Publicação: Determinação de Elementos Tecnologicamente Críticos (ETC) no rio Paraíba do Sul, trecho de São José dos Campos, utilizando a Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS) e a técnica de Difusão em Filmes Finos por Gradiente de Concentração (DGT)
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Autores
Orientador
Menegário, Amauri Antonio 
Elias, Lucas Pellegrini
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Ecologia - IB
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Elementos tecnologicamente críticos (ETC) estão sendo utilizados em larga escala por tecnologias emergentes para aumentar a funcionalidade de produtos, como no setor da indústria eletrônica. Esses elementos químicos são lixiviados para os ambientes aquáticos devido a liberação de efluentes residuais dos processos industriais. Com isso, representam riscos, tanto para saúde humana, quanto para o meio ambiente. Contudo, ainda há lacunas na compreensão dos ETC, desde níveis ambientais até seus efeitos toxicológicos. Devido ao rio Paraíba do Sul estar localizado próximo ao polo industrial de São José dos Campos (SP), esta área representa um potencial receptor de ETC advindos de efluentes industriais. Portanto, os objetivos desse estudo foram determinar e avaliar a labilidade de elementos tecnologicamente críticos nas águas do rio Paraíba do Sul no trecho de São José dos Campos, bem como analisar métodos para diminuir possíveis interferências com o uso dos sistemas APEX e SPIRO acoplado ao ICP-MS. Para isso foram imersos em sete pontos ao longo do rio dispositivos DGT, coletadas amostras para análise das frações totais e dissolvidas e medidos o pH, condutividade e temperatura da água no momento das imersões. Em laboratório os DGT foram desmontados e o disco Chelex-100 foi eluído por 24 horas em agitação. Para a determinação o ICP-MS foi otimizado, assim como no acoplamento do sistema APEX e no acoplamento do SPIRO. A especiação ocorreu através do software CHEAQS utilizando os dados coletados em campo de pH e potencial redox. Os resultados obtidos com a utilização do SPIRO foram contrarias ao esperado pois não obteve o potencial máximo de otimização. O acoplamento do sistema APEX ao ICP-MS resultou em uma considerável redução da formação de óxidos, reduzindo consequentemente as interferências. As determinações da primeira campanha de coleta apresentaram elevadas concentrações de analitos em três pontos devido suas proximidades de industrias. A segunda campanha de coleta, diferente da primeira, apresentou uma elevada concentração de La (16 µg/ L) e de Ce (5,15 µg/L). A especiação da primeira campanha de coleta resultou em uma grande quantidade de espécies no ponto 4b devido à baixa concentração de fosfato. A fração filtrada mostrou que a especiação pelo CHEAQS está em desacordo com a porcentagem obtida através da fração filtrada e obtida pelo DGT. A especiação da segunda campanha de coleta mostrou-se dessa vez mais equilibrada entre os pontos. A fração filtrada da segunda campanha de coleta também está em desacordo com as espécies obtidas através do CHEAQS e a porcentagem obtidas pelo DGT. A partir desses resultados pode-se dizer que há elementos tecnologicamente críticos no rio Paraíba do Sul, no entanto, análises mais aprofundadas de contaminação e ecotoxicologia são necessárias devido a lacuna de pesquisa e conhecimento no Brasil.
Resumo (inglês)
Technologically Critical Elements (TCE) are being used on a large scale by emerging
technologies to increase product functionality, such as in the electronics industry
sector. These chemical elements are leached into aquatic environments due to the
release of residual effluents from industrial processes. As a result, they pose risks to
both human health and the environment. However, there are still gaps in the
understanding of TCEs, from environmental levels to their toxicological effects. In
addition, there is a lack of application of risk assessment processes, as information
regarding these elements is scarce in the reports and ordinances of Brazilian
environmental agencies. Due to the Paraíba do Sul river being located close to the
industrial hub of São José dos Campos (SP), this area represents a potential TCE
recipient from industrial effluents. Therefore, the objectives of this study were to
determine and evaluate the lability of technologically critical elements in the waters of
the Paraíba do Sul River in the São José dos Campos stretch, as well as to analyze
methods to reduce possible interference with the use of APEX and SPIRO systems
coupled to the ICP-MS. For this, DGT devices were immersed at seven points along
the river, samples were collected for analysis of the total and dissolved fractions and
the pH, conductivity and temperature of the water were measured at the time of
immersion. In the laboratory, the DGTs were disassembled and the Chelex-100 disk
was eluted for 24 hours under agitation. For the determination in the ICP-MS it was
optimized, as well as in the coupling of the APEX and of the SPIRO systems.
Speciation occurred through the CHEAQS software using the data collected in the field
of pH and redox potential. The results obtained with the use of SPIRO were contrary
to expectations because it did not obtain the maximum optimization potential. The
coupling of the APEX system to the ICP-MS resulted in a considerable reduction in the
formation of oxides, consequently reducing interferences. The determinations of the
first collection campaign showed high concentrations of analytes in three points due to
their proximity to industries. The second collection campaign, different from the first,
showed a high concentration of La (16 µg/L) and Ce (5.15 µg/L). Speciation from the
first collection campaign resulted in a large number of species at point 4b due to low
phosphate concentration. The filtered fraction showed that speciation by CHEAQS is
in disagreement with the percentage obtained through the filtered fraction and obtained
by DGT. The speciation of the second collection campaign proved to be more balanced
between the points. The fraction filtered from the second collection campaign is also
at odds with the species obtained through CHEAQS and the percentage obtained by
DGT. From these results it can be said that there are technologically critical elements
in the Paraíba do Sul River, however, more in-depth analyzes of contamination and
ecotoxicology are necessary due to the research and knowledge gap in Brazil.
Descrição
Palavras-chave
Rio Paraíba do Sul, DGT, ICP-MS, Especiação, TCE, ETC, Paraiba do Sul river, Speciation
Idioma
Português
