Implementação e validação de catiões por cromatografia iónica

Abstract

O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito da unidade curricular Projeto Individual do Mestrado em Técnicas de Caraterização e Análise Química do Departamento de Química da Universidade do Minho e foi realizado na empresa Águas do Norte, S.A, localizada em Areias de Vilar no conselho de Barcelos. Este trabalho teve como principal objetivo a implementação, a validação e o controlo de qualidade do método analítico de determinação de catiões em águas de consumo humano e águas naturais superficiais doce, com recurso à cromatografia de troca iónica. Foram realizados estudos de validação do método analítico de determinação dos catiões sódio, amónio, potássio, magnésio e cálcio, recorrendo à avaliação de diversos parâmetros de desempenho, nomeadamente, a gama de trabalho, a linearidade, a sensibilidade, a seletividade, os limiares analíticos, a precisão e a justeza. A estimativa da incerteza de medição foi determinada com recurso à norma ISO 11352:2012, e, seguidamente, foi monitorizado o controlo de qualidade interno através da elaboração de cartas de controlo. Os resultados obtidos nos parâmetros avaliados foram comparados com os critérios de aceitação estabelecidos pelo próprio laboratório e com os valores definidos no Decreto-Lei nº. 236/98 de 1 de agosto de 1998 e no Decreto-Lei nº. 152/2017 de 7 de dezembro de 2017, dado que, o Laboratório Águas do Norte está incluído na lista de laboratórios aptos, emitida pela Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos. O método analítico em estudo demonstrou uma boa linearidade e limiares analíticos adequados ao uso, para os catiões Na+, NH4 +, K+, Mg2+ e Ca2+. A sensibilidade foi confirmada pelos reduzidos valores de desvio padrão e coeficiente de variação de doze retas de calibração. O método apresentou taxas de recuperação dentro dos valores estipulados, concluindo que o método é seletivo para as gamas de concentração definidas. A precisão avaliada em condições de repetibilidade e de precisão intermédia foi satisfatória, face aos coeficientes de variação e erro relativo adequados. Na avaliação da justeza com recurso a ensaios de recuperação, materiais de referência certificados (MRC) e ensaios interlaboratoriais, obtiveram-se valores de taxas de recuperação e Z-score satisfatórios. A incerteza de medição estimada revelou-se adequada para uso. Por fim, o controlo de qualidade interno permitiu assegurar a fiabilidade dos resultados obtidos e dessa forma comprovar que todo o processo se encontra sob controlo.

The present work was develop with the scope of the course unit individual Project of the Master’s Degree in Techniques of Characterization and Chemical Analysis of the Chemistry Department of the University of Minho and was carried out in the company Águas do Norte, located in Areias de Vilar, in the council of Barcelos. This dissertation aimed the implementation, validation, and quality control of the analytical method for the determination of cations in water for human consumption and fresh surface natural water, using ion exchange chromatography. The validation study of the analytical method for the determination of sodium, ammonium, potassium, magnesium and calcium cations was carried using the evaluation of several performance parameters, namely, the working range, the linearity, sensitivity, selectivity, analytical thresholds, precision and accuracy. The estimated measurement uncertainty was determined using the ISO 11352:2012 and subsequently internal quality control was monitored through the preparation of control charts. The results obtained in the evaluated parameters were compared with the acceptance criteria established by the laboratory itself and with the values defined in Decree-Law No. 236/98 of 1 August 1998 and Decree-Law No. 152/2017 of 7 December 2017, since the Águas do Norte is included in the list of suitable laboratories issued by the Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos. The analytical method under study showed good linearity and analytical thresholds suitable for use for the cations Na+, NH4 +, K+, Mg2+ and Ca2+. The sensitivity was confirmed by the reduced values of standard deviation and coefficient of variation of twelve calibration lines. The method showed recovery rates within the stipulated values, concluding that the method is selective for the defined concentration ranges. The precision evaluated under repeatability and intermediate precision conditions presented satisfactory coefficients of variation and relative error. In the evaluation of the method accuracy using recovery tests, certified reference materials (CRM) and interlaboratory assays, satisfactory recovery rates and Z-score were obtained. The method measurement uncertainty proved to be suitable for use. Finally, the internal quality control made it possible to ensure the reliability of the results obtained and, in this way, to prove that the entire process is under control.