2009 Interntionl Nucler Atlntic Conference - INAC 2009 Rio de Jneiro,RJ, Brzil, September27 to October 2, 2009 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENERGIA NUCLEAR - ABEN ISBN: 978-85-99141-03-8 DETERMINAÇÃO DE Cl, Mg, Mn E N EM AMOSTRAS DA PLANTA Trdescnti pllid João Guilherme G. A. Rossi 1,2 e Mitiko Siki 1 1 Instituto de Pesquiss Energétics e Nucleres, IPEN CNEN/SP Av. Professor Lineu Prestes, 2242 05508-000 São Pulo, SP, Brsil joo_gr@yhoo.com.br mitiko@ipen.br 2 Universidde Presbiterin Mckenzie Ru d Consolção, 930 01302-907, São Pulo, SP, Brsil RESUMO O crescente número de indústris e veículos utomotores vem ocsionndo o umento d poluição ére. Como conseqüênci, isto pode ocsionr efeitos nocivos à súde ds populções e o meio mbiente. Metodologis mis brts, como o uso de biomonitores, vêm sendo estudds pr vlir os níveis dess poluição. O uso de plnts pr monitormento d poluição tem despertdo grnde interesse devido às sus inúmers vntgens pr monitormento de regiões desprovids de redes convencionis d qulidde do r. O objetivo desse trblho foi determinr s concentrções de Cl, Mg, Mn e N presentes ns folhs d espécie Trdescnti pllid visndo posterior vlidção d espécie pr uso no biomonitormento d poluição ére. Form coletds folhs d espécie em diferentes regiões do Estdo de São Pulo e nlisds por meio d irrdição curt d técnic de nálise por tivção com nêutrons (NAA). O mteril de referênci certificdo INCT-MPH-2 Mixed Polish Herbs foi nlisdo pr controle d qulidde dos resultdos, os quis presentrm um bo extidão com erros reltivos inferiores 4,2 % e bo precisão com desvios pdrão reltivos inferiores 8,7 %. As concentrções dos elementos (em µg g -1 ) obtidos ns mostrs de T. pllid nlisds vrirm pr Cl de 2324 33897, pr Mg de 3602 14450, pr Mn de 132 314 e pr N de 21 615. Ddos obtidos ns nálises de Trdescnti indicrm grnde vribilidde ns concentrções dos elementos. O procedimento de irrdição curt mostrou ser proprido pr determinção dos elementos estuddos no biomonitormento d poluição ére. 1. INTRODUÇÃO O crescente número de indústris e de veículos utomotores tem sido considerdo como cus do umento d poluição ére, que ocsion efeitos dnosos o meio mbiente e à súde ds populções. Diferentes metodologis vêm sendo plicds pr monitorr ess poluição. A colet e nálise de mteril prticuldo em filtros por meio d sucção de r, bem como ds águs de chuv que tmbém cptm mteriis prticuldos, líquidos e gses, têm sido mplmente utilizds. Entretnto ests metodologis muits vezes requerem o uso de um prelhgem sofisticd e cr, lém d necessidde de recursos pr su mnutenção. O desenvolvimento de metodologis mis brts e eficzes pr monitorção d poluição ére tem sido de grnde interesse [1]. Dest mneir, mteriis biológicos tis como plnts e nimis cumuldores de metis, vem sendo estudds pr o uso no biomonitormento d poluição ére [1-3]. Esse método de biomonitormento usulmente present um custo bixo, permitindo su plicção grndes áres desprovids de monitormento instrumentl
convencionl. Além disso, s nálises de plnts superiores presentm um respost integrd d ção dos poluentes o longo de um longo período e presentm teores elevdos de elementos, permitindo detectr ests concentrções com um bo precisão. Dentre os mteriis estuddos pr uso no biomonitormento d poluição destcm-se os liquens, musgos e plnts superiores os quis vêm sendo mplmente nlisdos principlmente em diversos píses d Europ. N Itáli, nálise de liquens e musgos, coletdos no Monte Alpes e ns colins o seu redor, indicou que s concentrções de certos elementos diminuem ds áres mis influencids pel poluição pr áres menos sujeits poluição [4]. Tmbém pr vlição dos elementos provenientes d poluição de veículos, form nlisdos liquens próximos de rodovis n Nigéri e Polôni [5,6]. N Holnd e n Alemnh, comprndo s concentrções dos elementos presentes no mteril prticuldo e em liquens, foi identificd nturez dos poluentes e loclizção ds fontes poluidors [7,8]. No Brsil, trblhos sobre uso de plnts como indicdores d poluição mbientl são ind bstnte escssos e não há ddos de mpemento do nosso território indicndo os níveis de elementos poluentes. Tmbém não dispomos de um estudo sistemático e detlhdo que poss ser utilizdo n identificção de fontes poluidors e pr estudo ds lterções do ecossistem com o decorrer dos nos. A plnt escolhid pr biomonitormento no presente estudo foi Trdescnti pllid c. purpúre, um espécie ornmentl d fmíli Commelincee. Est plnt foi escolhid devido su mpl distribuição n cidde de São Pulo e por se trtr de um plnt de fácil propgção, mesmo em regiões de lto nível de poluição, como o centro d cidde de São Pulo. Ests condições permitem o uso d T. pllid especilmente cultivd pr fins de monitorção ou queles que nturlmente precem ns áres de interesse o estudo. Comprd os liquens, T. pllid present fcilidde n su identificção e seu cultivo ou trnsplnte. Além disso, os efeitos prejudiciis d poluição mbientl têm sido evidencidos pelos ensios de micronúcleos usndo espécie T. pllid. Tem-se verificdo que qunto mis micronúcleos se formm, mis poluído é o r [9-11]. Est espécie tmbém tem sido usd pr vlir qulidde do r em diferentes áres e em diferentes períodos [12], como tmbém pr detectr vrições ns concentrções de gses d tmosfer por meio d nálise de micronúcleos [13]. O objetivo deste trblho foi determinr s concentrções de Cl, Mg, Mn e N em folhs d plnt Trdescnti pllid plicndo o método de nálise por tivção com nêutrons, por meio ds irrdições curts no retor nucler, visndo posterior plicção dest espécie no monitormento d contminção do meio mbiente. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Colet e Trtmento ds Amostrs de Trdescnti pllid Nest primeir fse do trblho form coletds qutro mostrs d T. pllid em diferentes pontos de mostrgem do Estdo de São Pulo. No cso, form coletds s folhs do 3º nó prtir do ápice, com finlidde de obter mostrs de mesm idde. Pr nálise s folhs
form lvds com águ desionizd pr remoção de possíveis prtículs de poeir depositds e secgem foi feit em um estuf d mrc Étic, de circulção de r forçd, um tempertur médi de 40 ºC, por proximdmente 2 dis. Antes e pós secgem, relizou-se pesgem pr o cálculo d perd de umidde. Neste processo de secgem foi obtid um perd médi de 93,4 % de umidde. Relizrm-se mogem e homogeneizção ds mostrs em um micro-moinho vibrtório Pulverisette 0 d mrc Fritch. Esss mostrs obtids n form de pó form gurdds em potes plásticos os quis form rmzendos em um dessecdor. 2.2 Análise do Mteril de Referênci Certificdo Pr vlir qulidde dos resultdos nlíticos qunto à extidão e precisão, foi nlisdo o mteril de referênci certificdo INCT-MPH-2 Mixed Polish Herbs do Institute of Nucler Chemistry nd Technology, Polôni [14]. A percentgem de umidde de 8,3 % foi determind neste mteril conforme descrito no seu certificdo, pr expressr os ddos ds nálises n bse sec do mteril. 2.3 Preprção dos Pdrões Sintéticos dos Elementos As soluções pdrão dos elementos utilizds form dquiridos do Spex CertiPrep, EUA. A prtir dests soluções pdrão form preprds soluções pdrão diluíds simples pr preprção dos pdrões sintéticos. Alíquots de 50 µl ou 100 µl dests soluções form pipetds sobre tirs de ppel filtro Whtmn n o 40, s quis form colocds no dessecdor pr secgem à tempertur mbiente. As quntiddes dos elementos nestes pdrões sintéticos form de 500 µg pr Cl; de 997,9 µg pr Mg; de 3,99 µg pr Mn e de 500,5 µg pr N. Posteriormente pós secgem, esss tirs form dobrds e colocds em invólucros de polietileno. Os plásticos pr confecção desses invólucros form previmente lvdos com solução diluíd de ácido nítrico p.. e águ purificd. 2.4 Procedimento pr Análise por Ativção com Nêutrons (NAA) Cerc de 200 mg ds mostrs d plnt T. pllid ou do mteril de referênci certificdo form pesdos em invólucros de polietileno. Pr irrdição, mostr ou o mteril de referênci e os pdrões sintéticos form colocdos juntos dentro de um novo invólucro de polietileno, o qul foi inserido dentro de um dispositivo de polietileno. A irrdição foi relizd n Estção Pneumátic n o 4 do retor nucler de pesquis IEA-R1 do IPEN- CNEN/SP, sob um fluxo de nêutrons térmicos d ordem de 6,6 x 10 12 n cm -2 s -1 por um período de 10 segundos. Pr medição ds tividdes gm, mostr ou o mteril de referênci e os pdrões form individulmente montdos em suportes de ço inoxidável. Após irrdição relizou-se imeditmente medição ds tividdes gm induzid n mostr ou mteril de referênci, utilizndo-se de um detector semicondutor de Ge hiperpuro d mrc Cnberr ligdo um espectrômetro de rios gm e sistem eletrônico ssocido. Form feits dus medições ds tividdes, primeir pós 5 minutos d irrdição e segund pós 90 minutos. A identificção dos rdioisótopos foi feit por meio ds energis dos rios gm e mei-vid [15]. Os rdioisótopos utilizdos form 38 Cl, 27 Mg,
58 Mn e 24 N. Pr o cálculo ds concentrções dos elementos utilizou-se o método comprtivo, plicndo-se seguinte relção [16]: C = 0,693( td tdp) / t 1 2 m. A. e / [ ] p M. (1) A p Onde os índices e p indicm mostr e pdrão respectivmente; A é tx de contgem do rdioisótopo considerdo; M é mss totl d mostr; t é mei-vid do rdioisótopo; m p é mss do elemento no pdrão; C é concentrção do elemento n mostr; td e tdp são os tempos de decimento d mostr e pdrão, respectivmente. 1 2 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultdos obtidos n nálise do mteril de referênci, presentdos n Tbel 1, são concordntes com os vlores do certificdo, isto é, indicm um bo extidão com erros reltivos inferiores 4,2 %. Com relção à precisão, os desvios pdrão reltivos obtidos form inferiores 8,7 %, mostrndo um bo reprodutibilidde dos resultdos. Pr vlir extidão dos resultdos obtidos tmbém form clculdos os índices Z-Score ou diferenç pdronizd [17]. Os índices Z-Score obtidos estão entre 1 e 1, indicndo que os resultdos obtidos estão dentro d fix dos vlores certificdos, um nível de confinç de 68 %. Tbel 1. Concentrções dos elementos no mteril de referênci certificdo INCT-MPH-2 Mixed Polish Herbs. Este Trblho Vlores do Elementos Médi ± DP Certificdo (n=5) b DPR c % ER d % Z-Score [14] Cl, µg g -1 2743 ± 157 5,7 3,4-0,4 2840 ± 200 Mg, µg g -1 3044 ± 266 8,7 4,2 0,4 2920 ± 180 Mn, µg g -1 187,7 ± 2,6 1,4 1,7-0,3 191 ± 12 N, µg g -1 391,1 ± 19,0 4,9 350 e. Desvio Pdrão, b. n é o Número de Determinções, c. Desvio Pdrão Reltivo, d. Erro Reltivo, e.vlor Informtivo. N Tbel 2 são presentdos os resultdos ds nálises d folhs d espécie T. pllid cultivd em vso no IPEN/SP, e em cnteiros em Snt Bárbr D Oeste, SP. Os resultdos dest Tbel presentm um bo precisão com desvios pdrão reltivos inferiores 9,0 %, com exceção do resultdo obtido pr N n mostr coletd no IPEN. Um desvio pdrão reltivo de 14,9 % obtido se deve o bixo teor deste elemento presente nest mostr, resultndo n bix tx de contgem do 24 N. A comprção entre os resultdos obtidos
indicm lts concentrções dos elementos Cl, Mg e N n mostr de Snt Bárbr D Oeste. Já pr o elemento Mn, mior concentrção foi obtid pr mostr IPEN. Tbel 2. Concentrções dos elementos Cl, Mg, Mn e N ns folhs de T. pllid. Elementos Amostr IPEN Amostr Snt Bárbr D Oeste Médi ± DP (n) b DPR c % Médi ± DP (n) b DPR c % Cl, µg g -1 2324 ± 122 (6) 5,3 33897 ± 535 (5) 1,6 Mg, µg g -1 3602 ± 324 (6) 9,0 14450 ± 227 (4) 1,6 Mn, µg g -1 314,0 ± 14,6 (6) 4,7 132,4 ± 6,1 (5) 4,6 N, µg g -1 20,8 ± 3,1 (3) 14,9 614,6 ± 27,7 (5) 4,5. Desvio Pdrão, b. n é o Número de Determinções, c. Desvio Pdrão Reltivo. N Tbel 3 são presentdos os resultdos ds nálises de dus mostrs coletds em dois pontos distintos do cmpus d Cidde Universitári, São Pulo, SP, isto é n Av. Lineu Prestes, USP, e n Av. Escol Politécnic, USP. Os resultdos dests mostrs presentrm desvios pdrão reltivos vrindo de 0,9 16,0 %. Tbel 3. Concentrções dos elementos ns folhs de T. pllid coletds no cmpus d cidde Universitári, São Pulo, SP. Elementos Amostr Av. Lineu Prestes Amostr Av. Escol Politécnic Médi ± DP (n) b DPR c % Médi ± DP (n) b DPR c % Cl, µg g -1 6495 ± 470 (5) 7,2 9928 ± 379 (5) 3,8 Mg, µg g -1 10871 ± 391 (5) 3,6 8493 ± 77 (4) 0,9 Mn, µg g -1 132,2 ± 6,5 (5) 4,9 168,9 ± 5,5 (5) 3,3 N, µg g -1 107,3 ± 2,5 (3) 2,3 72,3 ± 11,6 (5) 16,0.Desvio Pdrão, b. n é o Número de Determinções, c. Desvio Pdrão Reltivo. Fzendo um comprção entre s concentrções dos elementos encontrdos ns qutro mostrs nlisds neste trblho, verific-se que mostr de Snt Bárbr D Oeste presentou os mis ltos teores de Cl, Mg, e N, enqunto que pr o Mn, s mis lt concentrção foi obtid pr mostr IPEN. 4. CONCLUSÃO Os resultdos obtidos no mteril de referênci certificdo, por presentrem um bo extidão e precisão, indicm que o procedimento de NAA dotdo foi proprido pr determinção de Cl, Mg, Mn e N ns mostrs de T. pllid. As nálises dos resultdos ds mostrs d plnt presentrm, em gerl, um bo reprodutibilidde, indicndo
homogeneidde ds mostrs preprds. Os resultdos obtidos pr s mostrs de T. pllid indicm um grnde vribilidde ns concentrções dos elementos presentes ns sus folhs dependendo do locl do seu cultivo. Os ddos obtidos sugerem posterior estudo pr nálise de outros elementos de interesse sob o ponto d poluição mbientl bem como nálise dest espécie cultivd em solos de mesm composição e expost em locis de diferentes níveis de poluição ére. AGRADECIMENTOS Os utores grdecem o poio finnceiro do CNPq e pel bols PIBIC. REFERÊNCIAS 1. A. Fug, M. Siki, M. A. Vsconcellos, N. K. Hond, O. S. Siqueir, Análise de espécies de liquens epifíticos pr uso n biomonitorção de poluentes tmosféricos, Rev. Brs. Pesq. Des., 4, pp.1183-1187 (2002). 2. A. M. G. Figueiredo, C. A. Nogueir, B. Mrkert, H. Heidenreich, S. Frnzle, G. Liepelt, M. Siki, M. Domingos, F. M. Milin, U. Herpin, The use of n epiphyte (Tillndsi usneoides) s bioindictor of ir pollution in São Pulo, Brzil, 8th Highwy nd Urbn Environment Symposium, Nicosi, Chipre (2006). 3. D. M. B. Coccro, Estudo d determinção de elementos trço em liquens pr monitorção mbientl, Dissertção (Mestrdo) Instituto de Pesquiss Energétics e Nucleres, São Pulo, Brsil (2001). 4. R. Vecchi, V. Ginluigi, A. Mrini, Energy-dispersive X-ry fluorescence nlysis pplied to biomonitoring on Alps, Biol. Trce Elem. Res., 43, pp. 223-237 (1994). 5. M. M. Kpu, M. M. Ipye, R. A. I. Eg, H. D. Akny, M. L. Blrbe, D. J. Scheffer, Lichens s bioindictors of eril fllout of hevy metls in Zri, Nigeri, Bull. Environ. Contm. Toxicol., 47, pp.413-416 (1991). 6. A. Z. Hrynkiewicz, S. Szymczyk, J. Kjfosz, Pixe nd NRA environmentl studies by mens of lichen indictors, Nucl. Instr. Meth., 168, pp. 517-521 (1980). 7. M. De Bruin, Applying biologicl monitors nd neutron ctivtion nlysis in studies of hevy metl ir pollution, Interntionl Atomic Energy Agency, ISSN 0020-6067, 32, pp.22-27 (1990). 8. M. De Bruin, H. T. Wolterbeek, Identifiction of sources of hevy metls in the Dutch tmosphere using ir filter nd lichen nlysis, Nucler methods in Environmentl nd Energy Reserch. Proceedings Methods of Fifth Interntionl Conference CONF- 840408, pp.266-276 (1984). 9. H. Steinkellner, K. Mun-Sik, C. Helm, S. Ecker, T. H. M, M. Kundi, Genotoxic effects of hevy metls: Comprtive investigtion with plnt biossys, Environ. Mol. Mutgen., 31, pp.183-191 (1998). 10. S. Knsmüller, E. Gottmnn, H. Steinkellner, A. Fomin, C. Pickl, A. Pschke, R. God, M. Kundi, Detection of genotoxic effects of hevy metl contminted soils with plnt biossys, Mutt. Res. Fund. Environ. Metg., 420, pp.37-48 (1998). 11. J. R. F. Btlh, E. T. Guimrães, D. J. A. Lobo, M. Domingos, G. S. Rodrigues, P. H. N. Sldiv, Exploring the clstogenic effects of ir pollutnts in São Pulo (Brzil), using Trdescnti micronuclei ssy, Mutt. Res. Fund. Mol. Mutg., 426, pp.232-239 (1999).
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