Estudo sobre a determinação de antimônio em amostras ambientais pelo método de análise por ativação com nêutrons. validação da metodologia e determinação da incerteza da medição

• Main Author: Matsubara, Tassiane Cristina Martins
• Other Authors: Saiki, Mitiko
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2011
• Subjects: antimônio; antimony; incerteza; interference; interferência; NAA; uncertainty; validação; validation
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85131/tde-21112011-094305/

O antimônio é um elemento encontrado em baixas concentrações no meio ambiente. No entanto, a sua determinação tem despertado grande interesse devido ao conhecimento de sua toxicidade e da crescente aplicação na indústria. A determinação de antimônio tem sido um desafio para os pesquisadores uma vez que o elemento é encontrado em baixas concentrações, o que faz de sua análise uma tarefa difícil. Portanto, embora a análise por ativação de nêutrons (NAA) seja um método adequado para a determinação de vários elementos em diferentes tipos de matriz, no caso de Sb, a análise apresenta algumas dificuldades. A principal dificuldade é devido às interferências espectrais. O objetivo desta pesquisa foi validar o método de NAA para a determinação de Sb em amostras ambientais. Para estabelecer condições adequadas para a determinação de Sb, ensaios preliminares foram realizados para posterior análise de materiais de referência certificados (MRC). O procedimento experimental consistiu em irradiar amostras juntamente com padrão sintético de Sb por períodos de 8 ou 16 horas no reator nuclear de pesquisa IEA-R1, seguido de espectrometria de raios gama. A quantificação de Sb foi realizada pela medição dos radioisótopos de 122Sb e 124Sb. Ensaios preliminares indicaram a presença de Sb em papel de filtro Whatman, utilizado no preparo do padrão, porém em teor muito baixo, podendo ser considerado desprezível. No caso do material plástico utilizado como invólucro para a irradiação da amostra, foi verificado que ele deve ser escolhido cuidadosamente, pois dependendo do plástico, este pode conter Sb. A análise da estabilidade da solução padrão diluída de Sb, dentro do período de oito meses, mostrou que não há alteração significativa na concentração deste elemento. Os resultados obtidos nas análises dos materiais de referência certificados indicaram a formação de radioisótopos de 76As e também de 134Cs e 152Eu, podendo interferir na determinação de Sb pela medição de 122Sb, devido à proximidade de energias dos raios gama emitidos. Além disso, a alta atividade do 24Na pode mascarar o pico do 122Sb e dificultar a sua detecção. As análises dos MRC indicaram que a exatidão e a precisão dos resultados de Sb dependem principalmente do tipo e composição da matriz, da sua concentração na amostra, do radioisotopo medido e do tempo de decaimento utilizado para a medição. A avaliação dos componentes que contribuem para a medição da incerteza da concentração de Sb, mostrou que a maior contribuição da incerteza é dada pela estatística de contagem da amostra. Os resultados da avaliação da incerteza indicaram também que o valor da incerteza padrão combinada depende do radioisótopo medido e do tempo de decaimento utilizado para as contagens. Este estudo mostrou que a NAA é um método bastante adequado na determinação de Sb em amostras ambientais, possibilitando a obtenção de resultados com baixos valores de incerteza e por ser uma técnica puramente instrumental, permite a análise de um grande número de amostras. === Antimony is an element found in low concentrations in the environment. However, its determination has attracted great interest due to the knowledge of its toxicity and increasing application in industry. The determination of antimony has been a challenge for researchers since this element is found in low concentrations which make its analysis a difficult task. Therefore, although neutron activation analysis (NAA) is an appropriate method for the determination of various elements in different types of matrix, in the case of Sb its analysis presents some difficulties, mainly due to spectral interferences. The objective of this research was to validate the NAA method for Sb determination in environmental samples. To establish appropriate conditions for Sb determinations, preliminary assays were carried out for further analysis of certified reference materials (CRM). The experimental procedure was to irradiate samples with a synthetic Sb standard for a period of 8 or 16 hours in the IEA-R1 nuclear research reactor, followed by gamma ray spectrometry. The quantification of Sb was performed by measuring the radioactive isotopes of 122Sb and 124Sb. The results of preliminary assays indicated the presence of Sb in Whatman no 40 filter paper used in the preparation of the synthetic standard, but at very low concentrations, which could be considered negligible. In the case of the plastic material used in bags for the sample irradiation, it should be chosen carefully, because depending on the thickness, they may contain Sb. The analyses of the stability of the diluted Sb standard solution showed no change in the Sb concentration within eight months after its preparation. Results obtained in the analysis of certified reference materials indicated the interference of 76As and also of 134Cs and 152Eu in the Sb determinations by measuring 122Sb, due to the proximity of the gamma ray energies. The high activity of 24Na can also mask the peak of 122Sb hindering its detection. The analysis of CRM indicated that the accuracy and precision of the results depend on the type of matrix analyzed, its concentration in the sample, radioisotope measured and of the decay time used for the measurements. The analysis of the components that contribute to the uncertainty of the Sb concentration indicated that the largest uncertainty contribution is given by statistical counting of the sample. The findings also showed that the value of combined standard uncertainty depends on the radioisotopes of Sb measured and the decay time used for counting. This study showed that NAA is a very adequate method for Sb determinations in environmental samples furnishing results with low uncertainty values.