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dc.creatorMAIA, Angelo Jamil-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2239647487826712por
dc.contributor.advisor1SILVA, Yuri Jacques Agra Bezerra da-
dc.contributor.advisor-co1SILVA, Ygor Jacques Agra Bezerra da-
dc.contributor.referee1VERAS NETO, José Germano-
dc.date.accessioned2023-02-10T18:07:57Z-
dc.date.issued2021-04-05-
dc.identifier.citationMAIA, Angelo Jamil. Espectroscopia no infravermelho: predição de elementos potencialmente tóxicos em solos e sedimentos. 2021. 74 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.por
dc.identifier.urihttp://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8820-
dc.description.resumoA análise da concentração de elementos potencialmente tóxicos (EPTs), a exemplo dos metais pesados e elementos terras raras, é convencionalmente realizada por métodos analíticos que são, geralmente, destrutivos, de alto custo e utilizam reagentes potencialmente nocivos à saúde humana e ao meio ambiente. Diante dessa limitação, existe uma necessidade de desenvolver um método analítico mais prático e seguro. Nesse contexto, a espectroscopia no infravermelho se caracteriza como um método analítico promissor para predição de teores de EPTs em amostras de solos e sedimentos. A técnica consiste na leitura do padrão de reflectância resultante da emissão de radiação eletromagnética, na faixa de comprimentos de onda do infravermelho, que incide numa amostra. A leitura da reflectância na amostra irradiada, em função de cada comprimento de onda emitido pelo equipamento, gera uma curva chamada de assinatura espectral. Dada a complexidade da matriz molecular do solo, cada amostra tem uma assinatura espectral característica e distinta. A assinatura espectral é utilizada em modelos de calibração para predizer uma grande quantidade de atributos químicos, físicos e mineralógicos do solo. Partindo disto, o presente trabalho tem como objetivo construir e testar modelos de predição das concentrações de elementos potencialmente tóxicos por meio da espectroscopia no infravermelho em amostras de solo do depósito de urânio-fosfato de Itataia em Santa Quitéria – CE, e em amostras de solo e sedimentos de leito da bacia hidrográfica do rio Ipojuca - PE. As amostras de solo e sedimentos de leito foram coletadas a 0-20 cm de profundidade, secas ao ar e destorroadas, e então passadas em peneiras de 2 mm, 75 μm e 38 μm. As concentrações de vários metais foram determinadas por espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP-OES). A partir dos valores determinados, foram elaborados modelos quimiométricos de calibração para predição dos teores de elementos com entradas de leituras espectrais no infravermelho próximo. Pré-tratamentos espectrais foram realizados com intuito de retirar do espectro as informações irrelevantes para os modelos e melhorar a detecção de características espectrais de importância para tal, mirando aumentar a robustez dos modelos. Foram realizados procedimentos estatísticos de avaliação do método de predição para validação do procedimento e também para analisar a influência dos pré-tratamentos na qualidade dos modelos, tais como: coeficiente de determinação (R²), raiz do erro quadrático médio (RMSE) e o teste região da elipse de confiança (EJCR). Foi possível gerar modelos de predição com precisão razoável em ambas as áreas de estudo, para diferentes elementos, como La, Nd, Ce e o conjunto de ETRs leves no depósito de urânio-fosfato do Ceará, e Al, Fe, Ti, Mo e V na bacia hidrográfica do Rio Ipojuca. Os resultados obtidos contribuem para o estabelecimento da espectroscopia no infravermelho próximo como um método alternativo e/ou complementar para a análise das concentrações de EPTs em solos, uma vez que é desenvolvido um modelo de calibração específico para a devida área de estudo.por
dc.description.abstractThe assessment of potentially toxic elements (PTEs) concentrations, such as heavy metals and rare earth elements, is conventionally achieved by analytic methods which are mostly destructive, expensive and require using hazardous reagents. Thus, there is a need to develop a more practical and safer analytic method. In this context, infrared spectroscopy is presented as a promising analytical method for the prediction of PTEs contents in soil and sediments samples. This technique consists in measuring reflectance patterns originated from a beam of electromagnetic radiation at the range of infrared wavelengths which falls in the sample. The reflectance measurements coupled with the wavelengths of the emission generate a curve known as spectral signature. Given the complexity of the soil matrix, each sample has a unique and distinct spectral signature. This spectral signature is used in calibration models to predict various chemical, physical, and mineralogical soil attributes. Hence, the present work aims to build and test prediction models for potentially toxic elements concentrations by means of infrared spectroscopy in soil samples from the Itataia uranium-phosphate deposit in Santa Quitéria, Ceará State, Brazil, and in soil and bedload sediments samples from the Ipojuca river watershed, Pernambuco State, Brazil. The soil and sediments samples were collected at a 0-20 cm depth, air dried, macerated and sieved through 2 mm, 75 μm and 38 μm sieves. The concentrations of various metals were determined by inductive coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). From the determined values, chemometric calibration models were built for the prediction of element contents using the infrared spectral measurements as entries. Spectral pretreatments were performed in order to remove from the spectra irrelevant information for the prediction and to improve the detection of important spectral features, aiming to strengthen the model. Statistical evaluation procedures were performed for confirming the technique validation and to analyze the pretreatments influence, such as the determination coefficient (R²), root mean square error (RMSE) and ellipse joint confidence region (EJCR). It was possible to generate models with reasonable performance in both study areas, for different elements, such as: La, Nd, Ce and ΣLREE in Ceará State uranium-phosphate deposit; and Al, Fe, Ti, Mo and V in Ipojuca river watershed. The results obtained in this work contribute to the establishment of infrared spectroscopy as an alternative method for the prediction of PTEs concentrations in soils, once a calibration model is developed using soils from the study area.eng
dc.description.provenanceSubmitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2023-02-10T18:07:57Z No. of bitstreams: 1 Angelo Jamil Maia.pdf: 2296224 bytes, checksum: a55543210cfef5aa67dfd960440686ea (MD5)eng
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2023-02-10T18:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelo Jamil Maia.pdf: 2296224 bytes, checksum: a55543210cfef5aa67dfd960440686ea (MD5) Previous issue date: 2021-04-05eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpor
dc.formatapplication/pdf*
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal Rural de Pernambucopor
dc.publisher.departmentDepartamento de Agronomiapor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUFRPEpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência do Solopor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectEspectroscopiapor
dc.subjectContaminationeng
dc.subjectQuimioterapiapor
dc.subjectMetal pesadopor
dc.subjectTerras-raraspor
dc.subjectSolopor
dc.subject.cnpqAGRONOMIA::CIENCIA DO SOLOpor
dc.titleEspectroscopia no infravermelho: predição de elementos potencialmente tóxicos em solos e sedimentospor
dc.typeDissertaçãopor
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