Mercúrio em Peixes: Análise por CVG AAS e AFS

O objetivo principal do estudo foi desenvolver um método eficaz para a determinação de mercúrio (Hg) em amostras de tecido de peixe. Este método utilizaria duas técnicas espectrométricas: a espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio (CV AAS) e a espectrometria de fluorescência atômica (CV AFS). A pesquisa se insere em um contexto maior, fazendo parte de um ensaio interlaboratorial com o objetivo final de produzir um material de referência certificado (CRM). Esse CRM é crucial para validar os métodos analíticos e garantir a confiabilidade dos resultados na quantificação de mercúrio. O uso de um CRM, neste caso o DORM-3 (NRC - National Research Council Canada), permite comparar os resultados obtidos com um padrão conhecido, validando a precisão do método desenvolvido. A escolha do tecido de peixe como matriz se justifica pela importância de monitorar a contaminação por mercúrio em alimentos consumidos pela população, contribuindo para o Programa Nacional de Controle de Resíduos e Contaminantes (PNCRC).

A metodologia empregada envolveu duas abordagens distintas para o preparo da amostra, dependendo da técnica espectrométrica utilizada. Para a CV AAS, a amostra de tecido de peixe foi preparada na forma de suspensão. Este método, embora simples e de preparo rápido, apresentou desafios como a formação de espuma, que foi mitigada pela adição de um antiespumante. Já para a CV AFS, a amostra foi submetida a um processo de digestão por micro-ondas, utilizando uma mistura de HNO3 e H2O2, resultando em uma solução completamente dissolvida, livre de partículas sólidas. Em termos de instrumentação, a CV AAS foi realizada em um espectrômetro de absorção atômica AANALYST 100 (Perkin Elmer), equipado com um acessório MHS15 para a geração de vapor atômico. Para a CV AFS, utilizou-se um espectrômetro de fluorescência atômica Mercur Duo (Analytik Jena), equipado com um reator PEEK e um sistema de separação gás-líquido. Em ambos os métodos, o argônio (White Martins) foi utilizado como gás de arraste, e uma balança analítica (Mettler Toledo) foi empregada em todas as pesagens. A utilização de um padrão aquoso de Hg (SpecSol, São Paulo, Brasil) e do material de referência certificado DORM-3 foi fundamental para a calibração e validação dos métodos.

A otimização de parâmetros analíticos foi crucial para garantir a precisão e a exatidão dos resultados. Para ambas as técnicas (CV AAS e CV AFS), foram otimizadas as concentrações do agente redutor, ácido clorídrico e do agente oxidante (KMnO4). Na CV AAS, o agente redutor utilizado foi NaBH4, enquanto na CV AFS foi o SnCl2. Em ambos os casos, a concentração ótima do agente redutor foi determinada em 2% m/v. A concentração de HCl apresentou maior influência na CV AAS do que na CV AFS. Isso se deve à natureza da preparação da amostra: a digestão via micro-ondas na CV AFS já fornece um meio ácido suficiente para auxiliar na geração de vapor. A otimização do KMnO4, utilizado como agente oxidante para estabilizar o Hg²⁺ antes da redução, revelou uma concentração ótima de 0,25% m/v para CV AAS e 0,05% m/v para CV AFS. A diferença nas concentrações ótimas de KMnO4 entre os dois métodos pode estar relacionada à diferença de eficiência na extração de mercúrio entre a preparação via suspensão (CV AAS) e via digestão (CV AFS). Detalhes adicionais sobre os tempos de injeção e integração de sinal também foram otimizados para a CV AAS.

A técnica de CV AAS utilizou a preparação da amostra por suspensão, um método prático e rápido que, no entanto, apresentou como desafio a formação de espuma durante a agitação. A formação de espuma interferia na medida do volume da amostra e no transporte do vapor atômico para a célula de quartzo, afetando o sinal analítico. Para minimizar este problema, foi necessário adicionar um antiespumante (0,2% v/v). O agente redutor utilizado foi o NaBH4, cuja concentração ótima foi determinada em 2% m/v. Observações iniciais com concentrações menores de NaBH4 levaram a sinais baixos e ruidosos, necessitando da otimização do tempo de injeção (10s) para obter um sinal nítido e menos ruidoso. O tempo de integração foi otimizado em 57s. A otimização do agente oxidante KMnO4 visava estabilizar o Hg²⁺. Inicialmente, utilizou-se 0,5%, mas observou-se o consumo completo do oxidante na amostra de estudo, indicando a presença de interferentes na matriz. O estudo da concentração ótima de KMnO4 demonstrou que 0,25% (m/v) em conjunto com 0,125% (m/v) de HONH3Cl são suficientes para estabilizar o mercúrio na amostra. A otimização do HCl mostrou sua importância para a formação do vapor atômico, com uma concentração de 2% v/v mostrando-se adequada para um bom sinal analítico. Apesar das otimizações, o sinal para a amostra de estudo ainda apresentava variações significativas e não retornava completamente à linha de base, sugerindo a necessidade de melhorias no método de preparação de amostra.

A técnica CV AFS utilizou a digestão por micro-ondas para a preparação da amostra, garantindo que a mesma estivesse em estado líquido. Esta técnica de preparação de amostra mostrou-se eficiente, sem resíduos sólidos após o procedimento. O agente redutor empregado foi o SnCl2, sendo otimizada sua concentração. A otimização do SnCl2 mostrou que 2% m/v promove um aumento significativo na intensidade do sinal, sendo essa a concentração adotada. Em contrapartida, o HCl mostrou ter pouca influência na geração de vapor, provavelmente devido à acidificação prévia da amostra durante a digestão. A otimização do KMnO4, agente oxidante, demonstrou sua importância na geração de vapor, mesmo em concentrações baixas, sendo que 0,05% m/v foi a concentração estabelecida para o estudo. A amostra de estudo, o material de referência certificado (DORM-3) e uma solução aquosa de Hg foram usados em todas as otimizações. O método CV AFS apresentou um limite instrumental de detecção (LOD) de 0,13 ng g⁻¹ e um RSD de 1,8%, indicando boa precisão e sensibilidade. A exatidão foi avaliada através do CRM DORM-3, apresentando resultados concordantes com o certificado para um intervalo de confiança de 95%.

A comparação entre os dois métodos, CV AAS e CV AFS, revelou diferentes comportamentos na otimização do KMnO4, com a CV AAS necessitando de maior concentração (0,25% m/v) em comparação à CV AFS (0,05% m/v). Essa diferença possivelmente está relacionada à maior eficiência do processo de digestão por micro-ondas (CV AFS) na dissolução da matriz e extração do mercúrio, em comparação com a preparação por suspensão (CV AAS). Ambas as técnicas utilizaram concentrações ótimas de 2% m/v de seus respectivos agentes redutores (NaBH4 para CV AAS e SnCl2 para CV AFS). Para o HCl, uma concentração de 2% v/v se mostrou adequada em ambos os métodos. A CV AFS, com sua sensibilidade na ordem de ng L⁻¹, apresentou um LOD de 0,13 ng g⁻¹ e um RSD de 1,8%, demonstrando sua superioridade em termos de precisão e sensibilidade para a determinação de mercúrio em tecido de peixe. Os resultados obtidos foram corroborados por outros laboratórios participantes do ensaio interlaboratorial, confirmando a confiabilidade do método desenvolvido.

O trabalho conclui que foram desenvolvidos com sucesso dois métodos para a determinação de mercúrio em tecido de peixe: um utilizando espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio (CV AAS) e outro utilizando espectrometria de fluorescência atômica com geração de vapor frio (CV AFS). Cada método utilizou uma técnica de preparo de amostra diferente: suspensão para CV AAS e digestão por micro-ondas para CV AFS. A digestão com HNO3 e H2O2 mostrou-se eficiente na CV AFS, resultando em uma solução livre de partículas sólidas. A concentração ótima do agente redutor (NaBH4 para CV AAS e SnCl2 para CV AFS) foi de 2% m/v em ambos os métodos. Embora o HCl tenha sido mais significativo para a CV AAS, uma concentração de 2% v/v mostrou-se adequada para ambos os métodos. No entanto, a CV AFS se mostrou mais sensível e precisa, apresentando um limite de detecção (LOD) de 0,13 ng g⁻¹ e um desvio padrão relativo (RSD) de 1,8%, indicando excelente desempenho. A exatidão do método CV AFS foi confirmada pela concordância com os resultados do material de referência certificado (CRM DORM-3) dentro de um intervalo de confiança de 95%.

Os métodos desenvolvidos para a determinação de mercúrio em tecido de peixe contribuem significativamente para o controle de qualidade e segurança de alimentos. A utilização de duas técnicas complementares permitiu a validação cruzada dos resultados e a identificação de parâmetros ótimos para cada método. A escolha entre a técnica de suspensão (CV AAS) e digestão por micro-ondas (CV AFS) depende das necessidades específicas de cada aplicação, considerando aspectos como tempo de preparo, custo e precisão requerida. A pesquisa destaca a importância da otimização de parâmetros como a concentração de agentes redutores (NaBH4 e SnCl2), KMnO4 e HCl, para garantir a acurácia na quantificação de mercúrio. A participação em um ensaio interlaboratorial reforça a validade e a reprodutibilidade dos métodos, possibilitando a geração de dados confiáveis para estudos de contaminação por mercúrio em diferentes matrizes alimentares. A geração de um material de referência certificado (CRM) com matriz brasileira e custo acessível impulsiona a certificação de métodos analíticos para a determinação de mercúrio e outros metais, contribuindo para o Programa Nacional de Controle de Resíduos e Contaminantes (PNCRC).