Implementação e validação do método de determinação do urânio por ICP-MS em águas de consumo humano e águas naturais (superficiais e subterrâneas)

Abstract

A água constitui um bem essencial à vida, apresentando-se como um recurso indispensável à sobrevivência da biosfera, em geral. Posto isso, o controlo de qualidade da água é essencial para comprovar o nível de qualidade da água aliado ao cumprimento da legislação em vigor através da manutenção de um controlo operacional que permita detetar possíveis anomalias na qualidade da água, de modo a permitir que sejam postas em prática medidas preventivas/corretivas eficazes. Esta dissertação teve como objetivo a implementação, a validação e o controlo de qualidade do método de determinação do urânio por Espectrometria de Massa Acoplada a Plasma Indutivo (ICP-MS) em matrizes de águas de consumo humano e águas doce naturais (superficiais e subterrâneas). Antes de iniciar a validação do método propriamente dita foi necessário escolher o isótopo em estudo assim como o padrão interno a utilizar. O método foi então caracterizado considerando os parâmetros de desempenho: gama de trabalho, linearidade, sensibilidade, seletividade, limiares analíticos, precisão, justeza, assim como a estimativa da incerteza de medição. Posteriormente, foi monitorizado o controlo de qualidade interno com recurso a cartas de aceitação. Os resultados obtidos foram comparados com os critérios de aceitação definidos pelo Laboratório e com os valores estabelecidos na Diretiva (EU) 2020/2184, assim como pelo Decreto-Lei n.º 69/2023. O isótopo escolhido foi o 238 e o padrão interno utilizado foi o bismuto. O método analítico apresentou uma excelente linearidade e verificou-se ainda que a sensibilidade encontrava-se dentro do estipulado pelo fabricante, assim como os limitares analíticos encontravam-se adequados. O método apresentou taxas de recuperação dentro dos valores estipulados, concluindo que o método é seletivo. A precisão do método foi caracterizada recorrendo a ensaios realizados em condições de repetibilidade e de precisão intermédia em três níveis de concentração e duplicados de amostras. Os valores dos coeficientes de variação foram satisfatórios para todos os níveis de concentração e para os duplicados de amostras. Recorrendo a ensaios de recuperação e a um Material de Referência Certificado (MRC), constatou-se que não foi evidenciada ocorrência de erros sistemáticos, demostrando assim a justeza do método. A estimativa da incerteza baseada nos dados de validação foi calculada e demostrou ser adequada para o uso. O método foi devidamente implementado, validado e foi demostrada a sua adequação para a quantificação do urânio em diferentes matrizes de água.

Water is essential to life and an indispensable resource for the survival of the biosphere in general. That said, water quality control is essential to verify the level of water quality and compliance with the legislation in force through maintenance of an operational control that allows possible anomalies in water quality to be detected, so that effective preventive/corrective measures can be put in place. The aim of this dissertation was to implement, validate and control the quality of the method for determining uranium by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) in drinking water matrices and natural freshwater (surface and groundwater). Before starting the actual validation of the method, it was necessary to choose the isotope under study and the internal standard to be used. The method was then characterized considering the performance parameters: working range, linearity, sensitivity, selectivity, analytical thresholds, precision, accuracy, as well as the estimation of measurement uncertainty. Subsequently, internal quality control was monitored using acceptance charts. The results obtained were compared with the acceptance criteria defined by the Laboratory and with the values established in Directive (EU) 2020/2184, as well as Decree Law No. 69/2023. The isotope chosen was 238 and the internal standard used was bismuth. The analytical method showed excellent linearity and it was also found that the sensitivity was within the manufacturer's stipulations, and the analytical limits were adequate. The method presented recovery rates within the stipulated values, concluding that the method is selective. The precision of the method was characterized using tests carried out under repeatability conditions and intermediate precision was evaluated at three concentration levels and duplicate samples. The coefficient of variation values were satisfactory for all concentration levels and duplicate samples. Using recovery tests and a Certified Reference Material (CRM), it was found that there were no systematic errors, thus demonstrating the fairness of the method. The uncertainty estimate based on the validation data was calculated and proved to be suitable for use. The method was properly implemented and validated and its suitability for quantifying uranium in different water matrices was demonstrated.