Orientador: Adriana Vitorino Rossi

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química

Resumo: Pb(II) e um contaminante acumulativo em solos; reações de spot test servem para análises exploratórias para avaliar contaminações. A reação de spot test entre Pb(II) e rodizonato (ROD) forma um complexo vermelho (PbROD), que pode ser quantificado em dispositivo microfluídico em papel (mPAD)...

Resumo: Pb(II) e um contaminante acumulativo em solos; reações de spot test servem para análises exploratórias para avaliar contaminações. A reação de spot test entre Pb(II) e rodizonato (ROD) forma um complexo vermelho (PbROD), que pode ser quantificado em dispositivo microfluídico em papel (mPAD) em associação com análise digital de imagens, estudada neste trabalho para aplicação em solos. Misturas reacionais de ROD 9,96 mmol L, em tampão tartarato, e soluções aquosas de Pb(NO3)2 na faixa de concentração de 0,20 a 5,00 mmol L foram utilizadas para a formação de PbROD em mPAD e empregadas no desenvolvimento do método que envolveu a utilização de um scanner comercial para obtenção das imagens e, um programa para extração de dados de cores em sistema RGB (Red, Green e Blue) para quantificação por meio de curvas de calibração. O método desenvolvido foi aplicado para análise de Pb(II) em 28 amostras de solos dopadas com (PbNO3)2 a uma concentração 300 mg kg de solo, utilizando solução de HNO3 0,43 mmol L como extrator, que extraiu em média 75% do Pb(II) adicionado. A limitação imposta pelas barreiras hidrofóbicas no mPAD foi crucial para viabilizar a quantificação de Pb(II). Os dados extraídos da componente G da imagem do produto da reação obtido no mPAD apresentaram os melhores resultados. A precisão intermediária do método de spot test para Pb(II) formando PbROD foi 4 %, com limites de detecção e quantificação iguais a 0,07 e 0,24 mmol L, respectivamente. Das 28 amostras estudadas, sete não desenvolveram cor na reação devido às características físicas e químicas dos solos e a presença de possíveis interferentes (principalmente Ba, Sr, Matéria Orgânica, P e Argila). A grande heterogeneidade dos solos e os complexos mecanismos de adsorção e dessorção dos íons que afetam sua disponibilidade para a reação de análise representam aspectos limitantes para a aplicação do método desenvolvido, porém os resultados apontaram adequação para análise semiquantitativa exploratória de Pb(II) em áreas de solos contaminados

Abstract: Lead (Pb) is a cumulative soil contaminant, which can be assessed by spot test reactions in exploratory analyzes regarding soil contamination. The spot test reaction between Pb(II) and rhodizonate (ROD) forms a red complex (PbROD), which can be quantified on paper microfluidic device...

Abstract: Lead (Pb) is a cumulative soil contaminant, which can be assessed by spot test reactions in exploratory analyzes regarding soil contamination. The spot test reaction between Pb(II) and rhodizonate (ROD) forms a red complex (PbROD), which can be quantified on paper microfluidic device (mPAD) in combination with digital image analysis. The objective with this work was to develop a method based on the aforementioned system, for the determination of Pb(II) in soils. Reaction mixtures containing 9.96 mmol L of ROD (prepared in tartrate buffer) and aqueous solutions of Pb(NO3)2 in a concentration range from 0.20 to 5.00 mmol L were used to form PbROD in mPAD and employed for the method development. A commercial scanner was used to obtain images and a program was employed to extract data from the RGB (Red, Green and Blue) colors system for Pb(II) quantification, by using calibration curves. The method was applied for the analysis of Pb(II) in 28 soil samples spiked with Pb(NO3)2 at a concentration of 300 mg kg of soil and a 0.43 mmol L HNO3 solution was used as the extractant, which was able to extract, in average, 75% of Pb(II) added. The limitation imposed by hydrophobic barriers in the mPAD was crucial to enable the quantification of Pb(II). The data extracted from the G component of the image of the reaction product obtained in the mPAD showed the best results. Intermediate precision of the spot test method for Pb(II) forming PbROD was 4%, with limits of detection and quantification equal to 0.07 and 0.24 mmol L, respectively. From the 28 samples studied, seven did not develop color in the reaction, due to their physical and chemical characteristics and the presence of possible interferences (mainly Ba, Sr, Organic matter, P and clay content). The great heterogeneity of soils and the complex mechanisms of sorption and desorption of ions, that affect their availability for reaction analysis, represent limiting aspects for the quantitatively application of the method for soils. But the results show suitability for semiquantitative exploratory analyzes of Pb (II) in areas with soils contaminated with this element