Estratégias analíticas para determinação de urânio em amostras de águas e efluentes industriais

Abstract

O trabalho foi desenvolvido no âmbito do projeto 993/2007 – “Desenvolvimento de estratégias analíticas para a determinação de urânio em amostras ambientais e industriais – Monitoramento ambiental da cidade de Caetité, Bahia” e viabilizado através de uma parceria firmada entre a Universidade Federal da Bahia e a Comissão Nacional de Energia Nuclear. Neste trabalho foram desenvolvidas estratégias para a determinação de urânio em amostras de águas naturais e efluentes provenientes de mina de urânio. Uma avaliação crítica da determinação de urânio por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) foi realizada usando planejamentos fatoriais e Doehlert envolvendo as variáveis: concentração de ácido, potência de radiofrequência e vazão do gás de nebulização. Simultaneamente, cinco linhas de emissão foram estudadas (367,007; 385,464; 385,957; 386,592 e 409,013 nm), na presença de HNO3, H3C2OOH ou HCl. As determinações empregando o HNO3 foram as mais sensíveis. Entre as variáveis estudadas, a vazão do gás de nebulização foi a mais significativa, para as cinco linhas de emissão. A presença de cálcio causou interferência na intensidade de emissão de algumas linhas e ferro não interferiu (pelo menos até 10 mg L−1) nas cinco linhas estudadas. A presença de outros 13 elementos foi avaliada simultaneamente e, não afetou a intensidade de emissão. Sob condições otimizadas, usando a linha 385,957 nm, o método permite a determinação de urânio com limite de quantificação de 30 μg L−1 e precisão, expressa como RSD, menor que 2,2% para as concentrações de urânio de 500 e 1000 μg L−1. Na segunda estratégia, um procedimento em fluxo, com alta sensibilidade foi proposto para a determinação de urânio em amostras de água. Uma cela de caminho óptico de 100 cm baseada em guia de onda com núcleo líquido (LCW) foi usada para aumentar a sensibilidade do método do arsenazo III e possibilitar a detecção de urânio para atender aos limites estabelecidos pela legislação ambiental vigente. O sistema de fluxo foi desenvolvido com microbombas solenoide, a fim de melhorar a mistura e minimizar o consumo de reagente, bem como a geração de resíduos. A resposta linear do método observada foi 5,0-150,0 µg L-1, com limite de detecção, RSD e frequência de amostragem estimados em 1,3 µg L-1 (99,7% de confiança), 0,7% (n = 20) e 40 determinações por hora, respectivamente. O consumo de arsenazo III foi reduzido em 1250 vezes em comparação com um procedimento de pré-concentração em fase sólida. A exatidão dos métodos foi confirmada pela análise de dois materiais de referência de laboratório fornecido pela CNEN. Além disso, uma amostra de efluente foi analisada por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e as recuperações foram satisfatórias. Os métodos desenvolvidos foram aplicados na determinação de urânio em água potável, de rio e de poço, e efluentes industriais provenientes das minas de extração de urânio da cidade de Caetité. Os resultados encontrados para urânio em amostras de água potável de Caetité estavam abaixo do limite de quantificação dos métodos, exceto para uma amostra de água de poço subterrâneo (17,0 ± 0,8 µg L-1) e uma amostra de água de rio coletada nas imediações da mina (9,6 ± 0,8 µg L-1).