https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44425| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Determinação sequencial de Cd, Cu, Mn e Pb utilizando análise de suspensão por FS-F AAS e avaliação da concentração de Hg em amostras de poeira urbana coletadas em Santo Amaro, Bahia, Brasil. |
| Título(s) alternativo(s): | Sequential determination of Cd, Cu, Mn, and Pb using slurry sampling by FS-F AAS and evaluation of Hg concentration in urban dust samples collected in Santo Amaro, Bahia, Brazil. |
| Autor(es): | Francisco, Rafael Ribeiro |
| Primeiro Orientador: | Araujo, Rennan Geovanny Oliveira |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Araujo, Rennan Geovanny Oliveira |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Korn, Maria das Graças Andrade |
| metadata.dc.contributor.referee3: | Maranhão, Tatiane de Andrade |
| Resumo: | Esta dissertação de mestrado aborda o desenvolvimento, as características de desempenho analítico e aplicação de métodos analíticos para a determinação de metais traço em amostras de poeira urbana, com foco na avaliação ambiental da área urbana de Santo Amaro, Bahia, Brasil. O trabalho foi dividido em duas partes complementares, envolvendo abordagens analíticas distintas e aplicações ambientais e de risco à saúde humana. Na primeira parte, foi desenvolvido e otimizado um método analítico para a determinação sequencial de Cd, Cu, Mn e Pb em poeira urbana empregando o preparo de amostras na forma de suspensão e detecção por espectrometria de absorção atômica com chama (F AAS) no modo sequencial rápido de análise (FS - fast sequential). O estudo da massa de amostra indicou que a faixa entre 10 e 75 mg proporcionou uma condição mais favorável ao procedimento de preparo da suspensão, sendo selecionada a massa de 50 mg, conciliando boa relação sinal/ruído e manutenção da linearidade analítica. O trabalho utiliza planejamento fatorial fracionário e planejamento Doehlert para otimizar as condições experimentais, com avaliação do meio ácido, tempo de sonicação e do uso de sufactante (Triton X-100). A otimização experimental indicou que o uso de HNO3 1,25 mol L-1, sem adição de surfactantes, com tempo de sonicação de 30 min, resultou no melhor desempenho analítico. O método analítico apresentou valores de limites de quantificação (LoQ) variando de 3,03 a 81,6 mg kg-1. A exatidão foi confirmada pela análise química de materiais de referência certificados (CRM) de cinzas atmosféricas (BCR 176R – Fly Ash) e de poeira urbana (BCR 723 – Road Dust), com valores de concordância entre 88,0 (± 0,6) e 91,8 (± 0,1) %. A precisão foi expressa como desvio padrão relativo (%RSD), com valores abaixo de 5% (n=3). A metodologia permitiu a análise de poeira urbana com redução no consumo de reagentes e simplificação do preparo de amostras, o que viabiliza sua aplicação em estudos ambientais. Na segunda parte, foi aplicada a determinação direta de Hg em 21 amostras de poeira urbana coletadas no município de Santo Amaro, Bahia, utilizando decomposição térmica e detecção por espectrometria de absorção atômica (AAS). Os limites de detecção (LoD) e de quantificação (LoQ) obtidos foram de 0,08 ng g-1 e 0,25 ng g-1, respectivamente. A exatidão do método foi confirmada pela análise química do CRM de elementos traço em fertilizante multi-nutriente (NIST 695 - Trace Elements in Multi-Nutrient Fertilizer), com concordância de 106,3 (± 5,2%). O valor de RSD foi inferior a 5%. O método analítico permitiu a quantificação de Hg em uma ampla faixa de concentrações, evidenciando distribuição espacial heterogênea, boa exatidão e precisão. As concentrações de Hg variam de 15,8 (± 0,3) ng g-1, a 1198 (± 29) ng g-1, com média de 54,9 (± 32,6) ng g-1, e mediana de 46,1 ng g-1, após aplicação de teste de normalidade de Shapiro-Wilk (SW-W). As maiores concentrações foram observadas em áreas de maior urbanização, tráfego veicular intenso e proximidade com sítios industriais. A interpretação ambiental foi realizada por meio do fator de enriquecimento (EF), índice de geoacumulação (Igeo) e índices de risco ecológico (Er), calculados a partir de um background geoquímico regional específico para o estado da Bahia. Os resultados indicaram enriquecimento significativo e risco ecológico elevado em pontos localizados, com risco ecológico potencial muito alto para a área de estudo, considerando o período específico de coleta das amostras e as condições climáticas vigentes naquele momento. A sustentabilidade dos métodos analíticos para determinação sequencial de Cd, Cu, Mn e Pb com preparo de suspensão e para determinação direta de Hg foi avaliada por meio do índice AGREE (Analytical greenness metric), apresentando escore de 0,78 e 0,86, respectivamente, correspondendo à uma elevada aderência aos princípios da Química Analítica Verde. De forma geral, os resultados demonstram que os métodos analíticos aplicados são viáveis, confiáveis e adequados para o monitoramento ambiental de metais traços em poeira urbana. |
| Abstract: | This master’s dissertation addresses the development, analytical performance characteristics, and application of analytical methods for the determination of trace metals in urban dust samples, with a focus on the environmental assessment of the urban area of Santo Amaro, Bahia, Brazil. The work was divided into two complementary parts, involving distinct analytical approaches and environmental and human health risk applications. In the first part, an analytical method was developed and optimized for the sequential determination of Cd, Cu, Mn, and Pb in urban dust using sample preparation in the form of slurry and detection by flame atomic absorption spectrometry (F AAS) in fast sequential mode (FS). The study of sample mass indicated that the range between 10 and 75 mg provided the most suitable condition for the suspension preparation procedure, thus, a mass of 50 mg was selected, ensuring a good signal-to-noise ratio while maintaining analytical linearity. Fractional factorial design and Doehlert design were employed to optimize the experimental conditions, including the evaluation of the acidic medium, sonication time, and the use of a surfactant (Triton X-100). Experimental optimization indicated that the use of 1.25 mol L-1 HNO3, without surfactant addition, and a sonication time of 30 min resulted in the best analytical performance. The analytical method presented limits of quantification (LoQ) ranging from 3.03 to 81.6 mg kg-1. Accuracy was confirmed by the chemical analysis of certified reference materials (CRM) of fly ash (BCR 176R) and road dust (BCR 723), with agreement values ranging from 88.0 (± 0.6) to 91.8 (± 0.1)%. Precision was expressed as relative standard deviation (%RSD), with values below 5% (n = 3). The methodology enabled the analysis of urban dust with reduced reagent consumption and simplified sample preparation, supporting its applicability in environmental studies. In the second part, the direct determination of Hg was applied to 21 urban dust samples collected in the municipality of Santo Amaro, Bahia, using thermal decomposition and detection by atomic absorption spectrometry (AAS). The limits of detection (LoD) and quantification (LoQ) obtained were 0.08 ng g-1 and 0.25 ng g-1, respectively. Method accuracy was confirmed by the chemical analysis of a CRM for trace elements in multi-nutrient fertilizer (NIST 695), with an agreement of 106.3 (± 5.2)%. The %RSD value was below 5%. The analytical method allowed the quantification of Hg over a wide concentration range, revealing a heterogeneous spatial distribution, as well as good accuracy and precision. Hg concentrations ranged from 15.8 (± 0.3) ng g-1 to 1198 (± 29) ng g-1, with a mean of 54.9 (± 32.6) ng g-1 and a median of 46.1 ng g-1, after application of the Shapiro–Wilk (SW–W) normality test. The highest concentrations were observed in areas with greater urbanization, intense vehicular traffic, and proximity to industrial sites. Environmental interpretation was performed using the enrichment factor (EF), geoaccumulation index (Igeo), and ecological risk indices (Er), calculated based on a regional geochemical background specific to the state of Bahia. The results indicated significant enrichment and elevated ecological risk at localized points, with a very high potential ecological risk for the study area, considering the specific sampling period and the prevailing climatic conditions at that time. The sustainability of the analytical methods for the sequential determination of Cd, Cu, Mn, and Pb using suspension preparation and for the direct determination of Hg was evaluated using the AGREE (Analytical Greenness Metric) index, yielding scores of 0.78 and 0.86, respectively, indicating high adherence to the principles of Green Analytical Chemistry. Overall, the results demonstrate that the applied analytical methods are feasible, reliable, and suitable for the environmental monitoring of trace metals in urban dust. |
| Palavras-chave: | Química analítica Poeira urbana Análise direta da amostra Preparo de amostra - Suspensão Química ambiental Química verde |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ANALISE DE TRACOS E QUIMICA AMBIENTAL CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::INSTRUMENTACAO ANALITICA CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::METODOS OTICOS DE ANALISE |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora / Evento / Instituição: | Universidade Federal da Bahia |
| Sigla da Instituição: | UFBA |
| metadata.dc.publisher.department: | Instituto de Química |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Química |
| Citação: | FRANCISCO, Rafael Ribeiro. Determinação sequencial de Cd, Cu, Mn e Pb utilizando análise de suspensão por FS-F AAS e avaliação da concentração de Hg em amostras de poeira urbana coletadas em Santo Amaro, Bahia, Brasil. 2026. 134 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2026. |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44425 |
| Data do documento: | 6-Mar-2026 |
| Aparece nas coleções: | Dissertação (PPGQUIM) |
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| Rafael Ribeiro Francisco - Dissertação.pdf | 2,22 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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