I Jornada de Inverno de Química

Transcrição

1 I Jornada de Inverno de Química Determinação multi-elementar de elementos-traço em amostra de água usando ICP-MS: A importância da norma ISO/IEC na gestão de um laboratório de análise Julio C.J. Silva Depto. Engenharia Metalúrgica e de Materiais EE UFMG Belo Horizonte

2 NovaS Núcleo de Inovações e Serviços (DEMET-EE-UFMG) Profa. Dra. Virginia Ciminelli Laboratórios Laboratório de processamento Aquoso/Caracterização de Particulados Laboratório de análises Químicas (LAQ) Atuação Desenvolvimento de produtos/processos Tratamento de efluentes líquidos e sólidos Linhas de pesquisas processamento hidrometalúrgico síntese aquosa de materiais nanoestruturados gestão ambiental na indústria mineral Grupo multidisciplinar Engenheiros metalurgistas, de minas e químicos Geólogos Físicos Químicos Biólogos

3 Projeto Fapemig EDT 2450 Capacitação do Laboratório de ICP-MS para obtenção de sua Acreditação para Análise Química Multielementar de Água Potável, Mineral e de Rio Equipe Virginia Ciminelli Júlio Silva (Pós-doutorado - CAPES) Ronaldo Junior (Iniciação científica) José Roberta (Iniciação científica) Gustavo I (estagiário CEFET) Gustavo II (estagiário CEFET) Aline Geici (estagiária CEFET) Elton (estagiário CEFET) Silvio Campos Consultor (Luis Borges/CEFET-MG) Ana Cristina (estagiária COLTEC/bolsista UFMG) Erica (estagiária COLTEC) Adele (estagiária CEFET/CEFET-UFRGS) Débora Paiva (bolsista BAT-Fapemig/H. Odilon Beherings) Judith Gomes (bolsista-ufmg) Sandro Freitas (bolsista-ufmg) Luciana Rabello (estagiária CEFET/FUNED)

4 Caracterização do Problema Gestão amadora; Falta de normalização e documentação das rotinas operacionais do laboratório; Controle de gastos; Lacunas de conhecimento; Maior confiabilidade dos resultados; SISEMA (Sistema Estadual de Meio Ambiente); Extensão (captação de recursos para o LAQ)

5 ICP-MS (Espectrometria de Massas Com fonte de Plasma Indutivamente Acoplado) Alta sensibilidade (1 100 ng L-1) Boas precisão e exatidão Multi-elementar Interferências Amostras aquosas

6 Infra-estrutura Sala Limpa ICP-MS Purificação da água Preparo da amostra Capelas

7 Objetivos Capacitação do laboratório de análise de elementos-traço via ICP- MS para obtenção de sua creditação para quantificaçãos de amostras de água (ex. potável, mineral e de rio); Inicialmente homologar ensaios de quantificação simultânea e multielementar de As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Rb, Sb, Se, Th, U e Zn por ICP-MS; Desenvolvimento de uma metodologia rápida, simples, com adequada exatidão e precisão para determinação e monitoramento multielementar de metais pesados em amostras de interesse ambiental, no estado de Minas Gerais; Estender a normalização aos demais métodos analíticos do LAQ Implementar um sistema de gestão ao LAQ Estender esse sistema de gestão aos demais laboratórios do Novas

8 Acreditação Reconhecimento formal da competência de uma entidade para desenvolver tarefas específicas e de acordo com requisitos estabelecidos.

9 NBR ISO / IEC 17025:2005 Estabelece requisitos gerenciais e técnicos para a competência de laboratórios em fornecer resultados de ensaios e calibração tecnicamente válidos Não cobre requisitos de segurança;

10 Divisão da ISO 17025/05 Requisitos Gerenciais (Seção 4): requisitos que asseguram a continuidade da competência técnica Requisitos Técnicos (Seção 5): requisitos que asseguram a competência técnica

11 Hierarquia da Documentação MQL PSG POP RQ Primeiro Nível - Estratégico Segundo Nível - Tático Terceiro Nível - Operacional Quarto Nível - Operacional

12 Políticas e Procedimentos Requeridos pela NBR ISO/IEC 17025

13 4.1 - Organização Manual da qualidade 1º Nível: contêm a descrição da Política da Qualidade, a estrutura organizacional, as diretrizes seguidas durante o processo e referencia documentos do LAQ Identificação da organização UFMG!!!

14 4.1 - Organização

15 4.1 - Organização Foco

16 4.2 Sistema de gestão 4.3 Controle de documentos 4.4 Análise crítica de pedidos e propostas

17 4.6 Aquisição de serviços e suprimentos RQ-PSG Lista de Compra RQ-PSG Solicitação de Pagamento Compradores: FUNDEP, FCO, LAQ (PRODOC)

18 4.6 Aquisição de serviços e suprimentos

19 4.7 Atendimento ao cliente 4.8 Reclamações 4.9 Controle de trabalhos de ensaios não conformes 4.10 Melhoria 4.11 Ação corretiva 4.14 Auditorias internas 4.15 Análise critica pela direção

20 5 Requisitos técnicos requisitos que asseguram a competência técnica 5.2 Pessoal POP Levantamento, execução e registro de treinamento POP Treinamento Introdutório Corrigir os vícios de início!!!! Definir funções e hierarquia determinante para o convívio da pessoas

21 5.2 Pessoal

22 5.3 Acomodações e condições ambientais POP Normas para utilização do laboratório Não deixar vidraria suja em cima das bancadas (Sarkis); Não deixar vidrarias em banho ácido por mais de 48 h; Manter as áreas de trabalho limpa, organizada e livre de materiais que não são utilizados durante a atividade em execução; Verificar o estado de conservação dos equipamentos e materiais de trabalho, antes de iniciar suas atividades, e rejeitar o uso caso seja constatado algum defeito; Os chuveiros de emergência e lava olhos devem ser testados num período máximo de 7 dias, devendo-se abri-los e deixar a água escoar por pelo menos 1 minuto. Caso seja notado a presença de ferrugem na água, falta d água, dificuldade de abertura de válvula ou qualquer outra irregularidade, informar a Coordenação do LAQ;

23 5.3 Acomodações e condições ambientais POP Normas para utilização do laboratório Sala de gases Interno Capelas Exaustão inadequada Linhas de gases Butano Almoxarifado Não existe

24 LAQ-EE-UFMG (campus Pampulha)

25 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Métodos de ensaio Método: 3125 B ICP-MS (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21th ed. Washington, 2005) EPA Determination of trace elements in waters and wastes by inductively coupled plasma - mass spectrometry Method Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry National environmental methods index (NEMI): Literatura (importante!!!!)

26 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Desenvolvimento do método Silva, J.C.J., Paiva, D.N.B., Matos, J.M.G., Ciminelli, V.S.T., Determinação de elementos-traço em amostras comerciais de água mineral de fontes localizadas em Minas Gerais por ICP-MS Silva, J.C.J., Paiva, D.N.B., Matos, J.M.G., Violla, Z., Ciminelli, V.S.T. Determination of heavy metals in river sediments of the State of Minas Gerais, Brazil, using ICP-MS and microwave sample preparation Gomes, J. M., Junior, R. A. M., Silva J. C. J., Ciminelli, V. S. T., Determination of inorganics toxic species in river water samples from Minas Gerais State, Brazil, by inductively coupled plasma mass spectrometry Pantuzzo, F., Gomes, J. M., Silva J. C. J., Ciminelli, V. S. T., Determination of heavy metals in arsenical mud samples by ICP-MS after digestion using microwave and closed vessel Silva, J.C.J., Ciminelli, V.S.T., Determinação de metais pesados em amostras de sedimentos superficiais da bacia do Rio São Francisco por ICP-MS após decomposição ácida assistida por radiação microondas

27 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Validação POP Validação de Método (INMETRO) DOQ-CGCRE-008 Orientações sobre validação de métodos de ensaios químicos rev. 01 março/2003 REBLAS Guia para a qualidade em Química Analítica - uma assistência a acreditação ANVISA Cursos REBLAS (ANVISA) Material disponibilizado na rede!!!!!

28 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Validação (POP )

29 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Validação Faixa de trabalho Linearidade Limite de detecção do método (LDM = t(95%)*sd) Limite de quantificação (LQ = menor ponto da curva) Exatidão (CRM) Teste de hipótese (teste t = 95%) Adição e recuperação (spike) Repetitividade (p-alto e p-baixo, n=10) Correção de interferências (adição de padrão) Registro de validação Robustez Ensaio interlaboratorial Incerteza de medição

30 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Ensaio interlaboratorial Objetivos: Desempenho do laboratório; Competência técnica dos analistas; Validação de métodos; Problemas relacionados com a sistemática de ensaios; Eficiência dos Materiais de Referência; Ações corretivas e/ou preventivas; Confiança adicional aos usuários do serviço

31 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Determinação de Metais em matriz de Água por ICP-MS - PEP 002/2007 (SENAI-CETIND-BA) Resultados Arsênio (z-scores) Lab/ICP-MS

32 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Resultados Não Proficientes Co, Mn, Cr, Zn, Hg Proficientes As, Cd, Pb, Cu, Ag, Se, Ni

33 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Resultados IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas -Novembro 2006 Resultados - Amostras de água Analito Resultado 2006 (Água) 2007 (Efluente) 2007(Água salina) Fluoreto Não Sim Não Cloreto Sim Sim Sim Brometo - Sim Sim Fosfato - Sim Sim Sulfato Sim Sim Sim Nitrito Nitrato Não Sim Sim

34 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Interlaboratorial ICP-MS Cromatografia de íons FAAS ICPOES (se der tempo)

35 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Incerteza de medição Procedimento analítico ICP-MS Amostra Amostra Alíquota Abertura V f Diluição Estoque Intermediário P1 P2 P3 Etc. ICP-MS Calibração Fontes de incerteza: Volume (pipetas e vidrarias) Diluição Curva analítica Temperatura

36 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Incerteza de medição Diagrama de causa e efeito (Ishikawa) Ferramenta usada para analisar criteriosamente e expor as relações entre um determinado efeito e suas causas potencias. Espinha de peixe Diagrama de causa e efeito (Ishikawa) Exemplo

37 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Fontes de incerteza: Temperatura Volume (pipetas e vidrarias) Diluição Curva analítica

38 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Incerteza de medição Conc. Sinal i x i y i (a) y i calc. (b) x i y i x i 2 d i (a - b) d i 2 1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,000 Si = N Sx i Sy i Sy i calc. Sx i y i Sx i 2 Sd i Sd i 2 2 yi Syi 2 y i y = 2462,2x + 145, , , , , , , , , R 2 = 0,9994 yi (a) Linear (yi S XX = 60,30000 m = 2462,2222 Equação da Reta x i = Concentração S YY = b = 145,5556 y i = Sinal 3, S XY = ,00000 R 2 = 0,999 S r = 271, D = 301,5 S m = 34,9067 y' = 9502,000 S b = 179,6931 M = 3 U (xi) = 0,081 pg. 91 x c = 2,953 U (xi) = 0,081 conforme guia Eurachem (Ex. A-5) Sr SD regressão Sm SD da inclinação Sb SD do intercepto Conc. Amostra

39 5.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos Incerteza de medição 3 - Gráfico de contribuição da Incerteza Reprodutibilidade Resolução da Balança (F) Amostragem Calibração da Balança (F + R) Variação de Temperatura Calibração da Pipeta Resolução da Balança (F) Calibração da Balança (F) 0,00% 5,00% 10,00% 15,00% 20,00% 25,00% 30,00% 35,00% 40,00% 45,00%

40 5.5 Equipamentos 5.6 Rastreabilidade de medição 5.7 Amostragem 5.8 Manuseio de itens de ensaio e calibração 5.9 garantia da qualidade de resultados de ensaio e calibração Apresentação de resultados

41 Conclusões Organização Sistematização de procedimentos Confiabilidade dos dados Preservação da infra-estrutura Pessoal dedicado Conhecimentos em estatística Implementação é difícil, porém, a manutenção não (Seção 4-continuidade) Universidade x Iniciativa privada (melhor comunicação) Universidade: estrutura física antiga/difícil alteração NBR ISO/IEC 17025: útil para universidades e empresas

42 Agradecimentos Organização I JOINQUI Débora Paiva Silvio Campos Equipe do LAQ Fapemig Capes CNPq

43 Standard methods 21st Artigo Marcia Ferreira (IQ-Unicamp): Ribeiro, F.A.L. Quim. Nova. 31 (2008), Reblas (Rede Brasileira de Laboratórios Analíticos em Saúse): Guia para qualidade em química analítica uma assistência a acreditação Inmetro (DOQ-CGCRE-008, Ver. 02, Junho/2007: Orientação sobre validação de Métodos de ensaios químicos Guia Eurachem/CITAC: Determinando a incerteza na medição analítica. 2ª Ed. Artigos em geral Curso ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária Franca)/SABESP Cursos RMMG Livros de Estatística para laboratório (Skoog, Harris, Miller e Miller, etc.) Norma NBR ISO/IEC 17025:2005 Norma NBR 9001 Cursos UFMG Internet (material abundante) Referências

44 Obrigado!! Informações Julio C. J. Silva Novas Núcleo de Inovações e Serviços Depto. Enga. Metalúrgica e de Materiais LAQ Lab. Analises Químicas Lab. ICP-MS Escola de Engenharia UFMG silvajcj@yahoo.com.br Tel: