Análise de resíduos de Cd e Pb em suplementos minerais por FAAS

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1 1.0 Objetivos e alcance Este método objetiva detectar e quantificar resíduos de cádmio e chumbo em sal mineral e misturas minerais por espectrometria de absorção atômica por chama. 2.0 Fundamentos O método fundamenta-se na dissolução da amostra na presença de 20 ml de ácido clorídrico 1:1 v/v e de 10 ml de ácido nítrico 1:1 v/v. A solução é então filtrada dando origem a solução que será utilizada para determinação dos elementos por espectrometria de absorção atômica por chama. 3.0 Reagentes, padrões, materiais e insumos 3.1 Reagentes - Ácido Clorídrico (HCl) 37% p.a - Ácido Nítrico (HNO 3 ) 65% p.a - Água deionizada e destilada ou de qualidade superior 3.2 Padrões - Solução estoque de padrão de cádmio (Cd) para absorção atômica (1000 mg/l) - Solução estoque de padrão de chumbo (Pb) para absorção atômica (1000 mg/l) 3.3 Materiais - Quarteador de amostra - Jogo de Peneiras - Almofariz - Pistilo - Frasco de vidro ou plástico com tampa para armazenar amostra processada - Espátula de aço inoxidável - Erlenmeyer 125 ml e 250 ml - Bastões de vidro Impresso por: Natanael Viana Lourenço Cópia não controlada Página 1/9

2 - Funil - Papel de filtro qualitativo - Balões volumétricos calibrados de 25 ml - Balões volumétricos de 50 ml 3.4 Insumos - Gás acetileno para absorção atômica - Ar comprimido filtrado 4.0 Equipamentos - Balança analítica de quatro casas decimais com resolução de pelo menos 1 mg - Chapa aquecedora - Câmara de exaustão ou capela - Espectrômetro de Absorção Atômica por chama AA Precauções analíticas - Pesar 1,0000 ± 0,0100 g - Manusear ácidos em capelas de exaustão 6.0 Procedimentos Durante a análise, preencher o formulário FOR/LEI/PL/017 com todas as informações pertinentes, permitindo a rastreabilidade dos dados da análise como datas, identificação das amostras, massas, reagentes, padrões, equipamentos, condição de leitura e analistas. 6.1 Preparo de soluções reagentes As soluções reagentes devem ser preparadas conforme abaixo e identificadas, armazenadas e registradas conforme POP/LEI/PL/006. As soluções reagentes têm validade de 6 meses a partir da data de seu preparo. Impresso por: Natanael Viana Lourenço Cópia não controlada Página 2/9

3 As soluções podem ser preparadas em quantidades diferentes das descritas a seguir, em função do volume de análises Ácido Clorídrico 1:1 v/v (HCl 1:1 v/v): Medir cerca de 200 ml de água deionizada (ou qualidade superior), adicionar 250 ml de ácido clorídrico (HCl) 37% p.a, homegeneizar, completar o volume para 500 ml com água Ácido Nítrico 1:1 v/v (HNO 3 1:1 v/v): Medir cerca de 200 ml de água deionizada (ou qualidade superior), adicionar 250 ml de Ácido Nítrico (HNO 3 ) 65% p.a, homegeneizar, completar o volume para 500 ml com água. 6.2 Preparo de soluções padrão: As soluções padrão devem ser identificadas, armazenadas e registradas conforme descrito no POP/LEI/PL/004. As soluções padrões preparadas sem a adição de ácido devem ser utilizadas no dia de seu preparo. Se houver necessidade de guardá-las, acidificar a 1% v/v com HNO 3, ou seja, adicionar 500 µl de HNO3 1:1 (item 6.1.2) durante o preparo no caso de balões de 25 ml. A solução padrão acidificada tem validade de 6 meses (Nota técnica nº 016/2011 LEI/LANAGRO/MG) Solução padrão de adição de cádmio (25 mg/l) e/ou chumbo (16 mg/l) Pipetar 625 µl da solução estoque de padrão de cádmio (Cd mg/l), e 400 µl da solução estoque de padrão de chumbo (Pb mg/l), transferir para balão calibrado de 25 ml e completar o volume com água deionizada (ou qualidade superior) Soluções padrão de uso para a curva de calibração de cádmio e chumbo Preparar 5 soluções padrão nas concentrações de 0,25 mg/l; 0,50 mg/l; 0,75 mg/l; 1,00 mg/l e 1,25 mg/l para cádmio e 0,16 mg/l; 0,32 mg/l; 0,48 mg/l; 0,64 mg/l e 0,80 mg/l para chumbo, pipetando 250 µl; 500 µl; 750 µl; 1000 µl e 1250 µl da solução padrão de adição de cádmio (25 mg/l) e/ou chumbo (16 mg/l) (item 6.2.1) para balões volumétricos calibrados de 25 ml e completar o volume com água deionizada. 6.3 Digestão das amostras Impresso por: Natanael Viana Lourenço Cópia não controlada Página 3/9

4 6.3.1 A amostra deverá ser homogeneizada, triturada em moinho ou almofariz, até que suas partículas sejam totalmente passantes em peneira de malha de 0,5 milímetros. Pesar 1,0000 ± 0,0100 g da amostra, em um erlenmeyer. Pesar duas alíquotas, também entre 0,9900 g e 1,0100 g, de uma amostra branca da matriz em análise previamente selecionada pelo setor conforme POP/LEI/PL/005. Uma alíquota será utilizada como branco e a outra será utilizada como amostra fortificada para estimar a recuperação A recuperação deverá ser estimada em um dos três níveis conforme descrito no POP/LEI/PL/009. Verificar na PLN/LEI/PL/015 o nível estudado na batelada anterior e adotar um nível diferente para a análise em curso. As alíquotas devem ser adicionadas em acordo com o Quadro 1. As alíquotas devem ser pipetadas das soluções padrão de adição de Cd (25 mg/l) e/ou Pb (16 mg/l) (item 6.2.1). Quadro 1: Valores das alíquotas para adição na recuperação para os diferentes níveis Matriz Analito Concentração Nível Inferior Nível Intermediário Nível Superior Alíquota (µl) Concentração Alíquota (µl) Concentração Alíquota (µl) Suplementos minerais Cd 18,75 37,50 56, Pb 12,00 24,00 36, Adicionar mistura de ácidos (20 ml da solução de Ácido Clorídrico 1:1 v/v e 10 ml de Ácido Nítrico 1:1 v/v) à amostra, branco e recuperação; e homogeneizar; levar à chapa elétrica até a dissolução com a ebulição e resfriar. Filtrar em papel de filtro qualitativo para balão volumétrico 50 ml que permita total transferência do analito, completar o volume com água ultrapura e homogeneizar, a solução resultante deverá ser analisada no espectrômetro de absorção atômica por chama. 6.4 Detecção e quantificação Otimizar o espectrofotômetro de absorção atômica conforme a instrução de trabalho especifica do equipamento a IT/LEI/PL/005. Impresso por: Natanael Viana Lourenço Cópia não controlada Página 4/9

5 6.4.2 Programar o equipamento para leitura de cádmio utilizando a chama de ar acetileno, considerando: - Lâmpada de cádmio - Comprimento de onda = 228,8 nm e Fenda = 0,7 nm - Tempo de integração = 0,5 segundos - Sinal = Absorbância - Leitura em absorbância - Registro de Leitura eletrônico - Utilizar correção de fundo pela lâmpada de deutério Fazer a leitura das soluções padrão de uso para a curva de calibração de cádmio e chumbo (item 6.2.2) em absorbância. A leitura destas soluções deve ser feita três vezes separadamente (no início das leituras, após leitura de metade das amostras e no final da leitura das amostras). Não é necessário ler as amostras três vezes separadamente, mas o número de replicatas de leitura deve ser obedecido (3 ou 5) Fazer as leituras das amostras e se necessário, efetuar diluições utilizando água deionizada para obter leituras dentro do intervalo da curva de calibração Programar o equipamento para leitura de chumbo utilizando a chama de ar acetileno, considerando: - Lâmpada de chumbo - Comprimento de onda = 283,3 nm e Fenda = 0,7 nm - Tempo de integração = 0,5 segundos - Sinal = Absorbância - Leitura em absorbância - Registro de Leitura eletrônico - Utilizar correção de fundo pela lâmpada de deutério Fazer a leitura das soluções padrão de uso para a curva de calibração de cádmio e chumbo (item 6.2.2) em absorbância. A leitura destas soluções deve ser feita três vezes separadamente (no início das Impresso por: Natanael Viana Lourenço Cópia não controlada Página 5/9

6 leituras, após leitura de metade das amostras e no final da leitura das amostras). Não é necessário ler as amostras três vezes separadamente, mas o número de replicatas de leitura deve ser obedecido (3 ou 5) Fazer as leituras das amostras e se necessário, efetuar diluições utilizando água deionizada para obter leituras dentro do intervalo da curva de calibração. 6.5 Pontos críticos Peso exato da amostra deve estar na faixa de 0,9900 e 1,0100 g Controle da temperatura de aquecimento da chama evitando perda de material Transferência quantitativa das amostras durante o processo de filtração Preparo criterioso das curvas de calibração. 7.0 Resultados 7.1 Critérios de aceitabilidade dos resultados Coeficiente de determinação (R 2 ) da curva de calibração: 0, Recuperação é de 80 a 110% conforme POP/LEI/PL/ Resíduos dos pontos da curva de calibração não devem diferir em 10% do valor medido. 7.2 Cálculo dos resultados Transcrever os dados de absorbância e concentração das soluções padrão de uso e das amostras na planilha PLN/LEI/PL/015. Avaliar o resultado do coeficiente de correlação da curva de calibração e o teste de resíduos. Caso não esteja dentro do aceitável (R 2 0,995) ou os resíduos diferirem mais de 10% do valor medido, repetir a leitura da curva de calibração utilizando os mesmos padrões e, se ainda assim o problema não for resolvido preparar novos padrões para construção de uma nova curva de calibração. Repetir as leituras das amostras com a nova curva. Se estiver adequado, terminar o preenchimento da planilha. A planilha ajusta os dados da curva pelo Método dos Mínimos Quadrados Ordinários (MMQO) ou Ponderado (MMQP), conforme os dados sejam homo ou heterocedásticos; calcula o fator de recuperação do dia (caso o resultado não esteja dentro do aceitável 80 a 110% deve-se repetir a análise, observando criteriosamente o método e os pontos críticos) e corrige o resultado de acordo com a recuperação; para Impresso por: Natanael Viana Lourenço Cópia não controlada Página 6/9

7 resultados menores que o limite de quantificação ela emite o resultado NQ (não quantificado). Além desses parâmetros a planilha calcula o valor de incerteza expandida (k=2) associado ao resultado da análise através da abordagem top-down e botton-up (conforme no POP/LEI/PL/011) e o valor de incerteza máximo aceitável de acordo com mesmo POP/LEI/PL/011. Os resultados são calculados, conforme POP/LEI/PL/002, mediante correção de diluições, massa de amostra e da recuperação através da planilha PLN/LEI/PL/015 e lançados na PLN/LEI/PL/009. Os parâmetros de desempenho do método constantes no REL/LEI/PL/010 V.2 Desenvolvimento e validação de métodos de análise de resíduos de Cd e Pb em suplementos minerais por espectrometria de absorção atômica estão apresentados no Quadro 2, Quadro 3 e Quadro 4. Quadro 2 Parâmetros de desempenho para método de análise de Cd em sal mineral e misturas minerais. Nível investigado Limite de Limite de CC α * CC β * detecção quantificação 12, ,5 HORRAT r 0,435 0,252 0,259 HORRAT R 0,077 0,107 0,202 0,103 0,620 25,5 25,9 Recuperação 96 ± 5 95 ± 2 93 ± 2 (n=18, %) * Os valores de CC α e CC β são relativo ao valor de concentração de 25 mg/kg. Quadro 3 Parâmetros de desempenho para método de análise de Pb em sal mineral e misturas minerais. Nível investigado Limite de Limite de CC α * CC β * detecção quantificação HORRAT r 1,319 0,698 0,419 HORRAT R 0,005 0,358 0,021 2,358 8,264 21,6 23,1 Recuperação 96 ± ± 7 97 ± 4 (n=18, %) * Os valores de CC α e CC β são relativo ao valor de concentração de 20 mg/kg. Impresso por: Natanael Viana Lourenço Cópia não controlada Página 7/9

8 Quadro 4 Valores de incerteza calculados para a calibração, para a precisão intermediária e para concentração analítica Matriz Analito Incerteza de Concentração Calibração Reprodutibilidade analítica* Suplementos Cd 0,091 0,326 0,339 minerais Pb 0,786 0, * Calculado para concentração de 25 mg/kg para Cd e 20 mg/kg para Pb. 8.0 Responsabilidades Cabe ao responsável pelo Laboratório de Elementos Inorgânicos LANAGRO/MG assegurar: - A elaboração, emissão, distribuição de cópias e, quando necessário, a revisão deste MET. - O devido treinamento para execução do referido MET. - A execução deste MET é de responsabilidade do analista, qualquer alteração ocorrida durante a análise, deve ser registrada a fim de garantir a rastreabilidade. - A responsabilidade por autorizar desvios no método cabe ao responsável técnico ou seu substituto. - A responsabilidade pela assinatura dos certificados oficiais de análise deve ser verificada na matriz de competências. 9.0 Referências Da-Col, J. A.; Domene, S. M. A.; Pereira-Filho, E. R. Fast Determination of Cd, Fe, Pb, and Zn in Food using AAS. Food Anal. Methods 2: , REL/LEI/PL/010 V.2 - Desenvolvimento e validação de métodos de análise de resíduos de Cd e Pb em suplementos minerais por espectrometria de absorção atômica. Youden, W.J.; Steiner, E.H. Statistical Manual of the AOAC-Association of OFFICIAL Analytical Chemists, AOAC-I, Washington DC: 1975, p. 35 f. Impresso por: Natanael Viana Lourenço Cópia não controlada Página 8/9

9 10.0 Documentos referenciados DE/LEI/PL/007-Decisão da Comissão 2002/657/CE de 12 de agosto de 2002 DE/LEI/PL/019-Regulamento (CE) n 333/2007 da Comissão de 28 de março de 2007 DE/UGQ/PL/007-NBR ISO/IEC Requisitos Gerais para a Competência de Laboratórios de Ensaio e Calibração IT/LEI/PL/005-Operação e otimização do espectrômetro de absorção atômica AAnalyst 100 POP/LEI/PL/002-Controle de amostras e emissão de resultados POP/LEI/PL/004-Controle de padrões e soluções padrão POP/LEI/PL/005-Controle de amostras brancas e amostras naturalmente contaminadas POP/LEI/PL/006-Controle de reagentes e soluções reagentes POP/LEI/PL/009-Garantia da qualidade de resultados de análise POP/LEI/PL/011-Requisitos para validação de métodos de ensaio de elementos inorgânicos 11.0 Anexos referenciados FOR/LEI/PL/017-Dados brutos das amostras de alimentos para animais PLN/LEI/PL/009-Registro e resultados das amostras de alimentos para animais PLN/LEI/PL/015-Cálculo de concentrações de As, Cd e Pb em alimentos para animais 12.0 Informações de registro Cálculo de concentrações de As, Pb e Cd em alimentos para animais (PLN/LEI/PL/015) Dados brutos das amostras de alimentos para animais (FOR/LEI/PL/017) Registro e resultados das amostras de alimentos para animais (PLN/LEI/PL/009) 13.0 Arquivos anexados Não aplicável 14.0 Controle de alterações Item Alterações 6.0 O FOR/LEI/PL/011 foi substituído pelo FOR/LEI/PL/ O FOR/LEI/PL/014 foi substituído pela PLN/LEI/PL/009. Impresso por: Natanael Viana Lourenço Cópia não controlada Página 9/9