Determinação de nutrientes, contaminantes e elementos-traço em fertilizantes minerais por MIP OES

Abstract

No presente trabalho foi avaliado o desempenho da técnica espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por micro-ondas (MIP OES), empregando-se nitrogênio alimentado com 1 kW de potência para a geração do plasma, na determinação de 23 elementos em fertilizantes minerais: Ag, Al, B, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sr, Tl, V e Zn. Foram analisadas duas amostras de fertilizantes comerciais (um derivado do mineral langbeinita e um superfosfato simples) e três materiais de referência certificados - MRCs (calcário dolomítico, rocha fosfática e mistura de micronutrientes) para fins de avaliação da exatidão e precisão da técnica. As amostras foram submetidas a três procedimentos de extração do analito: digestão ácida assistida por radiação micro-ondas, extração assistida por ultrassom e extração em chapa de aquecimento (segundo método oficial do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento - MAPA). Para os MRCs foi constatada boa concordância entre os valores de concentração encontrados e os certificados ou informados. Para as amostras comerciais, foram feitos testes de recuperação do analito os quais resultaram em recuperações de 93% a 140% para 18 elementos no derivado do mineral e de 68% a 122% para 13 elementos na análise do superfosfato simples. A análise dos MRCs revelou que o procedimento de decomposição (digestão ácida assistida por radiação micro-ondas) foi o melhor entre os três avaliados, na determinação via MIP OES. Este foi então fixado como referência para a comparação dos valores obtidos por MIP OES e por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Nas amostras comerciais analisadas, não foram observadas inconformidades quanto aos valores mínimos de garantia para nutrientes nem quanto à concentração máxima permitida de contaminantes em relação à legislação vigente. Efeitos de matriz, possivelmente causados por elementos facilmente ionizáveis, foram observados para Cr, Li, Ni e Tl. Contudo, a MIP OES demonstrou bom desempenho na análise de matrizes complexas como as analisadas, com limites de detecção (LDs) satisfatórios para atender às atividades de fiscalização pelo MAPA e também ao controle de qualidade de fertilizantes minerais.

The optical emission spectrometry microwave induced plasma (MIP OES) technique was evaluated in the present work, using nitrogen under 1 kW for plasma generation, in the determination of 23 elements in mineral fertilizers: Ag, Al, B, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sr, Tl, V and Zn. Two commercial fertilizers (one was from the langbeinite mineral and the other from single superphosphate) and three certified reference materials (dolomitic limestone, phosphate rock and a multi-nutrient fertilizer) were analyzed in order to evaluate the accuracy and precision of the technique. The samples were submitted to three different analyte extraction or decomposition procedures; acid digestion assisted by microwave radiation, extraction by heating on hot plate (this procedure followed the official method from Ministry of Livestock Agriculture and Supply - MAPA) and ultrasonic assisted extraction. There was good agreement between the concentration values found and those certified or informed for the CRM when microwave assisted digestion was used. Analyte recovery tests were carried out for the commercial samples analyzed and the distinct composition of them generated different recovery ranges. Recoveries of 93 to 140% for 18 elements were observed for the langbeinite derived, whereas for single superphosphate the recoveries were 68 to 122% for 13 elements. The analysis of the CRM showed that microwave assisted digestion was the best procedure among the three evaluated, and was then set as a reference for comparison of the values obtained later by MIP OES and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). In the commercial samples analyzed, there were no nonconformities regarding the minimum guarantee values for nutrients nor regarding the maximum permitted concentration of contaminants in relation to current legislation. Matrix effects, possibly caused by easily ionizable elements, were observed for Cr, Li, Ni and Tl. However, MIP OES has demonstrated good performance in the analysis of complex matrices such as those analyzed, with satisfactory limits of detection (LODs) to meet the Brazilian legislation and also for quality control of mineral fertilizers.