Espectrofotometria Aplicados na Área Ambiental

Fê Cunha

O crescente interesse pelos problemas ambientais durante os últimos anos, levou a comunidade científica a desenvolver sistemas de detecção para monitoramento do equilíbrio ecológico sobre grandes áreas territoriais. Através do uso de satélite, aeronaves e trabalho terrestre pontual, os pesquisadores puderam desenvolver uma melhor compreensão de como os processos naturais interferem na biota local bem como suas implicações a nível global. O desenvolvimento recente de potentes fontes laseres, com emissão no visível e ultravioleta, conjuntamente com detectores ópticos muito sensíveis, possibilitou aos cientistas desenvolverem métodos de sensoriamento remoto baseados em espectroscopia laser não-linear. A evolução conjugada de tecnologia nas áreas de óptica, eletrônica e computação, viabilizou a utilização dessas técnicas para monitoramento ambiental por instituições diversas e principalmente por aquelas responsáveis pela preservação e uso responsável do meio ambiente.

As técnicas de espectroscopia e espalhamento com laser são extremamente poderosas para o monitoramento em tempo real de diferentes fenômenos. Diagnóstico da combustão e monitoramento da poluição atmosférica são exemplos de aplicação de técnicas espectroscópicas em fase gasosa enquanto que estudos de vegetação, câncer em estágios iniciais e metais pesados no solo ou bioacumuladas na vegetação são exemplos de aplicação na fase sólida.

A teoria tanto de espectroscopia como de espectrofotometria é simples, afinal espectroscopia é a designação para toda técnica de levantamento de dados físico-químicos através da transmissão, absorção ou reflexão da energia radiante incidente em uma amostra, em geral são equipamentos destinados à análise de radiação. É comum haver uma confusão destes termos com o espectrofotômetro. Entretanto, ao termo espectrofotômetro reserva-se o sentido de ser um espectrômetro que utiliza radiação na zona da luz, ou seja, entre o infravermelho e o ultravioleta (inclusive). Neste sentido, o espectrofotômetro é um instrumento que permite comparar a radiação absorvida ou transmitida por uma solução que contém uma quantidade desconhecida de soluto, e uma quantidade conhecida da mesma substância, existem espectrofotômetros UV-visível (ou apenas visível), de infravermelho e de fluorescência (ou fluorímetros).

Um dos exemplos do uso de espectrofotometria na área ambiental se dá em seu uso nos reservatório de água, feito no estudo da qualidade da água utilizada.

O crescimento, às vezes desordenado, das cidades, inclusive com ocupação inadequada do solo junto às regiões de reservatórios para abastecimento público é preocupante. Por este motivo, faz-se necessário este estudo da qualidade da água que é utilizada para o abastecimento e também da previsão do grau de poluição provocado pelo eventual lançamento de algum contaminante na seção de entrada de um reservatório.

A espectrofotometria de absorção atômica com forno de grafita, junto da cromatografia de íons, espectrometria de fluorescência de raios X com dispersão de energia e espectrometria de emissão atômica com fonte de plasma, são fatores da técnica analítica que acabam determinando a qualidade da água por análise de metais inorgânicos e espécies aniônicas e catiônicas. Este tipo de aplicação na área ambiental ainda pode ser vista em muitos outros exemplos, um dos mais importantes é a análise de injeção de fluxo, explicado abaixo:

Analise por Injeção de Fluxo

A análise por injeção em fluxo, é um processo muito eficiente no que se refere à combinação entre pré-tratamento e introdução de amostras em linha em separações não cromatográficas com múltiplos sistemas de detecção. Estes, em certos casos, têm o seu desempenho melhorado pela associação com os sistemas FIA. Entre os detectores empregados na injeção em fluxo encontram-se os espectrométricos e os eletroquímicos.

Esse tipo de analise pode ser usado de varias formas, mas no contexto socioambiental vale citar dois métodos, a analise de água e do controle de processos industriais.
A analise por injeção e fluxo consiste na injeção de uma amostra dentro de um fluxo liquido ao qual podem ser adicionados diversos reagentes. Passado certo tempo, a amostra já reagida alcança o detector, que comumente é uma célula espectrofotométrica.
Esse processo pode ser descrito da seguinte maneira.

Descrição do processo de analise por injeção de fluxo

Um solvente de arraste é bombeado continuamente pelo injetor de amostra, onde podem ser adicionados ao fluxo volumes de 40 a 200 μL de amostra. O Fluxo de reagente é combinado com o fluxo carregador, e a solução resultante passa por uma bobina para dar tempo a que a amostra reaja. A concentração do constituinte na amostra é determinada pela medição da absorbância do fluxo da célula.

As taxas de fluxo normais são de 0,5 a 2,5 mL/min, e o diâmetro dp tubo inerte de Teflon a partir de onde o sistema é construído é de cerca de 0,5 mm. As bobinas têm 10 a 200 com de comprimento para permitir tempos de reações adequados.
Tanto a espectrofotometria aplicada na área ambiental, quanto os elementos de espectroscopia, tem uma grande importância nessa missão relacionada ao meio ambiente, fazendo esta espécie de monitoramento ambiental, pois fazem análises físico-químicas para identificação de compostos orgânicos, análises de nicotina, análises de pesticidas organoclorados, trifluralina em água, entre outros. Com isso, a ciência do meio ambiente, munida de um desenvolvimento constante da tecnologia, faz com que todo o trabalho físico-químico possa ser mais preciso, de qualidade e com técnicas que realmente possam dar a resposta desejada.