Determinación de metales pesados en material particulado atmosférico por espectroscopía de absorción atómica: validación

Maria Fernanda Sarmiento-Gamero; Carlos Daniel Ramos-Contreras; Sofía Lorena Flórez-Pérez; Francisco José Molina-Pérez

doi:10.33571/rpolitec.v17n34a10

Authors

Maria Fernanda Sarmiento-Gamero Química, Analista área fisicoquímicos laboratorio GAIA. Universidad de Antioquia
Carlos Daniel Ramos-Contreras Químico, PhD Ing. Ambiental, Coordinador de área fisicoquímicos laboratorio GAIA
Sofía Lorena Flórez-Pérez Especialista en Gestión Ambiental y Producción Más Limpia, Analista área fisicoquímico laboratorio GAIA,
Francisco José Molina-Pérez Doctor en Ingeniería, Director técnico del laboratorio GAIA

DOI:

https://doi.org/10.33571/rpolitec.v17n34a10

Keywords:

Material particulado, metales, absorción atómica.

Abstract

The analysis of Cr, Cd, Pb, and Ni in particulate matter (PM₁₀) makes it possible to establish the levels of exposure and risk to the health of the population. This work presents the validation and implementation of analytical methodologies, using microwave-assisted acid digestion and atomic absorption spectroscopy. The parameters were evaluated: linearity, the limit of detection and quantification, precision, and veracity. Linear behavior (R2> 0.995) was obtained between 0.75-2.5 μg Cd, 8.75-125 μg Ni, 5-25 μg Cr and 8.75-15 μg Pb. Also, a matrix effect (α = 0.05) was evidenced in all the metals studied. The coefficients of variation (0.9-12%) and the recovery percentages (66-126%) were found within the allowed intervals. The analysis of the reference material (NIST 1649b Urban Dust) allowed to establish the veracity of the methodology (71-102 % R). Finally, the methodology can be implemented to reliably assess compliance with resolution 2254: 2017 of the Ministry of the Environment and Sustainable Development.

Article Metrics

Abstract: 1114 HTML (Español (España)): 769 PDF (Español (España)): 632

PlumX metrics

References

S. L. C. González, “Material particulado en el aire y su correlación con la función pulmonar en personas que realizan actividad física en la cicloruta en la localidad kennedy en bogotá: estudio descriptivo transversal,” Universidad Nacional de Colombia, 2018.

E. M. López et al., “Contaminación atmosférica y efectos sobre la salud de la población Medellín y su área metropolitana,” Medellín. Colombia, 2007.

Annenberg Learner, “Unit 11 - Atmospheric Pollution,” The Habitable Planet, pp. 1–35, 2017, [Online]. Available: http://www.learner.org/courses/envsci/unit/text.php?unit=11&secNum=10.

Fundación para la Salud Geoambiental, “Material Particulado.” https://www.saludgeoambiental.org/material-particulado (accessed Jun. 05, 2019).

INECC, “Qué son, cómo son y cómo se originan las partículas.,” no. x, pp. 13–32, 2016.

A. Legarreta, A. Corral, M. Delgado, J. Torres, and J. P. Flores, “Material particulado y metales pesados en aire en ciudades mexicanas,” CULCyT, vol. 56, no. 1, pp. 234–245, 2015, [Online]. Available: http://erevistas.uacj.mx/ojs/index.php/culcyt/article/view/818.

L. H. H. Luisa Fernanda Perez Fadul, “Determinación de metales pesados en particulas respirables e identificación de fuentes de emisión, a partir de un muestreo atmosférico en la localidad de puente aranda en la ciudad de bogotá,” Universidad de la Salle, 2006.

Y. C. Reyes, I. Vergara, O. E. Torres, M. Díaz, and E. E. González, “Contaminación Por Metales Pesados: Implicaciones En Salud, Ambiente Y Seguridad Alimentaria,” Ing. Investig. y Desarro., vol. 16, no. 2, pp. 66–77, 2016, doi: 10.19053/1900771x.v16.n2.2016.5447.

A. A. Gharaibeh, A. W. O. El-Rjoob, and M. K. Harb, “Determination of selected heavy metals in air samples from the northern part of Jordan,” Environ. Monit. Assess., vol. 160, no. 1–4, pp. 425–429, 2010, doi: 10.1007/s10661-008-0706-7.

K. N. and A. Lanphear, B.P., Dietrich and P.C, “Cognitive deficits associated with blood lead concentrations <10 microg/dL in US children and adolescents,” pp. 521–529, 2002.

L. F. Londoño Franco, P. T. Londoño Muñoz, and F. G. Muñoz Garcia, “Los Riesgos De Los Metales Pesados En La Salud Humana Y Animal,” Biotecnoloía en el Sect. Agropecu. y Agroindustrial, vol. 14, no. 2, p. 145, 2016, doi: 10.18684/BSAA(14)145-153.

“Agency for Toxic Substances & Desease Registry,” 2005. https://www.atsdr.cdc.gov/phs/phs.asp?id=243&tid=44 (accessed Jun. 10, 2019).

B. Fernández, L. Lobo, and R. Pereiro, Atomic Absorption Spectrometry: Fundamentals, Instrumentation and Capabilities, 3rd ed., no. 1. Elsevier Inc., 2018.

J. H. and S. R. C. Douglas A. Skoog, F, Principios de análisis instrumental, Sexta edic. 2007.

A. B. M. Helaluddin, R. S. Khalid, M. Alaama, and S. A. Abbas, “Main analytical techniques used for elemental analysis in various matrices,” Trop. J. Pharm. Res., vol. 15, no. 2, pp. 427–434, 2016, doi: 10.4314/tjpr.v15i2.29.

K. Aftab et al., “Determination of different trace and essential element in lemon grass samples by X-ray fluorescence spectroscopy technique,” Int. Food Res. J., vol. 18, no. 1, pp. 265–270, 2011.

L. M. B. Ventura, B. S. Amaral, K. B. Wanderley, J. M. Godoy, and A. Gioda, “Validation method to determine metals in atmospheric particulate matter by inductively coupled plasma optical emission spectrometry,” J. Braz. Chem. Soc., vol. 25, no. 9, pp. 1571–1582, 2014, doi: 10.5935/0103-5053.20140142.

J. Herrera M. and S. Rodríguez R., “Validación de un método de análisis para la determinación de metales pesados en partículas PM10 colectadas en aire ambiente,” Tecnol. en Marcha, vol. 23, no. 3, pp. 33–46, 2010, [Online]. Available: http://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/71.

P. Coelho and R. Desti, “Microwave assisted acid digestion of siliceous and organically based matrices,” no. December, pp. 1–20, 1996.

AEFI: Asociación Española de Farmaceúticos de la Industria, Validación de Métodos Analíticos. Barcelona, 2001.

J. R. Sieber, “How to use and how not to use certified reference materials in industrial chemical metrology laboratories,” Powder Diffr., vol. 35, no. 2, pp. 104–111, 2020, doi: 10.1017/S0885715620000202.

S. Rasul, A. M. Kajal, and A. Khan, “Quantifying Uncertainty in Analytical Measurements,” J. Bangladesh Acad. Sci., vol. 41, no. 2, pp. 145–163, 2018, doi: 10.3329/jbas.v41i2.35494.

S. Method, P. Requirements, and A. Nutritionals, “Appendix F: Guidelines for Standard Method Performance Requirements,” 2016.

T. Byrd, M. Stack, and A. Furey, “An Analytical Application for the Determination of Metals in PM10,” Adv. Air Pollut., 2011, doi: 10.5772/21301.

Instituto de Hidrología Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM, “Determinación de metales pesados totales con digestión ácida y solubles lectura directa por Espectrofotómetría de absorción atómica,” p. 16, 2004, [Online]. Available: http://www.ideam.gov.co/documents/14691/38155/Metales+en+agua+por+Absorción+Atómica..pdf/e233a63d-378c-4f83-9311-d9375043cf2a.

D. M. Gómez H., “Validación de la metodología por el método estándar 3111a – absorción atómica para el análisis de metales pesados en muestras de aguas y aguas residuales,” p. 60, 2011.

Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, “Manual de operación de sistemas de vigilancia de la calidad del aire,” p. 287, 2008, [Online]. Available: https://www.minambiente.gov.co/images/AsuntosambientalesySectorialyUrbana/pdf/contaminacion_atmosferica/Protocolo_Calidad_del_Aire_-_Manual_Operación.pdf.

N. C. and D. L. Alberto Fernández C, Raiza Fernández, “Metals Determination in Atmospheric Particulates by Atomic Absorption Spectrometry with Slurry Sample Introduction,” At. Spectrom., vol. 12, no. 4, 1991, doi: 10.1039/a800834e.

M. A. Awan, S. H. Ahmed, M. R. Aslam, and I. A. Qazi, “Determination of Total Suspended Particulate Matter and Heavy Metals in Ambient Air of Four Cities of Pakistan,” Iran. J. Energy, vol. 2, no. 2, pp. 128–132, 2011.