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Type: TESE
Title: Determinação de elementos-traço em águas e rochas por ICP-MS quadrupolar com cela de colisão
Title Alternative: Trace elements determination in water and rocks by quadrupole ICP-MS with collision cell
Author: Cotta, Aloísio José Bueno
Advisor: Enzweiler, Jacinta, 1955-
Abstract: Resumo: A espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) possibilita determinações multielementares rápidas e com baixos limites de detecção numa variedade de matrizes, dentre elas as geológicas. Neste estudo, métodos comparativos utilizando um ICP-MS quadrupolar equipado com cela de colisão (CC) foram estabelecidos para determinar amplos conjuntos de elementos-traços em águas e em rochas. A aplicabilidade e as limitações da CC para atenuar interferências poliatômicas sobre os isótopos empregados foram amplamente investigadas. Em condições ótimas, muitas interferências puderam ser eliminadas ou significativamente atenuadas, o que tornou os métodos menos dependentes de correções matemáticas. Para a análise de rochas, técnicas clássicas de dissolução envolvendo misturas ácidas, como HF/HNO3, foram utilizadas e um novo procedimento com equipamento que possibilita efetuar a digestão sob pressão de até 13 MPa é proposto. Nesse caso, a precipitação de AlF3, o qual retém alguns elementos-traço, principalmente Co, Sr, Ba e Pb, foi o maior obstáculo à recuperação quantitativa dos analitos. A formação de AlF3 foi evitada com a adição de Mg à porção teste e com o controle da temperatura de digestão. A decomposição por sinterização com peróxido de sódio foi também investigada e verificou-se que a inclusão de uma etapa de aquecimento da dispersão resultante da dissolução do sinterizado em água, antes da separação do precipitado de hidróxidos de Fe e Ti, o qual retém os elementos-traço, auxilia na coprecipitação de Ni, Zr, Nb, Cd, Sn, Sb, Hf, Pb e Th e permite acrescentá-los à lista de elementos determináveis. Os métodos foram validados pela análise de um conjunto de materiais de referência (MR), alguns deles certificados. Os resultados obtidos demonstraram que os métodos desenvolvidos para águas e rochas apresentaram tendência e coeficientes de variação menores que 5% para a maior parte dos mensurandos. Os resultados obtidos para os MR certificados de rochas, BRP-1 e OU-6, foram utilizados para calcular a incerteza do método ao nível aproximado de confiança de 95%. A técnica de diluição isotópica foi aplicada para determinar Cr, Ni, Cu, Zn, Sr e Sn em alguns MR de rochas em uso e em candidatos a MR, com o objetivo de estabelecer o método e contribuir com novos valores para esses MR. As incertezas de todas as etapas do procedimento foram estimadas. Os resultados obtidos evidenciam que o valor certificado de Cr em BRP-1 deveria ser revisto e confirmam a necessidade do estabelecimento da rastreabilidade metrológica durante a certificação de MR.

Abstract: Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) is suited for fast multi-trace element determinations with low detection limits in a variety of matrices, including geological samples. In this study we established comparative analytical methods for the determination of an expressive number of trace elements in water and rock samples using an ICP-MS equipped with collision cell (CC). The applicability and limitations of CC for polyatomic interference attenuation over the isotopes used were widely investigated. Under optimized conditions, many interferences were eliminated or significantly attenuated, so these methods depend less on mathematical corrections. For rock analyses, classical multi-acid decomposition techniques, with mixtures like HF/HNO3, were used, and a new procedure with equipment that allows digestion at 13 MPa is proposed. In this case, the precipitation of AlF3, which retains some trace elements like Co, Sr, Ba and Pb preferentially, was the major drawback in achieving quantitative recoveries. The formation of AlF3 was inhibited by adding Mg to the test portion and controlling the temperature of digestion. Sample decomposition by sintering with sodium peroxide was also tested and was demonstrated that including a heating step of the sinter dispersion obtained after dissolution in water and before the separation of the precipitated Fe and Ti hydroxides, which retain many trace elements, helps to achieve a quantitative co-precipiation of Ni, Zr, Nb, Cd, Sn, Sb, Hf, Pb and Th and allows to include them to the list of determinable elements. The methods were validated by analysis of a set of reference materials (RM) some of them certified. Relative standard deviations and bias of the results were less than 5% for most of the measurands. The results obtained for the certified RM BRP-1 and OU-6 were used to calculate the measurement uncertainty at the approximate 95% confidence interval. The isotope dilution technique was applied to determine Cr, Ni, Cu, Zn, Sr and Sn in some geochemical RM in use and in candidate RM, with the objective of establishing the method to contribute with new values for the analysed RM. The uncertainties of the whole analytical procedure were estimated. The results obtained show that the certified value of Cr in BRP-1 should be reviewed and confirm the need of establishing the metrological traceability during the certification of RM.
Subject: Geoquímica
Elementos traços
Análise por diluição isotópica
Método de decomposição
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2010
Appears in Collections:IG - Tese e Dissertação

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