Análise de especiação química de mercúrio (Hg2+ e CH3Hg+) em material biológico por geração química de vapor acoplada à espectrometria de absorção atômica (CVG-AAS)

Abstract

A ingestão de alimentos, seja de origem animal ou vegetal, é atualmente uma das principais causas de exposição a elementos químicos potencialmente tóxicos. Embora seja extensamente discutido na literatura que alguns elementos são essenciais à saúde humana, outros, como é o caso do mercúrio (Hg), possuem elevada toxicidade e efeito acumulativo. Os peixes, ainda que se destaquem por compor uma fonte saudável de proteínas e minerais, são uma das principais vias de intoxicação por Hg. Com relação às formas de apresentação do elemento, a espécie orgânica, principalmente encontrada na forma de metilmercúrio (CH3Hg+), possui maior toxicidade em comparação com a forma inorgânica Hg2+. Com isso, destaca-se a importância da análise de especiação química de Hg para avaliação dos potenciais riscos à saúde humana. Nesse contexto, o presente trabalho visa o desenvolvimento de uma metodologia analítica para análise de especiação química de Hg em peixes. Uma mistura de HCl 6 mol L-1 e NaCl 0,25 mol L-1 foi utilizada como solução extratora sob aquecimento assistido por radiação micro-ondas (MAE). Os principais parâmetros reacionais da técnica de geração química de vapor (CVG) acoplada à espectrometria de absorção atômica (AAS) foram otimizados para a determinação quantitativa de Hg2+ e Hg total. Para a determinação de Hg2+, HCl 0,3 mol L-1 e NaBH4 0,1% (m/v) foram utilizados, enquanto que para Hg total usou-se HCl 0,3 mol L-1 e NaBH4 0,2% (m/v) após oxidação química com KMnO4 2% (m/v). O fluxo de Ar permaneceu constante em 50 mL min-1. Os limites de detecção obtidos para Hg2+ e Hg total foram de 28,2 e 10,8 ƞg g-1, respectivamente. A exatidão do método foi avaliada através do uso de material de referência certificado, de matriz sedimento de estuário, e testes de adição de analito, alcançando-se recuperações quantitativas para ambas as espécies de Hg. Ainda, a exatidão foi avaliada comparando a concentração de Hg total obtida após MW-AD, que apresentou limite de detecção de 14,7 ng g-1. Posteriormente, o método desenvolvido foi aplicado para análise de 6 amostras de peixe. Três amostras apresentaram valores de Hg total de 4 a 9 vezes superiores ao limite máximo estabelecido pela legislação brasileira, de 1 μg g-1. Por fim, o método mostrou-se com precisão e exatidão adequadas para análise de especiação química de Hg em peixes, atendendo limites estabelecidos tanto pela legislação brasileira quanto por legislações internacionais.

The consumption of contaminated food of animal or vegetal origin is the main source of human exposure to toxic elements. Although some elements are essential to human metabolism and toward enzymatic functions of body, others such as mercury (Hg) are harmful and has a bioaccumulative effect. Fish is classified as a healthy food due to high content of minerals, proteins, and unsaturated fatty acids. However, the consumption of fish can be a main source of exposure to Hg contamination. Moreover, the toxicity effect of Hg is dependent on chemical form, and the organic form of methylmercury (CH3Hg+) has higher toxicity than inorganic form (Hg2+). For these reasons, the individual concentrations of chemicals species should be reported instead of total concentration of analyte to assessment potential risks of exposure to contaminated food. In view of this aspect, the target of this study was to develop an analytical method to perform the chemical speciation analysis of Hg in fish. A microwave-assisted extraction (MAE) using 6 mol L-1 HCl and 0.25 mol L-1 NaCl was applied in the sample preparation step. The operational parameters of atomic absorption spectrometry (AAS) coupled to chemical vapor generation (CVG) were optimized for quantitative determination of Hg2+ and total Hg. For determination of Hg2+, 0.3 mol L-1 HCl and 0.1% (m/v) NaBH4 were used as carrier and reducing agent, respectively. Prior to determination of total Hg, 2% (m/v) KMnO4 was added to sample aliquot to convert the organic form (CH3Hg+) to inorganic form (Hg2+). The CVG conditions of 0.3 mol L-1 HCl and 0.2% (m/v) NaBH4 were used as carrier and reducing agent, respectively. Argon was used as carrier gas at flow rate of 50 mL min-1. The limits of detection for determination of Hg2+ and total Hg were 28.2 e 10.8 ƞg g-1, respectively. The accuracy of proposed method was evaluated using a certified reference material of estuarine sediment and analyte addition tests. An agreement with certified values and a quantitative recoveries were achieved for both species of Hg. Accuracy was also evaluated by correlation between the sum of CH3Hg+ and Hg2+ from the speciation analysis and total Hg determination after microwave-assisted digestion (MW-AD). Using MW-AD method, the limit of detection was 14.7 ng g-1. After optimization of proposed CVG-AAS method, six commercial samples were analyzed and three of the analyzed samples showed concentration of total Hg of 4 to 9 times higher than the maximum limit specified in the Brazilian Regulatory Standards of 1 μg g-1. The level of accuracy and precision of proposed method agreed with recommended quality control criteria to perform the chemical speciation analysis of Hg in fish samples required the maximum limits by Brazilian and International Legislation.