostras sólidas requer um grande consumo de tempo.
→ Risco de contaminação da amostra durante a preparação para análise
de ultratraços, devido à alta sensibilidade do método.
34
Segundo La Guardia [1998], a técnica ICP-MS é atualmente a mais sensível e
seletiva alternativa para conduzir um rápido levantamento da composição elementar de uma
amostra. Sanz-Medel [2000] ressaltou que o campo da espectrometria está em expansão
quando em adição a outros equipamentos para a determinação total de elementos traços e
ultra traços.
Apesar de considerar a espectrometria de massas como a melhor opção para
diagnosticar rapidamente o nível de poluição de um ecossistema, La Guardia [1998],
reconhece os problemas de sua aplicação quando se refere às interferências isobáricas e na
necessidade da prévia dissolução ou extração da amostra.
Interferências no ICP-MS podem ser de natureza espectroscópica ou não
espectroscópica. Interferências espectroscópicas resultam de sinais de óxidos (MO
+
), íons
carregados duplamente (M
2+
), hidróxidos (MOH
+
), sobreposições isobáricas e de moléculas
com a mesma taxa de massa e carga do elemento de interesse. Interferências não-
espectroscópicas são, ou de efeitos físicos que resultam dos sólidos presentes em uma
solução, ou de supressão de analito e realçamento de efeitos que resultam de influências de
elementos matriz numa amostra no rendimento de íons formados [JARVIS et al, 1992]. As
interferências moleculares ou carregadas duplamente podem ser minimizadas ao ajustar o
ICP-MS.
A TABELA 3 evidencia as interferências típicas em análises elementares utilizando
o ICP-MS e a resolução (m/∆m) teoricamente requerida para obtenção dos espectros
[STUEWER & JAKUBOWSKI., 1998].
35
TABELA 3 – Interferências em ICP-MS e Resolução Requerida
Íon Atômico Íon Molecular Resolução Requerida
Origem
24
Mg
+
12
C
2
+
1605 C (incluindo o orgânico)
28
Si
+
14
N
2
+
958 HNO
3
28
Si
+
12
C
16
O
+
1557 C (incluindo o orgânico)
31
P
+
14
N
16
O
1
H
+
968 H
2
O, Ar
31
P
+
15
N
16
O
+
1458 HNO
3
32
S
+
16
O
2
+
1801 H
2
O
44
Ca
+
12
C
16
O
2
+
1281 C (incluindo o orgânico)
48
Ti
+
32
S
16
O
+
2519 H
2
SO
4
51
V
+
35
Cl
16
O
+
2572 HCl
52
Cr
+
35
Cl
16
O
1
H
+
1671 HCl
52
Cr
+
40
Ar
12
C
+
2375 C (incluindo o orgânico), Ar
54
Cr
+
40
Ar
14
N
+
2054 HNO
3
, Ar
54
Fe
+
40
Ar
14
N
+
2088 HNO
3
, Ar
56
Fe
+
40
Ar
16
O
+
2502 H
2
O, Ar
64
Zn
+
32
S
16
O
2
+
1952 H2SO4
64
Zn
+
32
S
2
+
4264 H
2
SO
4
75
As
+
40
Ar
35
Cl
+
7775 HCl, Ar
96
Mn
+
40
Ar
56
Fe
+
13043 Ar
1.5 - ACOPLAMENTO HPLC/ICP-MS
O ICP-MS oferece várias vantagens sobre outros métodos de detecção
multielementar e multiisotópica, devido a sua alta sensibilidade ao longo de uma larga faixa
dinâmica de detecção e boa resolução [TOMLINSON et al., 1995].
36
A maioria dos elementos químicos tem uma faixa linear dinâmica de 4 a 11 ordens
de magnitude [MONTASER.,1998]. Embora o arsênio seja um elemento monoisotópico, o
ICP-MS oferece um sistema de detecção ideal devido a sua alta sensibilidade [B´HYMER
& CARUSO., 2004], alta eficiência na atomização e na formação de íons do plasma
indutivamente acoplado (ICP).
A HPLC tem a vantagem de realizar separações de espécies não-voláteis, tendo
então uma grande versatilidade sobre a cromatografia a gás, a qual freqüentemente
necessita de derivatização de analitos antes da análise; além do mais, a HPLC tem a
inerente característica da reprodutibilidade da separação. Dois exemplos deste acoplamento
de Cromatografia Líquida com a Espectrometria de Massas podem ser encontrados nos
trabalhos de Thompson & Houk [1986] e Dean et al [1987]. Em um trabalho sobre a
especiação do arsênio usando este acoplamento Beauchemin et al. [1989] estudou a
cromatografia de troca de íons e de fase reversa, onde no mesmo foi mostrado os baixos
limites de detecção para o arsênio. Sendo assim, com baixos limites de detecção e fácil
acoplamento ao sistema da HPLC, o ICP-MS se torna um método de detecção eficiente
para análises de especiação do arsênio.
37
CAPÍTULO 2 – MATERIAIS & MÉTODOS
CAPÍTULO 2 - MATERIAIS & MÉTODOS
2.1 AMOSTRAS E PROCEDIMENTOS DE PREPARAÇÃO DAS
MESMAS
O processo geral da amostragem consiste em coleta, armazenamento, pré-
tratamento e extração. Cada um deste passos devem ser efetuados cuidadosamente
porque podem alterar os resultados das análises do arsênio [B´Hymer & Caruso, 2004].
As matrizes de água (A) e sedimento (S) utilizadas neste estudo foram coletadas em
vários pontos ao longo do Rio das Velhas. Todas foram coletadas, acondicionadas e
preservadas segundo as recomendações do Guia de Coleta e Preservação de Amostras de
Água da Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental [CETESB, 1988].
2.2 PRÉ-TRATAMENTO DE MATRIZES
As amostras de água foram coletadas em frascos estéreis de polietileno com 250mL,
acidificadas com 5 gotas do ácido nítrico (HNO
3
) in locu, em seguida as amostras foram
filtradas com filtros millipores estéreis, com poros de 27µm para a separação do material
dissolvido e particulado em suspensão. Essa amostras foram em seguidas refrigeradas a 4
0
C
até o momento das análises.
As amostras de sedimento, depois de coletadas em frascos de polietileno de 100mL,
foram secas em estufa a 100ºC durante 12 horas. A extração do As nestas amostras foi
realizada da seguinte maneira: 300mg de amostra que foi colocada em um recipiente de
teflon onde foi ajuntado 50 mL de acido ortofosforico (H
3
PO
4
), levado a um digestor
microondas (Prolabo Microdigest A300) , aquecido, durante 20 minutos, à uma potencia
40 W. Após resfriamento a solução foi filtrada e colocada em becker de 100 mL (solução
mãe) Após diluição (segundo a concentração) as espécies de arsênico foram separadas
utlizando a HPLC. Após filtração 0,45 µm, as concentrações destas espécies foram
detectadas e quantificadas utilizando o ICP-MS.
2.3 MÉTODOS DE ANÁLISE
2.3.1 CROMATOGRAFIA LÍQUIDA DE ALTA EFICIÊNCIA (HPLC)
As medidas foram realizadas utilizando a Surveyor Integrated LC System, Finnigam
(Bremen, Germany), cromatografia líquida de alta performance cujos componentes são:
bomba analítica, auto-amostrador, detector PDA e plataforma de solvente.
A bomba é um sistema de entrega, composta de um pistão duplo, quaternário,
misturador de solvente a baixa pressão, com vácuo perfeito embutido e com amortecedor de
pulsos. Esta bomba opera na faixa de fluxo de 1 a 9999 µL/min. Ela provê gradientes
precisos sobre a faixa de fluxo de 100 a 2000 µL/min.
O auto-amostrador permite a injeção de amostras e a execução de métodos de pré-
tratamento de amostras automaticamente. O auto-amostrador inclui um forno de coluna
interno (5º a 95ºC), controle de temperatura de bandeja/amostra (0º a 60ºC), e preparação
de amostra automática.
O detector PDA dá o mais alto nível de sensibilidade disponível na detecção para
HPLC. Sua fonte óptica cobre o espectro inteiro visível UV de 190 a 800nm. Este está
localizado acima do auto-amostrador e abaixo da plataforma de solvente, sendo controlado
remotamente por um link de comunicação de Ethernet de um PC usando um software
Xcalibur.
A plataforma de solvente, que está localizada no topo da aparelhagem, segura 4
garrafas reservatórias de solvente de 1,0 L cada e uma garrafa de lavagem de 1,0 L
(Finnigan, 2005).
A Figura 6 mostra o sistema da Cromatografia Líquida Modular da Surveyor
[FINNIGAN, 2005].
40
A TABELA 4 mostra as condições de operação da HPLC utilizadas.
Para o caso onde as amostras só continham arsênio inorgânico (AsIII e AsV),
utilizou-se uma coluna mais curta e uma fase móvel mais concentrada afim de diminuir o
tempo de análise. As condições de operação neste segundo caso se encontram na TABELA
5.
TABELA 4 - Condições de Operação da HPLC
Coluna: Hamilton PRPX-100 (250mm x 4.1 mm i.d.);
Coluna de troca de ânions, preenchida com copolímero de trimetilamônio,
poliestireno divinilbenzeno
Fase Móvel: (NH
4
)
2
HPO
4
/(NH
4
)H
2
PO
4
a 10 mmol.L
-1
- 2,5% CH
3
CN (v/v), pH = 6.5,
filtrado a 0,45µm e desgasificado no ultra-som
Modo
Isocrático:
Fluxo: 1 mL.min
-1
Curvatura de injeção: 20 µL.
TABELA 5 - Condições de Operação da HPLC (Segundo Caso)
Coluna: Hamilton PRPX-100 (150mm x 4.1 mm i.d.);
Coluna de troca de ânions, preenchida com copolímero de trimetilamônio,
poliestireno divinilbenzeno
Fase Móvel: (NH
4
)
2
HPO
4
/(NH
4
)H
2
PO
4
a 25 mmol.L
-1
- 2,5% CH
3
CN (v/v), pH = 6.5,
filtrado a 0,45µm e desgasificado no ultra-som
Modo
Isocrático:
Fluxo: 1 mL.min
-1
Curvatura de injeção: 20 µL.
41
Figura 6 - Esquema da Cromatografia Líquida Modular
2.3.2 ESPECTROMETRIA DE MASSAS ASSOCIADA A UMA FONTE
DE PLASMA INDUZIDA (ICP-MS)
As medidas foram realizas no PLASMA QUAD Excell VG da Elemental, um
Espectrômetro de Massas desenvolvido para a análise de uma larga variedade de amostras.
Seu analisador quadripolo de alta performance exibe boas características de transmissão,
combinando ótima sensibilidade e resolução, resultando em mínima interferência.
Este sistema do ICP Plasma Quad compreende a seguinte montagem: gerador RF do
ICP, caixa da tocha alojando a bobina de descarga e o controle de eletrônica e o painel a
gás. Diferentes partes do espectrômetro são mantidas a diferentes pressões para garantir a
correta operação da interface do plasma e do filtro de massa quadrupolar. O sistema inteiro
é controlado via um link de comunicações padrão pela software “PC Running Special PQ
Vision”.
Um diagrama funcional do Plasma Quad ICP-MS é mostrado na Figura 7 [VG
ELEMENTAL, 2005], bem como suas características e condições de operação se
encontram na TABELA 6.
TABELA 6 – Condições de Operação do ICP-MS
Instrumento PQ Excell da Elemental
Plasma gás Argônio
Fonvard/Reflected Power 1350 W
Fluxo de gás nebulizador 0.81 min
-1
Fluxo de gás resfriador 13.51 min
-1
Câmara de spray Peltier-cooled 3 ºC
Pressão de interface 1.7 mbar
Fluxo de gás auxiliar 0.7 L/min
Pressão de analisador 8-10 mbar
Resolução (∆m/m)
300
43
Figura 7 - Diagrama Funcional do PLASMA QUAD Excell VG
2.4 LIMITES DE DETECÇÃO
A figura 8 mostras os limites do PLASMA QUAD Excell VG [VG ELEMENTAL,
2005], no caso do As estes limites são inferiores a 1µg/L.
44
45
CAPITULO 3 – RESULTADOS
CAPITULO 3 – RESULTADOS
3.1 CARACTERIZAÇÃO DAS AMOSTRAS
As análises foram realizadas em duas etapas. Inicialmente foi determinado a
concentração total do As, utilizando o Espectrômetro de Massa Associado a uma Fonte de
Plasma (ICP-MS). Na segunda etapa as análises foram realizadas utilizando o acoplamento
HPLC/ICP-MS com o objetivo de identificar as diversas formas químicas do arsênio. As
análises foram realizadas no laboratório do Service Central d´Analyse – SCA/CNRS (Lyon,
França).
3.2 MATRIZ: SOLUÇÃO PADRÃO
3.2.1 CURVA DE CALIBRAÇÃO
As curvas de calibração foram construídas utilizando uma solução padrão de arsênio
(SPEX) com diversas concentrações. A tabela 7 mostram os resultados e a figura 9 mostra
estas curvas para as seguintes formas químicas do arsênio : arsenito (AsIII) e arsenato
(AsV).
TABELA 7 – Valores de Concentração Total (µ
µµ
µg/L) – ICP-MS e Concentração das
Formas Químicas As III e As V (µ
µµ
µg/L) - HPLC/ICP-MS
Soluções Padrão
(µ
µµ
µg/L)
As III
(µ
µµ
µg/L)
As V
(µ
µµ
µg/L)
Soma
(µ
µµ
µg/L)
Total
(µ
µµ
µg/L)
1,0 (As III) + 1,0 (As V)
0,98±0,03 0,99 ±0,05 1,97 ± 0,06 2,0 ± 0,1
2,0 (As III) + 2,0 (As V)
1,97±0,06 1,95 ±0,1 3,92 ± 0,12 3,9 ± 0,2
10 (As III) + 10 (As V)
9,8±0,3 9,6 ±0,5 19,4 ± 0,6 19,8 ± 0,1
50 (As III) + 50 (As V)
49,2±1,50 48,5 ±2,42 97,7 ± 2,84 101,4 ± 5,07
75 (As III) + 75 (As V)
74,2±2,22 73,8 ±3,70 148 ± 4,31 148 ± 7,4
1,0 (As III)
0,97±0,03
0,97 ± 0,03 1,0 ± 0,05
10 (As III)
9,7±0,3
9,7 ± 0,3 10,1 ± 0,50
50 (As III)
49,5±1,50
49,5 ± 1,5 51 ± 3,0
100 (As III)
102±3,06
102 ± 3,06 97 ± 5,0
1,0 (As V)
0,95 ±0,05 0,95 ± 0,05 1,0 ± 0,05
10 (As V)
10,5 ±0,52 10,5 ± 0,52 11,0 ± 0,6
50 (As V)
52 ±2,60 52 ± 2,60 53,2 ± 2,7
100 (As V)
98,6 ±4,93 98,6 ± 4,93 103 ± 5,0
Figura 9 – Curvas de Calibração para AsIII e AsV
Os resultados obtidos destas análises demonstraram que o acoplamento HPLC/ICP-
MS foi realizado de maneira adequada, uma vez que a soma das concentrações das formas
químicas do arsênio AsIII (arsenito) e AsV (arsenato), quando comparadas aos valores das
concentrações totais (ICP-MS) apresentam os mesmo valores dentro das flutuações
estatísticas.
3.3 MATRIZ: ÁGUAS
3.3.1 CURVA DE CALIBRAÇÃO
As curvas de calibração foram construídas utilizando uma solução padrão de arsênio
(SPEX) com diversas concentrações. A figura 10 mostra estas curvas para as seguintes
formas químicas do arsênio a saber: arsenito (AsIII), arsenato (AsV), arsenobetaína (AsB),
ácido dimetilarsínico (DMA
V
) e ácido monometilarsônico (MMA
V
).
Figura 10 - Curvas de Calibração para AsIII, AsV, AsB, DMA
V
e MMA
V
3.3.2 RESULTADOS
Este estudo foi realizado em duas etapas. A primeira determinou a concentração
total do arsênio utilizando o ICP-MS e a segunda utilizou o acoplamento HPLC/ICP-MS
para a determinação das formas químicas do arsênio arsenito (AsIII), arsenato (AsV),
arsenobetaína (AsB) e ácido dimetilarsínico (DMA
V
) presentes na solução.
A TABELA 8 apresenta os valores de concentração total de As utilizando o ICP-MS
nas diversas amostras coletadas ao longo do Rio das Velhas bem como as concentrações de
suas diversas formas químicas utilizando o acoplamento HPLC/ICP-MS.
49
TABELA 8 - Valores de Concentração Total (µ
µµ
µg/L) – ICP-MS e Concentração das
Formas Químicas As III, As V, AsB e DMA
V
(µ
µµ
µg/L) -HPLC/ICP-MS
Especiação (µ
µµ
µg/L)
Amostra
As III As V AsB DMA
V
Soma
As total
(µ
µµ
µg/L)
A1
1410±56,4
1410 ±56,4 1360 ±68,0
A2
17400±696 250±12,5 60±3,6
17710 ±696
18430
±921,5
A3
1±0,05
1 ±0,05 0,98 ±0,05
A4
0,6±0,024 0,5±0,025
1,1 ±0,034 1,3 ±0,065
A5
<LQ
0
0,5 ±0,025
A6
<LQ 0,7±0,035
0,7 ±0,035 1 ±0,05
A7
30,5±1,525
30,5 ±1,525 31,4 ±1,57
A8
0,9±0,036 30,67±1,533
31,57±1,533
33,6 ±1,68
A9
24,3±1,215 0,4±0,024
0,4±0,024 25,1 ±1,215 27,3 ±1,36
A10
48,9±2,45 0,4±0,024
49,3 ±2,45 50,3 ±2,51
A11
0,9±0,036 49,2±2,46
50,1 ±2,46 51,1 ±2,55
A12
50,3±2,515
50,3 ±2,515 51,2 ±2,56
A13
51,7±2,60
51,7 ±2,60 51,7 ±2,58
A14
53,7±2,68
53,7 ±2,68 53,7 ±2,68
A15
1,4±0,07
1,4 ±0,07 1,5 ±0,07
A16
<
< <
A17
< <
A18
27,9±1,39
27,9 ±1,39 26,9 ±1,34
A19
31,8±1,60 <LQ 0,4±0,024 32,2 ±1,60 33,1 ±1,65
A20
207±10,35
207 ±10,35 217 ±10,85
A21
1,3±0,052 60,2±3,01
61,5 ±3,01 60,3 ±3,01
<LQ : Espécie detectada inferior ao limite de quantificação
Os valores destas 21 amostras de água, onde foram encontrados quatro espécies de
arsênio – arsenito, AsIII; arsenato, AsV; arsenobetaína, AsB; e ácido dimetilarsínico,
DMA
V
; demonstram que o acoplamento HPLC/ICP-MS, juntamente com as curvas de
calibração, é adequado pois a soma das concentrações das diferentes formas químicas do
As, quando comparada a concentração de arsênio total medida com o auxilio do ICP-MS
são as mesmas, dentro das faixas de erros.
50
3.4 MATRIZ: SEDIMENTO
3.4.1 CURVA DE CALIBRAÇÃO
As figuras 10 e 11 mostram as curvas de calibração das seguintes formas químicas
do arsênio: arsenito (AsIII), arsenato (AsV) e ácido monometilarsônico (MMA
V
),
construídas utilizando a solução padrão SPEX.
Figura 11 – Curvas de Calibração para AsIII e AsV
51
Figura 12 – Curva de Calibração para MMA
V
3.4.2 RESULTADOS
A TABELA 9 mostra os valores das concentrações totais utilizando o ICP-MS bem
como os valores das formas químicas do arsênio AsIII, AsV e MMA
V
encontradas nas
amostras de sedimento coletadas ao longo do Rio das Velhas utilizando o acoplamento
HPLC/ICP-MS.
52
TABELA 9 - Valores de Concentração Total (µ
µµ
µg/g) – ICP-MS e Concentração das
Formas Químicas As III, As V e MMA
V
(µ
µµ
µg/g) - HPLC/ICP-MS
Amostra
Forma Química
µ
µµ
µg/g Soma (µ
µµ
µg/g) As total (µ
µµ
µg/g)
As III
0,4
±
0,016
S1
As V
0,7
±
0,035
1,1±0,038 1,3±0,065
As III
0,4
±
0,016
S2
As V
2,1
±
0,105
2,6±0,106 2,4±0,12
As III
0,6
±
0,024
S3
As V
2,3
±
0,115
2,9±0,117 3,2±0,16
MMA
0,3
±
0,018
S4
As V
43
±
2,150
43,4±2,150 42±2,1
As III
0,4
±
0,016
S5
As V
0,9
±
0,045
1,3±0,046 1,1±0,055
As III
7,8
±
0,315
S6
As V
27,2
±
1,36
35±1,40 37±1,85
As III
2,9
±
0,116
S7
As V
25,9
±
1,295
28,8±1,30 29,2±1,46
S8 As III
0,3
±
0,012
9,9
±
0,48
11
±
0,55
AsV
9,6
±
0,48
S9 As III
891,9
±
35,6
2145,9
±
72,1
2315
±
115,75
As V
1254
±
62,7
S10 As III
0,8
±
0,032
15,8
±
0,755
16
±
0,8
As V
15,1
±
0,755
S11 As III
67
±
3,35
63
±
3,15
As V
67
±
3,35
S12 As III
1,7
±
0,085
1,4
±
0,07
As V
1,7
±
0,085
S13 As III
107,9
±
5,395
109
±
5,45
As V
107,9
±
5,
395
S14 As III
148,8
±
7,4
150
±
7,5
As V
148,8
±
7,4
Amostra
Forma Química
µ
µµ
µg/g Soma (µ
µµ
µg/g) As total (µ
µµ
µg/g)
S15
As III
0,6
±
0,024
14,4
±
0,69
15
±
0,75
As V
13,8
±
0,69
S16 As III
2,3
±
0,115
2,1
±
0,105
As V
2,3
±
0,115
Os resultados obtidos para estas amostras demonstraram que a especiação do
arsênio pode ser realizada em amostras de sedimento utilizando o acoplamento HPLC/ICP-
MS, uma vez que a soma das concentrações das formas químicas do arsênio AsIII
(arsenito), AsV (arsenato) e MMA
V
(ácido monometilarsínico) se encontram dentro das
flutuações estatísticas quando comparadas aos valor da concentração total utilizando o
ICP-MS.
54
CONCLUSÃO
Considerando os objetivos da pesquisa e os resultados obtidos, podemos ressaltar as
seguintes conclusões:
- Embora o arsênio seja monoisotópico, o ICP-MS é um sistema de análise ideal para
detecções da concentração total e quando acoplado a HPLC é um excelente método
para as análises de especiação devido a sua alta sensibilidade e baixos limites de
detecção.
- Nas amostras analisadas, se fizeram presentes cinco espécies de arsênio, AsIII,
AsV, AsB, DMA
V
e MMA
V
, sendo que estas três últimas, além de aparecerem
raríssimas vezes, tiveram um valor detectado a nível de ultra traço quando
comparadas aos valores de AsIII e AsV. Este fato mostra a importância e
confiabilidade do acoplamento ICP-MS/HPLC em separar até mínimas quantidades,
ressaltando assim sua alta sensibilidade.
- O acoplamento da Cromatografia Líquida de Alta Performance (HPLC) com a
Espectrometria de Massa Acoplada a uma Fonte de Plasma (ICP-MS) se mostrou
um excelente procedimento para o estudo da especiação do arsênio devido sua alta
sensibilidade, seletividade e baixos limites de detecção. Esta combinação de duas
técnicas analíticas apresentou resultados acurados, uma vez que todos os valores
apresentados foram compatíveis. Isto deve-se a HPLC ser potencialmente adequada
na separação das diversas espécies de arsênio e o ICP-MS ser um método de alta
sensibilidade com excelentes limites de detecção.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANDREAE, M.O. Em Editor P.J.CRAIG. Organometallic Compounds in the
environment: Principles and Reactions. Longman,Londres. 1ª edição, 1986.
A-M - Angewante Mineralogie Disponível em:
<
http://a-m.de/english/lexikon/mineral/sulfide/ realgar-bild2.htm> Acesso em: 12/01/2006
ARUNACHALAM, J.;MOHI, C., OSTAPCZUK, P.; EMONS, H. “Multi-Element
Characterization of Soil Samples with ICP-MS for Environmental Studies”, Fresenius'
Journal, v.352, p.577-581,
1995.
B'HYMER C.; CARUSO J.A., “Arsenic and its Speciation Analysis using High-
Performance Liquid Chromatography and Inductively Coupled Plasma Mass
Spectrometry”, Journal of Chromatography A. v.1045, p.1-13, 2004.
B'HYMER C.; CARUSO J.A., “Evolution of HPLC Systems for the separation and
quantification of Arsenic Compounds from Apple Extracts”. Journal of Liquid
Chromatography. v.25, p.639-646, 2002.
B'HYMER, C.; BRISBIN, J.A., SUTTON, K.L., CARUSO, J.A., “New Approaches for
Elemental Speciation using Plama Mas Spectrometry”, American Laboratory, v.32, p.17-
22, 2000.
BARRA, C.M.; SANTELLI R.E., ABRÃO J.J., LA GUARDIA M., “Especiação de
Arsênio- Uma Revisão”, Oumica Nova, v.23, p.58-70, 2000.
BAYON, M.M.; DE NICOLA, K.; CARUSO, J.A., “Liquid Chromatography – Inductively
Coupled Plasma-Mass Spectrometry”, Journal of Chromatography, v.1000, p. 457-476,
2003.
BEAUCHEMIM, D.”Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry”, Analytical
Chemistry,v.74, p. 2873-2894, 2002.
BEAUCHEMIM, D.; SIU, K.W.M.; MCLAREN, J.W.; BERMAN, S.S. “Determination of
Arsenic Species by High-Performance Liquid Chromatography-Inductively Coupled
Plasma Mass Spectrometry
”,
Journal of Analytical Atomic Spectrometry, v.3, p.285-289,
1989
.
BECKER, J.S.; DIETZE, H. “Inorganic Trace Analysis by Mass Spectrometry”,
Spectrochimica Acta Part B., p. 1475-1506, 1998
BECKER, K.; SHULTZ, C.; KAUS, S.; SEIWERT, M.; SEIFERT, B. “German
Environmental Survey 1998 (Ger ES III): Environmental Pollutants in the Urine of German
Population” Internacional Journal of Hygiene and Environmental Health, v.206, p.15-
24, 2003.
BENTLEY,R.; CHASTEEN, T.G. “Microbial Methylation of metalloids: Arsenic,
Antimony, Antimony, and Bismuth”. Microbiology and Molecular Biology Reviews.
v.66, p.250-271, n.2, 2002.
BROWN, J.L.; KITCHIN, K.T. ; GEORGE M. “Dimethylarsinic Acid Treatment Alters
Six Different Rat Biochemical Parameters: Relevance to arsenic carcinogenesis”.
Teratogenesis, Carcionogenesis, and Mutagenesis. v.17, p.71-84, 1997.
CARUSO, J.A.; KLAUE, B.; MICHALKE, B.; ROCKE, D.M. “Group Assessment –
Elemental Speciation”. Ecotoxicology and Environmental Safety. v.56, p. 32-44, 2003.
CDCC- Centro de Divulgação Científica e Cultural, Universidade de São Paulo – USP
Disponível em: <
http://www.cdcc.sc.usp.br/elementos/arsenio.html> Acesso em:
12/01/2006
COLLINS, C.H.; BRAGA, G.L.; BONATO, P.S. “Intodução a Métodos
Cromatográficos” 5ª Edição, Editora da Unicamp,Campinas,1993.
COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL (CETESB). Guia
de coleta e preservação de amostras de água. São Paulo: CETESB(SP), 1998.
DALMAZIO, I. “Avaliação do Potencial de Contaminação do lixo do Cururupe
Utilizando Análise por Ativação Neutrônica Instrumental(AANI) e Espectrometria de
Massa com Fonte de Plasma Induzido(ICP-MS)”. 2003. 76 f. Dissertação (Mestrado em
Ciências e Técnicas Nucleares), Escola de Engenharia, Departamento de Engenharia
Nuclear, Universidade Federal de Minas Gerais, Minas Gerais, Belo Horizonte.
59
DATE, A.R.; GRAY, A.L. “Plasma Source Mass Spectrometry Using an Industrial
Coupled Plasma and a High Resolution Quadrupole Mass Filter”. The Analvst. v. 106,
p.1255-1267, 1981.
DEAN, J.R.; MUNRO, S.; EBDON, L.; CREWS, H.M.; ROBERT C. “Studies of
metalloprotein species by directly coupled high-performance liquid chromatography
inductively coupled plasma mass spectrometry”. Journal of Analytical Atomic
Spectrometry. v.6, p.607-610,1987.
DELGANI, A.L.G.; CASS, Q.B.; VIEIRA, P.C. “Cromatografia - Um Breve Ensaio”,
Química Nova na Escola, v.7, p.21-25, 1998.
FEIRA DE CIÊNCIAS. Biologia, Física, Química e Tabela Periódica Disponível em:
<http://feiradeciencias.com/TabelaPeriodica/en/as.htm> Acesso em: 12/01/2006
FINNIGAM – “Finnigam Pocket Surveyor Operator’s Manual” Thermo Electron
Corporation, Germany, 2005.
FINNIGAN MAT. “Operating manual for Element ICP-MS”, Revision C.
Germany,1998.
GOYER, R.A.“Arsenic in Drinking Water”. National Academic Press, p.152-192,
Washington, DC, 1999.
HARAGUCHI, H. “Multi-Element Profiling Analyses of Biological, Geochemical and
Environmental Samples as Studied by Analytical Atomic Spectrometry”, Bulletin of the
Chemical Society of Japan, v.72, n.6, p.1163-1186, 1999.
HEITKEMPER, D.T. “Determination of Total and Speciated Arsenic in Rice by Ion
Chromatography and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry” Journal of
Analytical Atomic Spectrometry, v.16, p.299-306, 2001.
HOUK, R.S.; FASSEL, V.A.; FLESCH, G.D.; SVEC, H.J.; GRAY, A.L.; TAYLOR, C.E.
“Inductively Coupled Argon Plasma as an Íon Source for Mass Spectrometry
Determination for Trace Elements”, Analytical Chemistry, v.52, p. 2283-2289,1980.
60
HUDSON-EDWARDS, K.A.; JAMIESON, H.E.; CHARNOCK, J.M.; MACKLIN, M.G.
“Arsenic Speciation in Waters and Sediment of Ephemeral Floodplain Pools, Ríos Agrio-
Guadiamar, Aznalcóllar, Spain” Chemical Geology, v. 219, p.175-192, 2005.
ISERTE, L.O.; ROIG-NAVARRO, A.F.; HERNÁNDEZ, F. “Simultaneous Determination
of Arsenic and Selenium Species in Phosphoric Acid Extracts of Sediment Samples by
HPLC-ICP-MS” Analítica Chimica Acta v. 527, p. 97-104, 2004.
JARVIS, I.; JARVIS, K.E., “Plasma Spectrometry In The Earth Sciences: Techniques,
Applications And Future Trends”, Chemical Geology, v.95, p.1-33 ,1992.
LA GUARDIA, M.; GARRIGUES, S. “Strategies for the Rapid Characterization of Metals
and Organic Pollutants in Solid Wastes and Contaminated Soils by Using Mass
Spectrometry”, Trends in Analytical Chemistry, v. 7, n.5, p. 263-272,1998.
LASTRA, C.F.; CHARLES, P.M.; SANCHEZ, V.A.; FERRER, M.S.M.; HERNANDEZ,
E.L.M. “Método Analítico pr HPLC para Determinar Indinavir em Plasma Humano”,
Tecnologia Farmacêutica-Espanha, v.1, p.245-256, 2003.
LE, X.; MA, M. “Speciation of Arsenic Compounds by using Ion-Pair Chromatography
with Atomic Spectrometry and Mass Spectrometry Detection”, Journal of
Chromatography A, v.764, p.55-64, 1997.
LEERMAKERS, M.; BAEYENS, W.; DE GIETER, M.; SMEDTS, B.; MEERT, C.; DE
BISSCHOP, H.C.; MORABITO, R.; QUEVAUVILLER, Ph. “Toxic Arsenic Compounds
in Environmental Samples: Speciation and Validation” Trends in Analytical Chemistry,
v.20, n10, p.1-10, 2005.
LIN, S.; CULLEN, W.R.; THOMAS, D.J.“Methylarsenicals and Arsinothiols Are Potent
Inhibitors of Mouse Liver Thioredoxin Reductase” Chemical Research in Toxicology,
v.12 p. 924 – 930, 1999.
LOHS, KH.; STOCK, T. “The Challenge of Old Chemical Munitions and Toxic Waste”
SIPRI Chemical and Biological Warfare Studies Oxford University Press Oxford, UK,
n16, 360p, 1998.
LOUGH, W.J.; WAINER, I.W. “High Performance Liquid Chromatography:
Fundamental Principles and Practice”, Blackie Academic and Professional ,1995.
MANDAL, B.K.; OGRA, Y.; SUZUKI, K.T. “Toxicology Applicaled to Pharmacy
Speciation of Arsenic in Human Nail and Hair from Arsenic Affected Area by HPLC -
Inductively Coupled Argon Plasma Mass Spectrometry”. Toxicology in Applied
Pharmacy, v.189, p.73-83, 2003.
MANDAL, B.K.; SUZUKI, K.T. “Arsenic Around the World: A Review”
Talanta, v. 58,
p.201-235,2002.
MARAFANTE, E.; VAHTER, M.; DENCKER, L. “Metabolism of Arsenocholine in Mice,
Rats and Rabbits”
Science of The Total Environment Pages 223-240 volume 34 1984
MINERAL TOWN – Reports, Books, Articles and Information about Mineral and
Rocks Disponível em:<http://mineraltown.com/galeria/1c/mispiquel-papiol.jpg> Acesso
em:10/01/2006
MONTASER, A. (Ed.), “Inductively Coupled Plasma Source Mass Spectrometry”,
New York: VCH, 1998.
PERGANTIS, S.A.; HEITHMAR, E.M.; HINNERS, T.A. “Speciation of Arsenic Animal
Feed Additives by Microbore High performace Liquid Chromatography with inductively
Coupled Plasma Mass Spectrometry” The Analyst, v. 22, p.1063-1068, 1997.
PINTE, G.; VEADO, M.A.R.; OLIVEIRA, A.H.; KHALIS, M.; AYRAULT, S.; REVEL,
G. “Comparison of Neutron Activation Analysis and ICP-MS used for River Water
Pollution Control” Hydrobiologia v.373, p.61-73, 1998.
PIZARRO, I.; GOMEZ, M.; PALACIUS, M.A; CAMARA, C. “Evaluation of Stability of
Arsenic Species in Rice” Analytical and Bioanalytical Chemistry v.22, p.102-109,
2003.
QUAGHEBEUER, M.; RENGEL, Z. “The distribuiton of Arsenate and Arsenite in Shoots
and Roots of Holcus lanatus is Influenced by Arsenic Tolerance and Arsenate and
Phosphate Supply” Plant Physiology, v.132, p.1600-1609, 2003.
ROBARDS, K.; STARR, P.; PATSALIDES, E. “Metal Determination and Metal
Speciation by Liquid Chromatrography - A Review”, The Analyst, v.116, p.1247-1273,
1991.
RASMUSSEM, P.E.; SUBRAMANIAN, K.S.; JESSIMAN, B.J. “A Multi-Element profile
of House Dust in Relation to Exterior Dust and Soils in the City of Ottawa, Canada”, The
Science of the Total Environment, v.267, n.1-3, p.125-140, 2001.
SANZ-MEDEL, A. “Analytical Atomic Spectrometry going into the Next Millenium:
Photons or Íons, Atoms or Molecules?”, The Analyst, v.125, p.35-43, 2000.
SKOOG, D.A.; HOLLER, F.J.; NIEMAN, T.A. “Princípios de Análise Instrumental” 5º
edição, Ed. ARTMED – BOOKMAN, 836 pgs, 2002.
SLEJKOVEC, Z.; BAJC, Z.; DOGANOC, D.Z. “Arsenic Speciation Pattern in Freshwater
Fish” Talanta, v.62, p.931-936, 2004.
SPECTROSCOPY, “A Guide to Inductively Coupled Plasma Spectrometry”,Disponível
em: http://www.spectroscopyonline.com/spectroscopy/static/staticHtml.jsp?id=6852#
double Acesso em 17/01/2006.
STATES, J.C.; REINERS, J.J.; POUNDS, J.G.; KAPLAN, D.J.; BEAUERLE, B.D;
MCNEELY, S.C.; MATHIEU, P.; MCCABE, M.J. “Arsenite Disrupts Mitosis and Induces
Apoptosis in SV40-Transformed Human Skin Fibroblasts” Toxicology and Applied
Pharmacology.v.180,p.83-91,2002.
STEWER, D.; JAKUBOWSKI, N., “Elemental Analysis by Inductively Coupled Plasma
Mass Spectrometry with Sector Field Instruments: a Progress Report”, Journal of Mass
Spectrometry, v. 33, p. 579-590,1998.
STYBLO, M.; DEL RAZO,L.M.; VEGA,L.; GERMOLEC, D.R.; LECLUYSE, E.L.;
HAMILTON, G.A.; REED, W.; WANG, C.; CULLEN, W.R.; THOMAS, D.J.
“Comparative Toxicity of Trivalent and Pentavalent Inorganic and Methylated Arsenicals
in Rat and Human Cells” Archives of Toxicology v.74, n.6, p.289-297, 2000.
STYBLO, M.; SERVES, S.V.; CULLEN, W.R.; THOMAS, D.J. “Comparative Inhibition
of Yeast Glutathione Reductase by Arsenicals and Arsenothiols” Chemical research in
toxicology, v.10, p.27-33, 1997.
63
SUZUKI, K.T.; MANDAL, B.K.; OGRA, Y. “Speciation of Arsenic in Body Fluids”
Talanta. v.58, p.111-119, 2002.
SUZUKI, K.T.; TOMITA,T.; OGRA, Y.; OHIMICHI, M. “Glutathione Conjurated
Arsenics in the Potencial Hepato-Enteric Circulation in Rats” Chemical Research in
Toxicology, v.14, p.1604-1611, 2001.
TEMPLETON, D.M.; ARIESE, F.; CORNELIS, R.; DANIELSSON, G.; MUHTAU, H.;
VAN LEEUWEN, H.P.; LOBINSKI, R. “Guidelines for Terms Related to Chemical
Speciation and Fractionation of Elements: Definitions, Structural Aspects and Methodical
Approaches” Pure Applicated Chemistry, v.72, p.1453-1470, 2000.
THOMPSON, J.J.; HOUK, R. S. “Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometric
Detection for Multielement Flow Injection Analysis and Elemental Speciation by Reversed-
Phase Liquid Chromatography
”
Analytical Chemistry, v.58, p.2541-2548, 1986
.
TOMLINSON, M.J.; LIN, L.; CARUSO, J.A. “Plasma Mass Spectrometry as a Detector
for Chemical Speciation Studies” The Analyst, v.120, p.583 – 589, 1995.
URSEA
- Unione Rocciatori Scalatori e Affini Disponível em:
<http://www.ursea.it/gite/agliana/ minerali_di_Giancarlo_Mangonio.htm> Acesso em:
10/01/2006
US.EPA – United States Environmental Protection Agency Disponível em:
http://www.epa.gov/OGWDW/standarts.html Acesso em: 09/01/2006
VG-Elemental, “Plasma Quad System Manual for ICP-MS”, Fisions Instruments,
Germany 2002.
VAHTER, M.; MARAFANTE, E.; DENCKER,L. “Metabolism of Arsenobetaine in Mice,
Rats and Rabbits” Science of The Total Environment, v.34, p.223-240,1984.
VEADO, M.A.R.V.; OLIVEIRA, A.H.; REVEL, G.; PINTE, G.; AYRAULT, S.;
TOULHOAT, P. “Study of Water and Sediment Interactons in the Das Velhas River, Brazil
– Major and Trace Elements” Water SA, v.26, p.255-259, 2000.
64
VEADO, M.A.R., PINTE, G., OLIVEIRA, A.H,. REVEL, G. “Application of Instrmental
Neutron Activation Analysis and Inductively Coupled Mass Spectrometry to Studing the
River Pollution in the State of Minas Gerais” Jourmal of Radioanalytical and Nuclear
Chemistry, v.217, n.1, p.101-106, 1997.
VELA, N.P.; OLSON, L.K.; CARUSO, J.A. “Elemental Speciation with Plasma Mass
Spectrometry”. Analytical Chemistry. v.65, pp. 585A-597, 1993.
VENUPOPAL, B.; LUCKEY, T.D. “Metal Toxicity in Mammals” v.2, Plenum Press –
New York, 1978.
VIERA, J.G.H.; NAKAMURA, O.H.; NOGUTI, K.O. “Aplicação da Cromatografia
Líquida de Alta Perfomance como Método Preparativo para Dosagens de Esteróides
Hormonais”, Arq. Brasileira de Endocrinologia Metabólica, v.46,n.1, p.91-95, 2002.
WAALKES, M.P.; LIU, J.; WARD, J.M.; DIWAN, B.A. “Mechanism underlying arsenic
carcinogenesis: Hypersensitivity of Mice exposed to Inorganic Arsenic during Gestation”
Toxicology, v.198, p. 31-38, 2004.
WANG, J.; ZHAO, F.J.; MEHARG, A.A.; RAAB, A.; FELDMANN, J.; MCGRATH, S.P.
“Mechanism of Arsenic Hyperaccumulation in Pteris vittata. Uptake Kinects, Interations
with Phoshate, and Arsenic Speciation” Plant Physiology, v.122, p.1552-1561, 2002.
WHO – WORLD HEALTH ORGANIZATION “Guidelines for Drinking Water
Quality” Disponível em: http:<www.who.int/water_sanitation/dwg/gwg3/en/index.html>
Acesso em: 12/01/2006.
ZOOROB, G.K.; MCKIERNAN, J.W.; CARUSO, J.A. “Chromatography/Plasma Mass
Spectrometry for Elemental Speciation Studies”, Mikrochimica Acta. v.128, p.145-168,
1998.
65
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