Notícia

Técnica com calibração inovadora consegue detectar mercúrio em chorume de aterro sanitário

Fonte

Embrapa | Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

Data

terça-feira, 4 julho 2023 14:10

Áreas

Engenharia Ambiental. Física. Fotônica. Gestão de Resíduos. Materiais. Saneamento. Saúde. Solos. Tecnologias. Toxicologia.

Pesquisadores da Embrapa Instrumentação e da Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo (EEL-USP) desenvolveram um modelo de calibração capaz de quantificar mercúrio em chorume de aterro sanitário e em amostra certificada de solo. O modelo faz a calibração da técnica de espectroscopia de emissão de plasma induzido por laser (LIBS) com uma amostra de solo. Trata-se de um feito inédito no mundo, porque é a primeira vez que um grupo de pesquisa consegue calibrar essa técnica com um tipo de amostra e aplicá-la a outra.

Apesar de ser considerada uma técnica poderosa, a LIBS apresenta baixa sensibilidade para alguns elementos, entre eles o mercúrio. Para contornar esse obstáculo, os pesquisadores empregaram um sistema LIBS de duplo pulso (DP-LIBS), desenvolvido de forma inédita no Brasil, na Embrapa Instrumentação, com parâmetros otimizados para cada uma das duas amostras – solo e chorume. Um dos principais avanços do estudo foi melhorar o limite de detecção do sistema DP-LIBS para o mercúrio, tornando-o mais preciso e sensível quando comparado a sistemas LIBS convencionais.

O maior desafio da pesquisa foi fazer com que o mesmo protocolo de medida fosse empregado para analisar diferentes tipos de amostra. Além disso, o modelo conseguiu corrigir as variações dos dados causadas pelas condições experimentais. O estudo demonstrou que é possível otimizar o sistema LIBS para cada tipo de amostra, etapa importante para quantificação de mercúrio em concentrações baixas.

Potencial do método

De acordo com o Dr. Paulino Ribeiro Villas-Boas, pesquisador da Embrapa e coordenador do estudo, a proposta era confirmar uma teoria, a possibilidade de se usar a técnica LIBS para medir diferentes tipos de amostras, como as de solos e as de chorume, com o mesmo modelo.

Para ele, o modelo desenvolvido abre novas possibilidades para análises usando LIBS: “Esse resultado indica que o modelo tem potencial não apenas para reduzir os efeitos dos tipos de amostras analisadas, mas também para compensar variações do sistema LIBS, permitindo assim otimizar o sistema para cada tipo de amostra e para cada elemento”, disse o pesquisador.

“Os efeitos nos tipos de amostras causados pelas propriedades físico-químicas delas levam a variações nos parâmetros do plasma e nas intensidades das linhas de emissão e podem comprometer a confiabilidade dos resultados”, explicou o Dr. Carlos Renato Menegatti, professor da EEL-USP. Ele contou que, embora as amostras tenham características físico-químicas distintas, não se sabia até que ponto essas diferenças poderiam afetar as intensidades da linha de emissão de mercúrio.

Aplicação em solo e chorume

As análises foram realizadas com amostras de 540 mg de solo, em São Carlos (SP), e uma amostra de 500 mg de chorume coletada do aterro de Cachoeira Paulista (SP).

Para detectar a presença de mercúrio, o chorume passou por um processo de secagem em estufa e o resíduo seco transformado em pastilha sólida de 5 milímetros, assim como a amostra de solo. “Quando o laser incide sobre a superfície da pastilha de chorume ou de solo, o material absorve a energia e passa por um processo de aquecimento e ruptura de moléculas gerando um plasma, com temperatura inicial em torno de 50 mil K (acima da temperatura na superfície do Sol, que é de aproximadamente 5,8 mil K)”, detalhou a Dra. Débora Milori, pesquisadora da Embrapa.

Segundo a pesquisadora, a luz emitida pelo plasma é capturada por um espectrômetro, que permite identificar os elementos presentes na amostra a partir das suas linhas de emissão. Com a intensidade das linhas de emissão específica de cada elemento, pode-se medir a quantidade de metais pesados como o mercúrio em apenas alguns minutos.

“No trabalho atual, não apenas conseguimos reduzir os efeitos de matriz, mas também corrigimos as diferenças nas condições experimentais sob as quais os conjuntos de amostras foram medidos”, afirmou Luis Carlos Leva Borduchi, bolsita da FAPESP no Instituto de Física da USP (IFUSP) e orientado pelo Dr. Paulino Villas-Boas no Laboratório Nacional de AgroFotônica (Lanaf) da Embrapa Instrumentação.

O estudo foi publicado na revista científica Journal of Analytical Atomic Spectroscopy.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Embrapa.

Fonte: Joana Silva, Embrapa Instrumentação. Imagem: amostras de solo, peixe e outros produtos. Fonte: Guilherme Lima, Embrapa.