Pesquisadores da Embrapa Instrumentação e da Escola de Engenharia de Lorena, da Universidade de São Paulo (EEL/USP), alcançaram um avanço significativo na detecção de mercúrio em solos e chorumes.
Utilizando um modelo baseado em física de plasma, os cientistas conseguiram calibrar a técnica de espectroscopia de emissão de plasma induzido por laser (LIBS) para analisar diferentes tipos de amostras. Esse feito inédito possibilitou a detecção precisa do mercúrio, um elemento químico de difícil medição em amostras.
A técnica de LIBS é conhecida por sua capacidade de detectar e quantificar elementos da tabela periódica sem a necessidade de reagentes químicos ou preparação complexa das amostras. No entanto, a LIBS apresentava baixa sensibilidade para certos elementos, incluindo o mercúrio.
Para superar esse obstáculo, os pesquisadores empregaram um sistema LIBS de duplo pulso (DP-LIBS), desenvolvido de forma inédita no Brasil, com parâmetros otimizados para cada tipo de amostra: solo e chorume. Essa abordagem resultou em um aprimoramento do limite de detecção da técnica DP-LIBS para o mercúrio, aumentando sua precisão e sensibilidade em comparação com sistemas LIBS convencionais.
O estudo também introduziu modelos de calibração, que relacionam o sinal medido pela técnica de análise com a concentração do elemento de interesse. Esses modelos permitiram a quantificação do mercúrio em diferentes tipos de amostras, corrigindo variações nos dados causadas pelas condições experimentais.
Além disso, o modelo desenvolvido demonstrou a possibilidade de otimizar o sistema LIBS para cada tipo de amostra, um passo crucial na quantificação de mercúrio em concentrações baixas.
O coordenador do estudo, Paulino Ribeiro Villas-Boas, pesquisador da Embrapa, ressalta que esse avanço abre novas possibilidades para o uso da técnica LIBS. Ele afirma que o modelo tem o potencial de reduzir os efeitos das diferentes propriedades físico-químicas das amostras, além de compensar as variações do sistema LIBS, permitindo a otimização para cada tipo de amostra e elemento.
O professor Carlos Renato Menegatti, da EEL/USP, acrescenta que as propriedades físico-químicas das amostras podem levar a variações nos parâmetros do plasma e nas intensidades das linhas de emissão, afetando a confiabilidade dos resultados. Portanto, o desenvolvimento desse modelo de calibração é um passo importante na superação dessas limitações.
A técnica LIBS oferece vantagens significativas em relação aos métodos convencionais, que dependem de reagentes químicos eexigem preparo de amostras mais complexo e demorado. Ao ajustar o sistema LIBS para cada tipo de amostra, os pesquisadores conseguiram medir com precisão concentrações de mercúrio variando de 50 a mil partes por milhão (ppm). Essa abordagem é especialmente relevante considerando que o mercúrio é um dos piores contaminantes para a saúde e o meio ambiente.
O estudo foi realizado utilizando amostras de solo e chorume coletadas em São Carlos (SP) e no aterro de Cachoeira Paulista (SP), respectivamente. As amostras foram processadas e transformadas em pastilhas sólidas, que foram submetidas à técnica de LIBS.
O laser incidente na superfície da pastilha gera um plasma, cuja luz emitida é capturada por um espectrômetro. A partir das linhas de emissão específicas de cada elemento, é possível medir a quantidade de mercúrio em apenas alguns minutos.
Os resultados do estudo indicam não apenas a redução dos efeitos da matriz das amostras, mas também a correção das diferenças nas condições experimentais entre os conjuntos de amostras. Os pesquisadores destacam a importância desse trabalho para resolver problemas ambientais relacionados à contaminação por mercúrio, tanto no Brasil quanto em outros países.
Os pesquisadores sugerem a realização de estudos complementares para confirmar os resultados obtidos e expandir o uso da técnica LIBS e dos modelos de calibração para outros elementos, tipos de amostras e condições de medição. Atualmente, a equipe está empenhada em desenvolver métodos adicionais para reduzir ainda mais os efeitos da matriz das amostras.
Esse avanço na detecção de mercúrio utilizando a técnica LIBS tem o potencial de contribuir significativamente para a proteção ambiental e a saúde pública. Com a otimização contínua do sistema e o aprimoramento dos modelos de calibração, espera-se que essa técnica se torne uma ferramenta amplamente utilizada na análise de elementos químicos em diferentes tipos de amostras, beneficiando a área agroambiental e permitindo a implementação de medidas eficazes de controle e monitoramento.
Texto com informações da EMBRAPA
