A simple, green and low-cost agarose-based binding layer for simultaneous determination of cations and anions in aquatic systems using DGT

Autor(es)

Eismann, Carlos Eduardo ; Menegario, Amauri Antonio ; de Oliveira Jr, Edson Geraldo ; Elias, Lucas Pellegrini ; Viana, Jose Lucas Martins ; Zanatta, Melina Borges Teixeira ; Barbiero, Laurent ; Fostier, Anne Helene

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ANALYTICAL METHODS; v. 15, n. 27, p. 9-pg., 2023-06-23.

Resumo

The diffusive gradients in thin films (DGT) technique pre-concentrates labile species of trace elements, giving time-integrated in situ information about their labile concentrations. All previous DGT approaches for simultaneous uptake of cations and anions have used the hazardous polyacrylamide reagent to immobilize the binding phase. The present work proposes a diffusive layer of agarose and a mixed binding layer of ZrO2 and Chelex 100 immobilized in an agarose hydrogel to simultaneously determine the labile concentration of cations (Mn, Co, Ni, Cu, Zn and Cd) and anions (V, As, Se, Mo and Sb) in aquatic systems. The use of both layers using agarose instead of carcinogenic polyacrylamide as the hydrogel significantly reduces the costs and simplifies the manufacturing process. The proposed device was evaluated through recovery tests, deployment curves and pH/ionic strength tests. The mixed binding layer was compared with commercially available DGT devices for in situ deployment in river water. The relationships between accumulated mass and time (24 h) was linear (r(2) > 0.9) for all analytes. The diffusion coefficients obtained were consistent with the literature, ranging from 3.98 to 8.43 x 10(-6) cm(2) s(-1). Except for Zn at pH 8.0, the obtained values of C-DGT/C-bulk were within the range of 1.00 & PLUSMN; 0.2 for the studied range of pH and for most ionic strengths. However, at low ionic strength, the concentrations of Mn, Co, Ni, Zn, V and Mo were underestimated. The concentrations of trace elements determined in river water using the proposed devices agreed with the labile concentrations determined by using commercial devices. (AU)

• Processo FAPESP: 18/17069-7 - Avaliação da biogeodisponibilidade de metais e semimetais em solos utilizando a técnica de difusão em filmes finos por gradientes de concentração
• Beneficiário: Amauri Antonio Menegário
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/18124-4 - Fluxos, especiação e biodisponibilidade de arsênio na interface água/sedimento em lagoas alcalinas do Pantanal de Nhecolândia utilizando DGT
• Beneficiário: José Lucas Martins Viana
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 16/14227-5 - Mudanças climáticas e impactos ambientais em áreas alagadas (wetlands) do Pantanal (Brasil): quantificação, fatores de controle e previsão em longo prazo
• Beneficiário: Adolpho José Melfi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Temático
• Processo FAPESP: 22/00518-9 - Rastreamento os lançamentos em ecossitemas devido a produção de petróleo e gás natural através de tetrápodes marinhos
• Beneficiário: Amauri Antonio Menegário
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/07359-0 - Avaliação in situ da labilidade de elementos traço nas lagoas do Pantanal da Nhecolândia, MS, Brasil, utilizando a técnica DGT com camada ligante mista para a determinação simultânea de cátions e ânions
• Beneficiário: Carlos Eduardo Eismann
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 21/14272-9 - Economias circulares: usando DGT para avaliar a cinética de liberação de fósforo em solos tratados com fertilizantes alternativos à base de resíduos
• Beneficiário: José Lucas Martins Viana
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado