Aula S03: Validação em Análises Ambientais

Transcrição

1 LABORATÓRIO DE QUÍMICA AMBIENTAL 2º período de 2013 Aula S03: Validação em Análises Ambientais Prof. Rafael Sousa Departamento de Química UFJF

2 NA QUÍMICA (ANALÍTICA) AMBIENTAL... Sonda multiparâmetros (fisico-químicos) Portabilidade de equipamentos característica importante e desejável FRX LIBS Cromatógrafo gasoso

3 NA QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL... Compostos orgânicos gama maior de analitos Figura Cromatógrafo portátil* sendo utilizado para medidas de VOCs pela CETESB CROMATOGRAFIA GASOSA TÉCNICA MUITO IMPORTANTE EM QAA (*) FONTE: acessado

4 EMBORA a portabilidade de equipamentos seja real para várias análises, A maioria das análises não pode ser feita em campo... Muitos analitos precisam sofrer transformações químicas e passar por métodos de purificação para tornar possível a sua determinação AMOSTRAGEM ADEQUADA Outra consideração importante: Variabilidade natural na composição de amostras do mesmo tipo (Validação!)

5 IMPORTÂNCIA Garantir a confiabilidade dos resultados Avaliando, sistematicamente, o processo de aquisição dos dados analíticos Permite conhecer o método - Exatidão - Precisão LEMBRAR QUE A ANÁLISE SE INICIA NA AMOSTRAGEM Etapa em que ocorrem a maior parte dos erros - Erros comuns na amostragem - Tamanho da amostra (heterogêneas) - Escolha inadequada do ponto de coleta - Horário da coleta (estação do ano,...)

6 O escopo de uma análise ambiental envolve 1- Definição do problema analítico 2- Definição do ponto de amostragem 3- Coleta da amostra - Protocolos específicos (matriz) Não existe uma regra que define: - número - quantidade - frequencia da amostragem - Georreferenciamento das amostras - O analista deve ser minucioso na descrição (e na repetição) do procedimento

7 O escopo de uma análise ambiental envolve 1- Definição do problema analítico 2- Definição do ponto de amostragem 3- Coleta da amostra 4- Transporte das amostras para o laboratório - Armazenagem adequada à amostra e analitos 5- Análise propriamente dita da amostra (etapa principal da validação) 6- Descartar as amostras após a sua morte (tempo máximo em que a amostra é estável) 7- Avaliar os dados analíticos - Recursos estatísticos são ferramentas úteis (às vezes, indispensáveis)

8 O escopo de uma amostragem ambiental envolve 1- Definição do problema analítico 2- Definição do ponto de amostragem 3- Coleta da amostra 4- Transporte das amostras para o laboratório 5- Análise propriamente dita da amostra (etapa principal da validação) 6- Descartar as amostras após a sua morte 7- Avaliar os dados analíticos Considerar os parâmetros analíticos mais importantes - Exatidão - Precisão Dependem da Curva de calibração padrão - Limites de detecção e quantificação

9 Exatidão - Grau de concordância entre o VALOR MEDIDO e o VALOR VERDADEIRO - Expressa em porcentagem de recuperação % rec.= concentração esperada x 100 concentração verdadeira quanto mais próximo de 100% MAIS EXATA é a medida/ análise - QUAL é o valor verdadeiro para os analitos em uma amostra ambiental???

10 Exatidão - Grau de concordância entre o VALOR MEDIDO e o VALOR VERDADEIRO - Expressa em porcentagem de recuperação % rec.= concentração esperada x 100 concentração verdadeira quanto mais próximo de 100% MAIS EXATA é a medida/ análise - QUAL é o valor verdadeiro para os analitos em uma amostra ambiental? Geralmente não é conhecido! % rec. é determinada por meio de uma fortificação da amostra (experimento de adição e recuperação de analito) % rec. = concentração amostra fort. concentração amostra original x 100 concentração esperada correspondente à fortificação

11 Exatidão - Com QUANTO FORTIFICAR a amostra? - Com quantidades de analito entre 0,5 e 2 vezes o teor obtido na amostra original - Algumas recomendações (do Professor) - Testar mais de um nível de fortificação - Realizar o procedimento antes do preparo da amostra - Aguardar um tempo para integração do analito com a matriz

12 Precisão - Grau de concordância entre medidas individuais de uma mesma população Método de análise C B A preciso e exato! preciso mas inexato impreciso e inexato valor verdadeiro Conc. do analito

13 Precisão - Grau de concordância entre medidas individuais de uma mesma população desvio padrão (S) - Expressa desvio padrão relativo (RSD) diferença percentual relativa (RPD) N Σ S = (x i x ) 2 i=1 N-1 S RSD = x 100 X (X1 X2) RPD = x 100 X

14 Exatidão + Precisão = Análises quantitativas de boa qualidade Limites de DETECÇÃO e QUANTIFICAÇÃO - Limite de detecção do método (MDL) É a conc. mínima que pode ser medida e reportada com 99% de confiança de que a conc. do analito é maior do que zero (EPA, 1984). Cálculo: 1- Matriz livre de analito: reagentes (branco) 2- Fortificação do branco de 3 5x o teor esperado para o MDL 3- Análise do branco fortificado ( n > 7) MDL = S x t, onde t 99%, 6 graus de liberdade = 3,143

15 Limites de DETECÇÃO e QUANTIFICAÇÃO - Limite de detecção do método (MDL) Cálculo: 1- Matriz livre de analito: reagentes (branco) 2- Fortificação do branco de 3 5x o teor esperado para o MDL 3- Análise do branco fortificado ( n > 7) MDL = S x t, onde t 99%, 6 graus de liberdade = 3,143 MDL é específico - matriz ( matrízes: métodos) - instrumento

16 Limites de DETECÇÃO e QUANTIFICAÇÃO - Limite de detecção do método (MDL) NÃO SE UTILIZA resultados no nível do MDL! Apenas no nível do LIM. DE QUANTIFICAÇÃO PRÁTICO (PQL) PQL é a menor conc. que pode ser determinada com confiabilidade atendendo a níveis de precisão e exatidão durante condições operacionais de rotina (EPA, 1996). padrão Cálculo: PQL = (2x a 10x) MDL Recomendação: O valor do PQL deve ser o 1º ponto da curva de calibração

17 Curva de calibração É um gráfico da Resposta instrumental x Concentração do analito : absorbância sinal elétrico área de pico,... Absorbância (ua) Branco Padrões Concentração (mg L -1 ) 0 1 Abs= 48,3x + 0,24 r= 0,9987

18 Curva de calibração Características desejáveis: - utilizar várias soluções padrões (n > 5) - trabalhar preferencialmente com regressões lineares Abs= 48,3x + 0,24, r= 0,9987 sensibilidade b deve ser sempre pequeno IMPORTANTE: - O parâmetro sensibilidade é diferente do parâmetro detectabilidade - Métodos mais sensíveis devem ser preferidos

19 Curva de calibração Características desejáveis: - utilizar várias soluções padrões (n > 5) - trabalhar preferencialmente com regressões lineares - necessária para TODOS os métodos instrumentais (principalmente espectroscópicos e cromatográficos) Recomendação prática: - Na rotina a necessidade de recalibrações deve ser avaliada analisando-se padrões ou amostras de referência

20 Curva de calibração Recomendação prática: - Na rotina a necessidade de recalibrações deve ser avaliada analisando-se padrões ou amostras de referência - Realizar a calibração na mesma sequencia do lote de amostras - Atentar-se ao uso de diluições diferentes para amostras do mesmo lote Os resultados finais terão correções diferentes! BOAS PRÁTICAS DE LABORATÓRIO

21 OS PRINCÍPIOS DA QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL Amostragem adequada Uso de métodos apropriados ao nível do(s) analito(s) a serem quantificados Garantir a confiabilidade dos resultados (validação) - Conhecendo os níveis da EXATIDÃO e PRECISÃO A dotar procedimentos amigos do ambiente sempre que possível

22 Bibliografia Consultada 1- BAIRD, C. Química Ambiental, São Paulo, Bookman, 2ª ed., Acessado em 13/11/ ZHANG, C. Fundamentals of Environmental Sampling and Analysis, New Jersey, Wiley & Sons, Santos, F. J., Galceran, M. T. The Application of Gas Chromatography to Environmental Analysis, Trend Anal. Chem. 21 (2002) NASCENTES, C. C.; COSTA, L. M., Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, 2011, p