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VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN
Y EXTENSION
INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA
TRATADA Y CRUDA
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1. Método de Ensayo
Determinación de Mercurio por Espectrofotometría de Absorción Atómica-
Vapor Frio para Aguas (Tratada y Cruda) (Tratamiento de las muestras
mediante digestión con ácido nítrico, sulfúrico y permanganato de potasio
(si se tiene materia orgánica a 100°C))
Código del Instructivo: (123-LAA-INT-51).
2. Responsable (s)
Ariel Felipe Arcila Z.
3. Materiales y Reactivos
MATERIALES REACTIVOS
Descripción Cantidad Descripción Cantidad
Beaker de 200 ml 4 Solución patrón de 1000mg/l de Hg 20 ml
Bureta de 25 ml 1 Agua destilada 20000 ml
Matraz de 200 ml 16 Acido Nítrico 65% 1240 ml
Matraz de 100 ml 2 Acido Sulfúrico 98% 1600 ml
Matraz de 250 ml 1 Permanganato de Potasio 500 g
Pipeta Graduada de1 ml 2 Sulfato de Hidroxilamina 480 g
Pipeta Graduada de 15 ml 1 Cloruro Estañoso 400 g
Pipeta volumétrica de10 ml 5
Winklers 16
3.1 Equipos
Espectrofotómetro de absorción atómica SHIMADZU AA-700
Generador de vapor frio SHIMADZU
Baño María
4. Preparación de la Curva de Calibración
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4.1. Solución madre de Mercurio (10 mg/L)
Solución estándar de Mercurio (0,02 mg/L)
Patrones curva de calibración Mercurio
Patrón
Concentración
Volumen de
Solución estándar
a tomar
(µg/L) (mL)
Blanco 0,0 0,0
1 0,5 5
2 0,75 7,5
3 1 10
4 2 20
5 3 30
INICIO Tomar 1mL de solución estándar
PANREAC de 1000 ppm
FIN
Aforar a 100 mL
INICIO
Tomar 1mL de solución madre de
mercurio (10 mg/L) Aforar hasta 500mL
FIN
Tomar el volumen en bureta necesario de la solución estándar de
Mercurio (0,02 mg / L) para preparar cada uno de los patrones de
acuerdo a la siguiente tabla
INICIO
Aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua
desionizada
Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers
previamente lavados con ácido nítrico al 10% y realizar el
proceso de digestión de muestras sin materia orgánica.FIN
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4.2. Soluciones para la verificación
üBK: Blanco de reactivos. (Agua desionizada)
üBb: Estándar de concentración baja. (0,8 µg/L para Hg)
üBa: Estándar de concentración alta. Aproximadamente el 90% del rango.
(2,5 µg/L para Hg)
üBKAT: Blanco agua tratada
üM1AT: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Cruda +
0,8 µg/l Hg)
üM2AT: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Cruda +
2,5 µg/l Hg)
üBKAC: Blanco agua cruda
üM1AC: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Tratada
0,8 µg/l Hg)
üM2AC: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Tratada
2,5 µg/l Hg)
4.2.1 Preparación de soluciones para la verificación
4.2.2.
Patrón
Concentración
Volumen de
Solución estándar
a tomar
(µg/L) (mL)
üBK 0,0 0,0
üBb 0,8 8
üBa 2,5 25
Tomar el volumen en bureta necesario de la solución estándar de
Mercurio (0,02 mg / L) para preparar cada uno de las soluciones de
verificación.
INICIO
Aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua
desionizada
Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers
previamente lavados con ácido nítrico al 10% y realizar el
proceso de digestión de muestras sin materia orgánica.
FIN
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Preparación de muestras adicionadas
Nota: La muestra queda lista para determinar su concentración por
espectrofotometría de absorción atómica-vapor frio.
La determinación de mercurio en el equipo de absorción atómica SHIMADZU AA-
7000 debe ser programada a través del software WizAArd, instalado en su PC. Se
recomienda atender recomendaciones del instructivo 123-LAA-INT-23.
Patrón
Concentración
(µg/L)
Volumen de
Solución estándar
a tomar (ml)
üBKAT 0,0 0,0
üM1AT 0,8 8
üM2AT 2,5 25
üBKAC 0 0
üM1AC 0,8 8
üM2AC 2,5 25
Tomar el volumen en bureta necesario de la solución estándar de
Mercurio (0,02 mg / L) para preparar cada uno de los patrones de
acuerdo a la siguiente tabla
INICIO
Aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua Según
la matriz de análisis.
Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers
previamente lavados con ácido nítrico al 10%
FIN
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5 RESULTADOS
5.1 RANGO DE TRABAJO
0,50 – 3,00 µg Hg/L
5.2 MEDICIONES REALIZADAS
Se realizaron 15 curvas de calibración de Mercurio y la posterior lectura de 6
réplicas de cada solución durante 2 días diferentes para evaluar la
repetibilidad y reproducibilidad.
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REPETIBILIDAD Y REPRODUCIBILIDAD
Fecha üM1AT üM2AT Fecha üM1AC üM2AC
13/09/2012
0,9026 2,6409
08/11/2012
0,8061 2,5698
0,8339 2,7686 0,8594 2,6082
0,8732 2,6311 0,7279 2,9263
0,8732 2,7407 0,8011 2,6648
0,8666 2,6736 0,8195 2,6748
0,6997 2,5623 0,7945 2,6365
Media 0,8415 2,6695 0,8014 2,6800
Desviación
estándar
0,0729 0,0757 0,0428 0,1266
Coeficiente de
variación
8,6586 2,8373 5,3443 4,7224
Varianza de la
muestra
0,0053 0,0057 0,0018 0,0160
Mínimo 0,6997 2,5623 0,7279 2,5698
Máximo 0,9026 2,7686 0,8594 2,9263
Datos del porcentaje de error y porcentaje de Recuperación.
Agua Tratada
Tipo Concentración (ppb) % de Error % Recuperación
H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (1) 0,9026 12,8250 112,825
H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (2) 0,8339 4,2375 104,2375
H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (3) 0,8732 9,1500 109,15
H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (4) 0,8732 9,1500 109,15
H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (5) 0,8666 8,3250 108,325
H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (6) 0,6996 12,5500 87,45
Media 0,8415 9,3729 105,1896
H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (1) 2,6409 5,6360 105,636
H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (2) 2,7686 10,7440 110,744
H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (3) 2,6311 5,2440 105,244
H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (4) 2,7407 9,6280 109,628
H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (5) 2,6736 6,9440 106,944
H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (6) 2,5623 2,4920 102,492
Media 2,6695 6,7813 106,7813
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Agua Tratada
Tipo Concentración (ppb) % de Error % Recuperación
H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (1) 0,8061 0,7678 100,7677703
H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (2) 0,8594 7,4296 107,4295517
H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (3) 0,7279 9,0167 90,98327893
H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (4) 0,8011 0,1432 100,1432283
H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (5) 0,8195 2,4332 102,4332156
H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (6) 0,7945 0,6895 99,31050563
Media 0,8014 3,4133 100,1779
H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (1) 2,5698 2,7940 102,7939511
H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (2) 2,6082 4,3262 104,3261608
H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (3) 2,9263 17,0502 117,0501632
H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (4) 2,6648 6,5912 106,5911665
H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (5) 2,6748 6,9909 106,9908734
H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (6) 2,6365 5,4587 105,4586636
Media 2,6800 7,2018 107,2018
6 ANÁLISIS DE RESULTADOS
6.1PRUEBA DE LINEALIDAD (Prueba de Fisher)
Se realiza un promedio de los valores obtenidos de la concentración y
la respectiva absorbancia de las ultimas siete curvas de calibración y
se grafican dichos valores promedio.
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Planteamiento de la Hipótesis:
Ho: No existe correlación entre los valores de X y Y
Hi: Existe correlación ente los valores de X y Y
Datos prueba de linealidad.
Coeficiente de
correlación (r
2
)
Prueba de
linealidad
Tcal Ttabla
Criterio de
rechazo de Ho:
Tcal>Ttabla
0,9986
)1(
)2(
2
2
r
nr
t


 53,37 2,36
Existe
correlación entre
XyY
y = 0,0292x + 0,0014
R² = 0,9986
0,0000
0,0100
0,0200
0,0300
0,0400
0,0500
0,0600
0,0700
0,0800
0,0900
0,1000
0,0000 0,5000 1,0000 1,5000 2,0000 2,5000 3,0000 3,5000
AbsorbanciaPromedio
Concentracion de Hg (ppb)
Curva de Calibracion Promedio
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6.2 CARACTERÍSTICAS DE LA CURVA DE CALIBRACIÓN
Pendiente Ordenada Denominación
0,0292 0,0014 Yb
Desviación Estándar
de la pendiente
Sb
R
2
0,9986 Sy/x
R 0,9992
Limite de detección de
la señal
Limite de detección en
mg/L
6.3 REPETIBILIDAD (Precisión)
Para este atributo del método de ensayo se considera el coeficiente de variación
obtenido de las lecturas de las muestras adicionadas en agua cruda y agua
tratada.
El criterio de aceptación es que el coeficiente de variación debe ser menor a 10%:
Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg): 5,3443%
Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg): 4,7224%
Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Tratada 0,8 µg/l Hg): 8,6586%
Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Tratada 2,5 µg/l Hg): 2,8373%
6.4 EXACTITUD
El porcentaje de Exactitud se determina a partir las muestras adicionadas en agua
cruda y agua tratada.
El criterio de aceptación es que el % de error debe ser menor a 10%:
Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg):
% Error = 3,4133%.
Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg):
% Error = 7,2180%.
Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg):
% Error = 9,3729%.
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Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 2,5 µg/l Hg):
% Error = 6,7813%.
6.5 PORCENTAJE DE RECUPERACIÓN
El porcentaje de recuperación para el Mercurio en aguas tratada y cruda se
determina a partir las muestras adicionadas en agua cruda y agua tratada.
El criterio de aceptación es que el % de recuperación debe estar entre 75 y 125%:
Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg):
% de Recuperación = 100,1779%.
Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg):
% de Recuperación = 107,2018%.
Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg):
% de Recuperación = 105,1896%.
Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 2,5 µg/l Hg):
% de Recuperación = 106,7813%.
6.6LIMITE DE DETECCIÓN
El límite de detección se calcula teniendo en cuenta 3 veces la desviación de la
muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg) para agua cruda y 10 veces la
desviación estándar de la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg)
para agua tratada:
L.D Agua Cruda = 0,1284 µg de Hg/L
L.D Agua Tratada = 0,2187 µg de Hg/L
6.7LIMITE DE CUANTIFICACIÓN
El límite de cuantificación se calcula teniendo en cuenta 10 veces la desviación de
la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg) para agua cruda y 10 veces
la desviación estándar de la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg)
para agua tratada:
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L.C Agua Cruda = 0,428 µg de Hg/L
L.C Agua Tratada = 0,729 µg de Hg/L
7 CONCLUSIONES
Para las condiciones de trabajo establecidas en el proceso de verificación para
la determinación de Mercurio en muestras de Agua cruda y tratada (µg Hg/L)
por el método de espectrofotometría de absorción atómica-vapor frio
(Tratamiento de las muestras mediante digestión con ácido nítrico, ácido
sulfúrico y permanganato de potasio a 100 °C) del Laboratorio de Análisis de
Aguas y Alimentos se establecieron las siguientes conclusiones:
El rango de trabajo para el método está entre 0,5 y 3,0 mg/L utilizando estádar
de 1000 mg/L de Mercurio.
El límite de detección del método es de:
L.D Agua Cruda = 0,1284 µg de Hg/L
L.D Agua Tratada = 0,2187 µg de Hg/L
El límite de cuantificación del método es de:
L.C Agua Cruda = 0,428 µg de Hg/L
L.C Agua Tratada = 0,729 µg de Hg/L
Características Expresada en Muestra Datos obtenidos
Precisión % coeficiente de variación
Agua cruda + 0,8 ppb Hg 5,3443
Agua cruda + 2,5 ppb Hg 4,7224
Agua Tratada + 0,8 ppb Hg 8,8568
Agua Tratada + 2,5 ppb Hg 2,8373
Exactitud % error
Agua cruda + 0,8 ppb Hg 3,4133
Agua cruda + 2,5 ppb Hg 7,2180
Agua Tratada + 0,8 ppb Hg 9,3729
Agua Tratada + 2,5 ppb Hg 6,7813
Linealidad Coeficiente de correlación 0,9986
% de recuperación Porcentaje
Agua cruda + 0,8 ppb Hg 100.1779
Agua cruda + 2,5 ppb Hg 107.18
Agua Tratada + 0,8 ppb Hg 105.1896
Agua Tratada + 2,5 ppb Hg 106.7813
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INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN
INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS
MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO
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Fecha 20/02/2012
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LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS
Establecer el procedimiento para determinar la concentración de Mercurio en aguas por el
método de absorción atómica-vapor frio en el Laboratorio de Análisis de Aguas y
Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira
1. CONTENIDO
La espectrofotometría de absorción atómica está fundamentada en la capacidad que
tienen los elementos, en su estado atómico basal, de absorber radiación electromagnética
a longitudes de onda específicas para cada elemento. La cantidad de energía absorbida
es directamente proporcional a la concentración de los átomos del metal analizado, de
acuerdo con la Ley de Lambert-Beer. los límites de detección logrados son del orden de
ppm (partes por millón).
En esta técnica, los metales disueltos son llevados a su forma atómica elemental
mediante calentamiento por una llama generada por una mezcla de gases combustibles.
Las mezclas más empleadas son: aire-acetileno y óxido nitroso-acetileno. Las
temperaturas de la llama van de 1900 °C a 2800 °C.
Los átomos en forma de nube gaseosa, son irradiados por un haz de luz de una longitud
de onda específica, de acuerdo con el metal analizado; esto se logra mediante el empleo
de lámparas con cátodo del metal de interés o con lámparas de descarga sin electrodo.
Los átomos absorben una fracción de la radiación proveniente de la lámpara y la fracción
restante es captada por un fotodetector y un dispositivo transductor, que la convierten en
una señal eléctrica, que posteriormente es registrada por un software.
Como se mencionó anteriormente, el valor de señal obtenido es proporcional a la
concentración de los átomos presentes en la nube de gases; de este modo es posible
construir una curva de calibración analizando soluciones patrón de concentración
conocida y midiendo la magnitud de la absorción de cada una de ellas.
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INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN
INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS
MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO
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Un caso particular en la técnica de absorción atómica, lo constituye el mercurio, ya que
gracias a su volatilidad, no requiere el uso de llama para atomizarse y puede determinarse
en forma de vapor frío. Mediante esta técnica se alcanzan límites de detección del orden
de 1 ppb.
La determinación se realiza adicionando un agente reductor (cloruro estañoso o
borohidruro de sodio), al digerido. La reacción del mercurio en solución con el agente
reductor produce mercurio atómico muy volátil.
El vapor de mercurio es conducido hacia una celda colocada en el paso del haz de luz,
donde ocurre la interacción entre los átomos de mercurio y la radiación, produciéndose la
absorción.
Para la determinación de mercurio en agua se utiliza el espectrómetrofotometro de
absorción atómica SHIMADZU AA-7000 y un generador de vapor frio SHIMADZU ####
ubicado en la zona de análisis instrumental del laboratorio de Aguas y Alimentos.
2. INFORMACION ANTES DE INICIAR EL PROCESO
2.1 Interferencias
Interferencia es el efecto de un concomitante presente en la muestra sobre la señal
generada por el analito. La presencia de un interferente conduce en todos los casos a
un error sistemático.
Las interferencias más comunes para la determinación de mercurio en muestras de agua
cruda y tratada por espectroscopia de absorción atómica son:
 Las interferencias por materia orgánica, las cuales se reducen por medio de
digestiones con ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado,
permanganato de potasio y calor durante 1.5 horas, posteriormente se elimina el
color con cloruro de hidroxilamina y se procede a realizar la medición.
 Las interferencias por coloración en los vapores generados a la hora de la
medición.
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2.2. Recolección y Preservación de Muestras
2.2.1. Recolección de la Muestra
Lavar los recipientes para la recolección de muestras antes de usarlos con jabón y
enjuagarlos muy bien para quitar impurezas, luego enjuagarlos con agua desionizada.
Limpiar los recipientes para la recolección muestras con suficiente ácido nítrico al 10%
para eliminar rastros de analitos que puedan interferir con la determinación y enjuagar
con agua desionizada.
2.2.2. Preservación de la muestra
A la muestra recolectada se le debe adicionar ácido nítrico concentrado hasta obtener un
pH de 1, monitorear el pH en este valor y guardar la muestra refrigerada para ayudar con
su conservación, pero se debe tener en cuenta que las muestras deben ser analizadas
antes de dos meses, para mejores resultados.
2.3. Características del método
2.3.1. Límite de Detección: Para las muestras cuya concentración sea inferior al límite de
detección del método de acuerdo a 123-INT-LAA-017, reportar el mercurio como menor a
dicho valor.
2.3.2. Incertidumbre: Se debe seguir el procedimiento descrito en 123-INT-LAA-05
Instructivo para el cálculo de la Incertidumbre.
2.3.3. Robustez: Se realizara mediante pruebas F de acuerdo a 123-INT-LAA-017.
2.3.4 Precisión: De acuerdo a resultados obtenidos para coeficientes de variación de
acuerdo a 123-INT-LAA-017
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3. DESCRIPCIÓN DE MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS
3.1 Reactivos
Nombre Almacén P D R S CAS
Permanganato de
Potasio
O,Xn 8-22 ---
7722-64-7
Cloruro de
Hidroxilamina
Xn
20/22-
35/38
13-26-36 5470-11-1
Ácido Sulfúrico
Concentrado
C 12 35 26-30-45 7664-93-9
Ácido nítrico
concentrado
Blanco C 12 35
23-26-
36/37/39-45
7697-37-2
Cloruro Estañoso Xn
22-
36/37/38
26
10025-69-
1
Estándar PANREAC
de Mercurio 1000 mg/L
Xn
20/21/22
-33-
36/38
26-36/37 7697-37-2
Agua Desionizada
Tipo I
--- --- --- --- --- ----
D: Desactivación
R: Información de riesgo
S: Información de seguridad
P: Pictograma de seguridad
3.1.1 Residuos Generados
Nombre
Código de
colector
Riesgos
específicos
Consejos de
prudencia
Solución ácida D 35 26-30-45
Solución de sales de
metales pesados E
35 26-30-45
Residuos de sales
metálicas regenerables
H
35
23-26-30-
36/37/39-45
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3.2 Materiales
 Balones aforados de: 100 mL, 200 mL, 250 mL y 500 mL
 Pipetas aforadas de 1 mL, 5 mL, 25 mL, 50 mL y 100 mL.
 Pipetas graduadas de 2 mL, 5 mL, 10 mL
 Bureta de: 25 mL
 Beakers de: 50 mL, 100 mL
 Winklers
 Frasco lavador
3.3 Equipos
 Espectrofotómetro de absorción atómica.
 Lámpara de cátodo hueco de mercurio.
 Balanza analítica de precisión.
 Baño María.
 Generador de vapor frio.
4. NORMAS DE SEGURIDAD Y PRECAUCIONES
Lavar todo el material de vidrio con ácido nítrico al 10% para evitar contaminación de la muestra,
también se debe lavar los recipientes que se utilizaran en la toma de la muestra con ácido nítrico
al 10%. (Llevar el residuo generado al Colector D
Se debe tener en cuenta el uso de guantes y gafas de seguridad para evitar accidentes.
Se debe trabajar en la cabina de extracción de gases por los vapores generados durante
la conservación de la muestra, ya que estos pueden ser tóxicos.
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5. PROCEDIMIENTO
5.1 Preparación soluciones curva de calibración.
5.1.1 Solución madre de Mercurio (10 mg/L)
5.1.2 Solución estándar de Mercurio (0,02 mg/L)
5.1.3 Patrones curva de calibración Mercurio
Patrón
Concentración
Volumen de
Solución estándar
a tomar
(µg/L) (mL)
Blanco 0,0 0,0
1 0,5 5
2 0,75 7,5
3 1 10
4 2 20
5 3 30
INICIO
Tomar 1mL de solución
estándar PANREAC de 1000
ppm
FIN
Aforar a 100 mL
INICIO
Tomar 1mL de solución madre
de mercurio (10 mg/L) Aforar hasta 500mL
FIN
Tomar el volumen en bureta necesario de la
solución estándar de Mercurio (0,02 mg / L)
para preparar cada uno de los patrones de
acuerdo a la siguiente tabla
INICIO
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Rótulos para las soluciones estándar
5.2 Preparación de las muestras
5.2.1. Preparación de solución de Permanganato de Potasio (0,05 g/mL)
LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS
Metal, unidades
Fecha de preparación:
Fecha de expiración :
Tomar el volumen correspondiente y aforar cada
uno de los patrones a 200 mL con agua
Desionizada
Pasar los patrones antes preparados
a 6 winklers previamente lavados con
ácido nítrico al 10%
FIN
Agregar 4 mL de Ácido Nítrico
Concentrado y 4 mL de Ácido
Sulfúrico concentrado.
INICIO Pesar 10 g de KMnO4 puro Diluir en 20 mL de agua
desionisada.
Aforar hasta 200mLFIN
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5.2.2. Preparación de solución de Cloruro de Hidroxilamina
5.2.3. Digestión de las muestras de agua tratada.
5.2.4. Digestión de las muestras de agua cruda.
INICIO
INICIO Pesar 24 g de cloruro de
Hidroxilamina puro
Diluir en 20 mL de agua
desionisada.
Aforar hasta 100mLFIN
Adicionar 200 mL de agua
en un winkler.
Agregar 4 ml de Ácido
Nítrico Concentrado y 4 mL
de ácido sulfúrico
concentrado
Dejar reposar por 1
hora.FIN
INICIO Adicionar 200 mL de agua
en un winkler.
Agregar 2 ml de Ácido
Nítrico Concentrado y 4 mL
de ácido sulfúrico
concentrado
Agregar 15 ml de solución de
KMnO4 (0,05 g/mL).
Calentar en baño maria a
temperatura de 90°C durante 2
horas
Dejar enfriar y agregar 4 ml de
la solución de cloruro de
Hidroxilamina
FIN
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5.2.5. Preparación de la muestra
5.2.5.1. Preparación de solución de Cloruro Estañoso (0,1 g/mL)
5.2.5.2. Preparación de la muestra para la medición.
Nota1: La determinación de Mercurio se realizara en el equipo de absorción atómica
SHIMADZU AA-7000 debe ser programada a través del software WizAArd, instalado en su
PC. Se recomienda atender recomendaciones del instructivo 123-LAA-INT-23.
El software WizAArd permite realizar automáticamente controles para garantizar la calidad
de los datos, tales como coeficientes de correlación, verificación inicial de calibración,
verificación continúa de calibración en el transcurso de las lecturas de concentración de
las de las muestras, valores del blanco menores al límite de detección, entre otras.
Para la implementación de esta configuración en las condiciones de análisis de Mercurio
se expone a continuación cuáles serán las condiciones de calidad analítica adoptadas por
el laboratorio de Aguas y Alimentos para la aceptación de los datos entregados mediante
el software wizAArd.
INICIO Pesar 20 g de cloruro
Estañoso puro
Diluir en 20 mL de Ácido
Clorhídrico Concentrado.
Aforar hasta 200mLFIN
INICIO
Agregar 200 mL de la
solución patrón acidificada o
del agua tratada acidificada
o del agua cruda digerirá en
un vial del generador de
vapor frio.
Agregar 10 mL de solución
de cloruro estañoso
preparada
Proceder a medir en el
equipo de absorción
atómica.FIN
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Se da clic en el botón [calibration curve setup] en la ventana de preparación de soluciones
estándar [preparation parameter], luego da click en la opción QC blank/ QCStandar Setup
5.3 Condiciones para el análisis mediante el software WizAArd
4 [CORR]
(Correlation )
Se determinara el valor ≥0.99 y las opciones “retry” y “pause “
5 [%TV] (Self-
determined true
value)
Se determinara el valor entre 90% y 110% seleccionando la opción de
“retry” y “mark & continue”
6[ [ICV]initial
calibration
validation
Se tomara para esta verificación del estandar de la carta de control
con un valor de 1,2 mg/l de calcio Los límites de tolerancia para este
valor fueron estipulados entre el 90% y 110 % de la solución
preparada
7 [ICB] (Initial
Calibration blank
Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l
8CCV]continuing
calibration
verification
Se tomara como valor de calibración el valor de 1,2 mg/l de Mercurio
dando la opción de detener el análisis si no se cumplen los criterios de
aceptación.
9 CCB]
(Continuing
CALIB
Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l
10 ICV/CCV Se asignara la posición de la solución en el automuestreador.
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5.4 CARTAS DE CONTROL
En cada lectura realizada de mercurio a cualquier muestra se registrara el valor reportado
por el estándar de 1,2 µg/ L de Hg.
Nota:
El valor obtenido de la concentración se registra y se grafica en el formato (123-LAA-F07).
6.0 CALCULOS Y RESULTADOS
En caso de que se haga dilución de la muestra, calcular la concentración de mercurio a
partir de la ecuación de la curva guardada en el equipo o graficada durante la realización
de la curva de calibración.
Si hubo dilución de la muestra aplicar la siguiente relación:
)(
)()/(
/
mLAlícuota
mLfinalVolumenLMetalg
LMetalg




Reportar el valor promedio de la concentración de mercurio en µg / L
INICIO
Tomar 12 mL de
solución estándar de
Mercurio de 20 ppb
Aforar a 200 mL con
agua desionizada.
Realizar
procedimiento
digestión descrito en
el numeral 5.2.3.
FIN
Realizar la medición
como se describe en el
numeral 5.2.5.2.
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7.0 DOCUMENTO DE REFERENCIA
NTC-ISO 9000:2000 Sistema de gestión de calidad. Fundamentos y vocabulario.
Standard Methods For The Examination of Water And Wastewater. American Public Health
Association. 21st Edition. Washington, 2005. EATON, Andrew D. CLESCERI, Lenore S.
GREENBERG, Arnold E. Sección 3111 D. Método Directo llama Acetileno – Oxido Nitroso
Página 3-20.
Instructivo de operación de Espectrómetro de Absorción Atómica. 123-LAA-INT-23
Cook book. Equipo Absorción Atómica. Marca Shimadzu.
Elaborado por:
Personal UTP
Revisado por:
Jefe de Calidad
Aprobado por:
Director del Laboratorio de
Análisis de Aguas y Alimentos
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LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS
Establecer el procedimiento para determinar la concentración de Mercurio en pescados
por el método de absorción atómica-vapor frio en el Laboratorio de Análisis de Aguas y
Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira
1. CONTENIDO
La espectrofotometría de absorción atómica está fundamentada en la capacidad que
tienen los elementos, en su estado atómico basal, de absorber radiación electromagnética
a longitudes de onda específicas para cada elemento. La cantidad de energía absorbida
es directamente proporcional a la concentración de los átomos del metal analizado, de
acuerdo con la Ley de Lambert-Beer. Los límites de detección logrados son del orden de
ppm (partes por millón).
En esta técnica, los metales disueltos son llevados a su forma atómica elemental
mediante calentamiento por una llama generada por una mezcla de gases combustibles.
Las mezclas más empleadas son: aire-acetileno y óxido nitroso-acetileno. Las
temperaturas de la llama van de 1900 °C a 2800 °C.
Los átomos en forma de nube gaseosa, son irradiados por un haz de luz de una longitud
de onda específica, de acuerdo con el metal analizado; esto se logra mediante el empleo
de lámparas con cátodo del metal de interés o con lámparas de descarga sin electrodo.
Los átomos absorben una fracción de la radiación proveniente de la lámpara y la fracción
restante es captada por un fotodetector y un dispositivo transductor, que la convierten en
una señal eléctrica, que posteriormente es registrada por un software.
Como se mencionó anteriormente, el valor de señal obtenido es proporcional a la
concentración de los átomos presentes en la nube de gases; de este modo es posible
construir una curva de calibración analizando soluciones patrón de concentración
conocida y midiendo la magnitud de la absorción de cada una de ellas.
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Un caso particular en la técnica de absorción atómica, lo constituye el mercurio, ya que
gracias a su volatilidad, no requiere el uso de llama para atomizarse y puede determinarse
en forma de vapor frío. Mediante esta técnica se alcanzan límites de detección del orden
de 1 ppb.
La determinación se realiza adicionando un agente reductor (cloruro estañoso o
borohidruro de sodio), al digerido. La reacción del mercurio en solución con el agente
reductor produce mercurio atómico muy volátil.
El vapor de mercurio es conducido hacia una celda colocada en el paso del haz de luz,
donde ocurre la interacción entre los átomos de mercurio y la radiación, produciéndose la
absorción.
Para la determinación de mercurio en pescados se utiliza el espectrómetrofotometro de
absorción atómica SHIMADZU AA-7000 y un generador de vapor frio SHIMADZU ####
ubicado en la zona de análisis instrumental del laboratorio de Aguas y Alimentos.
2. INFORMACION ANTES DE INICIAR EL PROCESO
2.1 Interferencias
Interferencia es el efecto de un concomitante presente en la muestra sobre la señal
generada por el analito. La presencia de un interferente conduce en todos los casos a
un error sistemático.
Las interferencias más comunes para la determinación de mercurio en muestras de
pescados por espectroscopia de absorción atómica son:
 Las interferencias por materia orgánica, las cuales se reducen por medio de
digestiones con ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado,
permanganato de potasio y calor durante 2 horas, posteriormente se elimina el
color con cloruro de hidroxilamina y se procede a realizar la medición.
 Las interferencias por coloración en los vapores generados a la hora de la
medición.
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2.2. Recolección y Preservación de Muestras
2.2.1. Recolección de la Muestra
Lavar las nevera para la recolección de muestras antes de usarlos con jabón y
enjuagarlos muy bien para quitar impurezas, luego enjuagarlos con agua desionizada.
Limpiar las neveras para la recolección muestras con suficiente ácido nítrico al 10% para
eliminar rastros de analitos que puedan interferir con la determinación y enjuagar con
agua desionizada.
2.2.2. Preservación de la muestra
A la muestra recolectada se debe congelar y tener en cuenta que las muestras deben ser
analizadas antes de seis meses, para mejores resultados.
2.3. Características del método
2.3.1. Límite de Detección: Para las muestras cuya concentración sea inferior al límite de
detección del método de acuerdo a 123-INT-LAA-017, reportar el mercurio como menor a
dicho valor.
2.3.2. Incertidumbre: Se debe seguir el procedimiento descrito en 123-INT-LAA-05
Instructivo para el cálculo de la Incertidumbre.
2.3.3. Robustez: Se realizara mediante pruebas F de acuerdo a 123-INT-LAA-017.
2.3.4 Precisión: De acuerdo a resultados obtenidos para coeficientes de variación de
acuerdo a 123-INT-LAA-017
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3. DESCRIPCIÓN DE MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS
3.1 Reactivos
Nombre Almacén P D R S CAS
Permanganato de
Potasio
O,Xn 8-22 ---
7722-64-7
Cloruro de
Hidroxilamina
Xn
20/22-
35/38
13-26-36 5470-11-1
Ácido Sulfúrico
Concentrado
C 12 35 26-30-45 7664-93-9
Ácido nítrico
concentrado
Blanco C 12 35
23-26-
36/37/39-45
7697-37-2
Cloruro Estañoso Xn
22-
36/37/38
26
10025-69-
1
Estándar PANREAC de
Mercurio 1000 mg/L
Xn
20/21/22-
33-36/38
26-36/37 7697-37-2
Agua Desionizada
Tipo I
--- --- --- --- --- ----
D: Desactivación
R: Información de riesgo
S: Información de seguridad
P: Pictograma de seguridad
3.1.1 Residuos Generados
Nombre
Código de
colector
Riesgos
específicos
Consejos de
prudencia
Solución ácida D 35 26-30-45
Solución de sales de
metales pesados E
35 26-30-45
Residuos de sales 23-26-30-
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metálicas regenerables H 35 36/37/39-45
3.2 Materiales
 Balones aforados de: 100 mL, 200 mL, 250 mL y 500 mL
 Pipetas aforadas de 1 mL, 5 mL, 25 mL, 50 mL y 100 mL.
 Pipetas graduadas de 2 mL, 5 mL, 10 mL
 Bureta de: 25 mL
 Beakers de: 50 mL, 100 mL
 Soxleth de 250 mL
 Condensador
 Balón de digestión de 200 mL
 Soporte universal
 Pinzas
 Nueces
 Frasco lavador
3.3 Equipos
 Espectrofotómetro de absorción atómica.
 Lámpara de cátodo hueco de mercurio.
 Balanza analítica de precisión.
 Estufa
 Generador de vapor frio.
4. NORMAS DE SEGURIDAD Y PRECAUCIONES
Lavar todo el material de vidrio con ácido nítrico al 10% para evitar contaminación de la muestra,
también se debe lavar los recipientes que se utilizaran en la toma de la muestra con ácido nítrico
al 10%. (Llevar el residuo generado al Colector D).
Se debe tener en cuenta el uso de guantes y gafas de seguridad para evitar accidentes.
Se debe trabajar en la cabina de extracción de gases por los vapores generados durante
la conservación de la muestra, ya que estos pueden ser tóxicos.
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5. PROCEDIMIENTO
5.1 Preparación soluciones curva de calibración.
5.1.1 Solución madre de Mercurio (10 mg/L)
5.1.2 Solución estándar de Mercurio (0,02 mg/L)
5.1.3 Patrones curva de calibración Mercurio
Patrón
Concentración
Volumen de
Solución estándar
a tomar
(µg/L) (mL)
Blanco 0,0 0,0
1 0,5 5
2 0,75 7,5
3 1 10
4 2 20
5 3 30
INICIO
Tomar 1mL de solución
estándar PANREAC de 1000
ppm
FIN
Aforar a 100 mL
INICIO
Tomar 1mL de solución madre
de mercurio (10 mg/L) Aforar hasta 500mL
FIN
Tomar el volumen en bureta necesario de la
solución estándar de Mercurio (0,02 mg / L)
para preparar cada uno de los patrones de
acuerdo a la siguiente tabla
INICIO
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Rótulos para las soluciones estándar
5.2 Preparación de las muestras
5.2.1 Preparación de solución de Cloruro de Hidroxilamina
.
LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS
Metal, unidades
Fecha de preparación:
Fecha de expiración :
Tomar el volumen correspondiente y aforar cada
uno de los patrones a 200 mL con agua
Desionizada
Pasar los patrones antes preparados
a 6 winklers previamente lavados con
ácido nítrico al 10%
FIN
Agregar 4 mL de Ácido Nítrico
Concentrado y 4 mL de Ácido
Sulfúrico concentrado.
INICIO Pesar 24 g de cloruro de
Hidroxilamina puro
Diluir en 20 mL de agua
desionizada.
Aforar hasta 100mLFIN
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5.2.2. Digestión de las muestras de Pescados
5.2.3. Preparación de la muestra
5.2.3.1. Preparación de solución de Cloruro Estañoso (0,1 g/mL)
INICIO
Adicionar 1 g del pescado al
balón de digestión y lavar
con 20 ml de agua
desionizada.
Agregar al embudo de
separación 20 ml de HNO3 y
10 ml de H2SO4
Calentar durante una hora
adicionando porciones de
agua desionizada por el
condensador.
Dejar enfría y
agregar 1 g de
KMnO4
Calentar durante una
hora adicionando
porciones de agua
desionizada por el
condensador
FIN
Dejar enfriar y agregar 12
ml de Hidroxilamina
Filtrar la solución por
gravedad
Aforar el filtrado a 200 ml
y proceder a medir.
INICIO Pesar 20 g de cloruro
Estañoso puro.
Diluir en 20 mL de Ácido
Clorhídrico Concentrado.
Aforar hasta 200mLFIN
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5.2.3.2. Preparación de la muestra para la medición.
Nota1: La determinación de Mercurio se realizara en el equipo de absorción atómica
SHIMADZU AA-7000 debe ser programada a través del software WizAArd, instalado en su
PC. Se recomienda atender recomendaciones del instructivo 123-LAA-INT-23.
El software WizAArd permite realizar automáticamente controles para garantizar la calidad
de los datos, tales como coeficientes de correlación, verificación inicial de calibración,
verificación continúa de calibración en el transcurso de las lecturas de concentración de
las de las muestras, valores del blanco menores al límite de detección, entre otras.
Para la implementación de esta configuración en las condiciones de análisis de Mercurio
se expone a continuación cuáles serán las condiciones de calidad analítica adoptadas por
el laboratorio de Aguas y Alimentos para la aceptación de los datos entregados mediante
el software wizAArd.
Se da clic en el botón [calibration curve setup] en la ventana de preparación de soluciones
estándar [preparation parameter], luego da click en la opción QC blank/ QCStandar Setup
INICIO
Agregar 200 mL de la
solución patrón acidificada o
de la solución resultante de
la digestin del pescado un
vial del generador de vapor
frio.
Agregar 10 mL de solución
de cloruro estañoso
preparada.
Proceder a medir en el
equipo de absorción
atómica.FIN
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5.3 Condiciones para el análisis mediante el software WizAArd
4 [CORR]
(Correlation )
Se determinara el valor ≥0.99 y las opciones “retry” y “pause “
5 [%TV] (Self-
determined true
value)
Se determinara el valor entre 90% y 110% seleccionando la opción de
“retry” y “mark & continue”
6[ [ICV]initial
calibration
validation
Se tomara para esta verificación del estandar de la carta de control
con un valor de 1,2 mg/l de calcio Los límites de tolerancia para este
valor fueron estipulados entre el 90% y 110 % de la solución
preparada
7 [ICB] (Initial
Calibration blank
Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l
8CCV]continuing
calibration
verification
Se tomara como valor de calibración el valor de 1,2 mg/l de Mercurio
dando la opción de detener el análisis si no se cumplen los criterios de
aceptación.
9 CCB]
(Continuing
CALIB
Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l
10 ICV/CCV Se asignara la posición de la solución en el automuestreador.
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5.4 CARTAS DE CONTROL
En cada lectura realizada de mercurio a cualquier muestra se registrara el valor reportado
por el estándar de 1,2 µg/ L de Hg.
Nota:
El valor obtenido de la concentración se registra y se grafica en el formato (123-LAA-F07).
6.0 CALCULOS Y RESULTADOS
En caso de que se haga dilución de la muestra, calcular la concentración de mercurio a
partir de la ecuación de la curva guardada en el equipo o graficada durante la realización
de la curva de calibración.
Si hubo dilución de la muestra aplicar la siguiente relación:
10*
)(
)()/(
)(100/
gusadaPescadodeMasa
LAforoVolumenLHgdeg
pescadogMetalmg



Reportar el valor promedio de la concentración de mercurio en mg / 100 g de pescado
INICIO
Tomar 12 mL de
solución estándar de
Mercurio de 20 ppb.
Aforar a 200 mL con
agua desionizada.
Realizar
procedimiento
digestión descrito en
el numeral 5.2.3.
FIN
Realizar la medición
como se describe en el
numeral 5.2.3.2.
VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN
INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN
INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS
MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO
Código 123-LAA-INT-46
Versión 1
Fecha 20/02/2012
Pagina 111 de 12
111
7.0 DOCUMENTO DE REFERENCIA
NTC-ISO 9000:2000 Sistema de gestión de calidad. Fundamentos y vocabulario.
Standard Methods For The Examination of Water And Wastewater. American Public Health
Association. 21st Edition. Washington, 2005. EATON, Andrew D. CLESCERI, Lenore S.
GREENBERG, Arnold E. Sección 3111 D. Método Directo llama Acetileno – Oxido Nitroso
Página 3-20.
Instructivo de operación de Espectrómetro de Absorción Atómica. 123-LAA-INT-23
Cook book. Equipo Absorción Atómica. Marca Shimadzu.
Elaborado por:
Personal UTP
Revisado por:
Jefe de Calidad
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Evaluacion de mercurio

  • 1. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 112 de 14 112 1. Método de Ensayo Determinación de Mercurio por Espectrofotometría de Absorción Atómica- Vapor Frio para Aguas (Tratada y Cruda) (Tratamiento de las muestras mediante digestión con ácido nítrico, sulfúrico y permanganato de potasio (si se tiene materia orgánica a 100°C)) Código del Instructivo: (123-LAA-INT-51). 2. Responsable (s) Ariel Felipe Arcila Z. 3. Materiales y Reactivos MATERIALES REACTIVOS Descripción Cantidad Descripción Cantidad Beaker de 200 ml 4 Solución patrón de 1000mg/l de Hg 20 ml Bureta de 25 ml 1 Agua destilada 20000 ml Matraz de 200 ml 16 Acido Nítrico 65% 1240 ml Matraz de 100 ml 2 Acido Sulfúrico 98% 1600 ml Matraz de 250 ml 1 Permanganato de Potasio 500 g Pipeta Graduada de1 ml 2 Sulfato de Hidroxilamina 480 g Pipeta Graduada de 15 ml 1 Cloruro Estañoso 400 g Pipeta volumétrica de10 ml 5 Winklers 16 3.1 Equipos Espectrofotómetro de absorción atómica SHIMADZU AA-700 Generador de vapor frio SHIMADZU Baño María 4. Preparación de la Curva de Calibración
  • 2. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 113 de 14 113 4.1. Solución madre de Mercurio (10 mg/L) Solución estándar de Mercurio (0,02 mg/L) Patrones curva de calibración Mercurio Patrón Concentración Volumen de Solución estándar a tomar (µg/L) (mL) Blanco 0,0 0,0 1 0,5 5 2 0,75 7,5 3 1 10 4 2 20 5 3 30 INICIO Tomar 1mL de solución estándar PANREAC de 1000 ppm FIN Aforar a 100 mL INICIO Tomar 1mL de solución madre de mercurio (10 mg/L) Aforar hasta 500mL FIN Tomar el volumen en bureta necesario de la solución estándar de Mercurio (0,02 mg / L) para preparar cada uno de los patrones de acuerdo a la siguiente tabla INICIO Aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua desionizada Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers previamente lavados con ácido nítrico al 10% y realizar el proceso de digestión de muestras sin materia orgánica.FIN
  • 3. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 114 de 14 114 4.2. Soluciones para la verificación üBK: Blanco de reactivos. (Agua desionizada) üBb: Estándar de concentración baja. (0,8 µg/L para Hg) üBa: Estándar de concentración alta. Aproximadamente el 90% del rango. (2,5 µg/L para Hg) üBKAT: Blanco agua tratada üM1AT: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg) üM2AT: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg) üBKAC: Blanco agua cruda üM1AC: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Tratada 0,8 µg/l Hg) üM2AC: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Tratada 2,5 µg/l Hg) 4.2.1 Preparación de soluciones para la verificación 4.2.2. Patrón Concentración Volumen de Solución estándar a tomar (µg/L) (mL) üBK 0,0 0,0 üBb 0,8 8 üBa 2,5 25 Tomar el volumen en bureta necesario de la solución estándar de Mercurio (0,02 mg / L) para preparar cada uno de las soluciones de verificación. INICIO Aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua desionizada Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers previamente lavados con ácido nítrico al 10% y realizar el proceso de digestión de muestras sin materia orgánica. FIN
  • 4. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 115 de 14 115 Preparación de muestras adicionadas Nota: La muestra queda lista para determinar su concentración por espectrofotometría de absorción atómica-vapor frio. La determinación de mercurio en el equipo de absorción atómica SHIMADZU AA- 7000 debe ser programada a través del software WizAArd, instalado en su PC. Se recomienda atender recomendaciones del instructivo 123-LAA-INT-23. Patrón Concentración (µg/L) Volumen de Solución estándar a tomar (ml) üBKAT 0,0 0,0 üM1AT 0,8 8 üM2AT 2,5 25 üBKAC 0 0 üM1AC 0,8 8 üM2AC 2,5 25 Tomar el volumen en bureta necesario de la solución estándar de Mercurio (0,02 mg / L) para preparar cada uno de los patrones de acuerdo a la siguiente tabla INICIO Aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua Según la matriz de análisis. Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers previamente lavados con ácido nítrico al 10% FIN
  • 5. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 116 de 14 116 5 RESULTADOS 5.1 RANGO DE TRABAJO 0,50 – 3,00 µg Hg/L 5.2 MEDICIONES REALIZADAS Se realizaron 15 curvas de calibración de Mercurio y la posterior lectura de 6 réplicas de cada solución durante 2 días diferentes para evaluar la repetibilidad y reproducibilidad.
  • 6. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 117 de 14 117
  • 7. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 118 de 14 118
  • 8. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 119 de 14 119 REPETIBILIDAD Y REPRODUCIBILIDAD Fecha üM1AT üM2AT Fecha üM1AC üM2AC 13/09/2012 0,9026 2,6409 08/11/2012 0,8061 2,5698 0,8339 2,7686 0,8594 2,6082 0,8732 2,6311 0,7279 2,9263 0,8732 2,7407 0,8011 2,6648 0,8666 2,6736 0,8195 2,6748 0,6997 2,5623 0,7945 2,6365 Media 0,8415 2,6695 0,8014 2,6800 Desviación estándar 0,0729 0,0757 0,0428 0,1266 Coeficiente de variación 8,6586 2,8373 5,3443 4,7224 Varianza de la muestra 0,0053 0,0057 0,0018 0,0160 Mínimo 0,6997 2,5623 0,7279 2,5698 Máximo 0,9026 2,7686 0,8594 2,9263 Datos del porcentaje de error y porcentaje de Recuperación. Agua Tratada Tipo Concentración (ppb) % de Error % Recuperación H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (1) 0,9026 12,8250 112,825 H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (2) 0,8339 4,2375 104,2375 H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (3) 0,8732 9,1500 109,15 H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (4) 0,8732 9,1500 109,15 H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (5) 0,8666 8,3250 108,325 H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (6) 0,6996 12,5500 87,45 Media 0,8415 9,3729 105,1896 H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (1) 2,6409 5,6360 105,636 H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (2) 2,7686 10,7440 110,744 H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (3) 2,6311 5,2440 105,244 H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (4) 2,7407 9,6280 109,628 H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (5) 2,6736 6,9440 106,944 H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (6) 2,5623 2,4920 102,492 Media 2,6695 6,7813 106,7813
  • 9. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 120 de 14 120 Agua Tratada Tipo Concentración (ppb) % de Error % Recuperación H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (1) 0,8061 0,7678 100,7677703 H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (2) 0,8594 7,4296 107,4295517 H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (3) 0,7279 9,0167 90,98327893 H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (4) 0,8011 0,1432 100,1432283 H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (5) 0,8195 2,4332 102,4332156 H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (6) 0,7945 0,6895 99,31050563 Media 0,8014 3,4133 100,1779 H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (1) 2,5698 2,7940 102,7939511 H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (2) 2,6082 4,3262 104,3261608 H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (3) 2,9263 17,0502 117,0501632 H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (4) 2,6648 6,5912 106,5911665 H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (5) 2,6748 6,9909 106,9908734 H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (6) 2,6365 5,4587 105,4586636 Media 2,6800 7,2018 107,2018 6 ANÁLISIS DE RESULTADOS 6.1PRUEBA DE LINEALIDAD (Prueba de Fisher) Se realiza un promedio de los valores obtenidos de la concentración y la respectiva absorbancia de las ultimas siete curvas de calibración y se grafican dichos valores promedio.
  • 10. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 121 de 14 121 Planteamiento de la Hipótesis: Ho: No existe correlación entre los valores de X y Y Hi: Existe correlación ente los valores de X y Y Datos prueba de linealidad. Coeficiente de correlación (r 2 ) Prueba de linealidad Tcal Ttabla Criterio de rechazo de Ho: Tcal>Ttabla 0,9986 )1( )2( 2 2 r nr t    53,37 2,36 Existe correlación entre XyY y = 0,0292x + 0,0014 R² = 0,9986 0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600 0,0700 0,0800 0,0900 0,1000 0,0000 0,5000 1,0000 1,5000 2,0000 2,5000 3,0000 3,5000 AbsorbanciaPromedio Concentracion de Hg (ppb) Curva de Calibracion Promedio
  • 11. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 122 de 14 122 6.2 CARACTERÍSTICAS DE LA CURVA DE CALIBRACIÓN Pendiente Ordenada Denominación 0,0292 0,0014 Yb Desviación Estándar de la pendiente Sb R 2 0,9986 Sy/x R 0,9992 Limite de detección de la señal Limite de detección en mg/L 6.3 REPETIBILIDAD (Precisión) Para este atributo del método de ensayo se considera el coeficiente de variación obtenido de las lecturas de las muestras adicionadas en agua cruda y agua tratada. El criterio de aceptación es que el coeficiente de variación debe ser menor a 10%: Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg): 5,3443% Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg): 4,7224% Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Tratada 0,8 µg/l Hg): 8,6586% Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Tratada 2,5 µg/l Hg): 2,8373% 6.4 EXACTITUD El porcentaje de Exactitud se determina a partir las muestras adicionadas en agua cruda y agua tratada. El criterio de aceptación es que el % de error debe ser menor a 10%: Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg): % Error = 3,4133%. Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg): % Error = 7,2180%. Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg): % Error = 9,3729%.
  • 12. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 123 de 14 123 Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 2,5 µg/l Hg): % Error = 6,7813%. 6.5 PORCENTAJE DE RECUPERACIÓN El porcentaje de recuperación para el Mercurio en aguas tratada y cruda se determina a partir las muestras adicionadas en agua cruda y agua tratada. El criterio de aceptación es que el % de recuperación debe estar entre 75 y 125%: Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg): % de Recuperación = 100,1779%. Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg): % de Recuperación = 107,2018%. Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg): % de Recuperación = 105,1896%. Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 2,5 µg/l Hg): % de Recuperación = 106,7813%. 6.6LIMITE DE DETECCIÓN El límite de detección se calcula teniendo en cuenta 3 veces la desviación de la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg) para agua cruda y 10 veces la desviación estándar de la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg) para agua tratada: L.D Agua Cruda = 0,1284 µg de Hg/L L.D Agua Tratada = 0,2187 µg de Hg/L 6.7LIMITE DE CUANTIFICACIÓN El límite de cuantificación se calcula teniendo en cuenta 10 veces la desviación de la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg) para agua cruda y 10 veces la desviación estándar de la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg) para agua tratada:
  • 13. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 124 de 14 124 L.C Agua Cruda = 0,428 µg de Hg/L L.C Agua Tratada = 0,729 µg de Hg/L 7 CONCLUSIONES Para las condiciones de trabajo establecidas en el proceso de verificación para la determinación de Mercurio en muestras de Agua cruda y tratada (µg Hg/L) por el método de espectrofotometría de absorción atómica-vapor frio (Tratamiento de las muestras mediante digestión con ácido nítrico, ácido sulfúrico y permanganato de potasio a 100 °C) del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos se establecieron las siguientes conclusiones: El rango de trabajo para el método está entre 0,5 y 3,0 mg/L utilizando estádar de 1000 mg/L de Mercurio. El límite de detección del método es de: L.D Agua Cruda = 0,1284 µg de Hg/L L.D Agua Tratada = 0,2187 µg de Hg/L El límite de cuantificación del método es de: L.C Agua Cruda = 0,428 µg de Hg/L L.C Agua Tratada = 0,729 µg de Hg/L Características Expresada en Muestra Datos obtenidos Precisión % coeficiente de variación Agua cruda + 0,8 ppb Hg 5,3443 Agua cruda + 2,5 ppb Hg 4,7224 Agua Tratada + 0,8 ppb Hg 8,8568 Agua Tratada + 2,5 ppb Hg 2,8373 Exactitud % error Agua cruda + 0,8 ppb Hg 3,4133 Agua cruda + 2,5 ppb Hg 7,2180 Agua Tratada + 0,8 ppb Hg 9,3729 Agua Tratada + 2,5 ppb Hg 6,7813 Linealidad Coeficiente de correlación 0,9986 % de recuperación Porcentaje Agua cruda + 0,8 ppb Hg 100.1779 Agua cruda + 2,5 ppb Hg 107.18 Agua Tratada + 0,8 ppb Hg 105.1896 Agua Tratada + 2,5 ppb Hg 106.7813
  • 14. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA TRATADA Y CRUDA Página 125 de 14 125
  • 15. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 88 de 12 88 LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS Establecer el procedimiento para determinar la concentración de Mercurio en aguas por el método de absorción atómica-vapor frio en el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira 1. CONTENIDO La espectrofotometría de absorción atómica está fundamentada en la capacidad que tienen los elementos, en su estado atómico basal, de absorber radiación electromagnética a longitudes de onda específicas para cada elemento. La cantidad de energía absorbida es directamente proporcional a la concentración de los átomos del metal analizado, de acuerdo con la Ley de Lambert-Beer. los límites de detección logrados son del orden de ppm (partes por millón). En esta técnica, los metales disueltos son llevados a su forma atómica elemental mediante calentamiento por una llama generada por una mezcla de gases combustibles. Las mezclas más empleadas son: aire-acetileno y óxido nitroso-acetileno. Las temperaturas de la llama van de 1900 °C a 2800 °C. Los átomos en forma de nube gaseosa, son irradiados por un haz de luz de una longitud de onda específica, de acuerdo con el metal analizado; esto se logra mediante el empleo de lámparas con cátodo del metal de interés o con lámparas de descarga sin electrodo. Los átomos absorben una fracción de la radiación proveniente de la lámpara y la fracción restante es captada por un fotodetector y un dispositivo transductor, que la convierten en una señal eléctrica, que posteriormente es registrada por un software. Como se mencionó anteriormente, el valor de señal obtenido es proporcional a la concentración de los átomos presentes en la nube de gases; de este modo es posible construir una curva de calibración analizando soluciones patrón de concentración conocida y midiendo la magnitud de la absorción de cada una de ellas.
  • 16. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 89 de 12 88 Un caso particular en la técnica de absorción atómica, lo constituye el mercurio, ya que gracias a su volatilidad, no requiere el uso de llama para atomizarse y puede determinarse en forma de vapor frío. Mediante esta técnica se alcanzan límites de detección del orden de 1 ppb. La determinación se realiza adicionando un agente reductor (cloruro estañoso o borohidruro de sodio), al digerido. La reacción del mercurio en solución con el agente reductor produce mercurio atómico muy volátil. El vapor de mercurio es conducido hacia una celda colocada en el paso del haz de luz, donde ocurre la interacción entre los átomos de mercurio y la radiación, produciéndose la absorción. Para la determinación de mercurio en agua se utiliza el espectrómetrofotometro de absorción atómica SHIMADZU AA-7000 y un generador de vapor frio SHIMADZU #### ubicado en la zona de análisis instrumental del laboratorio de Aguas y Alimentos. 2. INFORMACION ANTES DE INICIAR EL PROCESO 2.1 Interferencias Interferencia es el efecto de un concomitante presente en la muestra sobre la señal generada por el analito. La presencia de un interferente conduce en todos los casos a un error sistemático. Las interferencias más comunes para la determinación de mercurio en muestras de agua cruda y tratada por espectroscopia de absorción atómica son:  Las interferencias por materia orgánica, las cuales se reducen por medio de digestiones con ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado, permanganato de potasio y calor durante 1.5 horas, posteriormente se elimina el color con cloruro de hidroxilamina y se procede a realizar la medición.  Las interferencias por coloración en los vapores generados a la hora de la medición.
  • 17. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 90 de 12 88 2.2. Recolección y Preservación de Muestras 2.2.1. Recolección de la Muestra Lavar los recipientes para la recolección de muestras antes de usarlos con jabón y enjuagarlos muy bien para quitar impurezas, luego enjuagarlos con agua desionizada. Limpiar los recipientes para la recolección muestras con suficiente ácido nítrico al 10% para eliminar rastros de analitos que puedan interferir con la determinación y enjuagar con agua desionizada. 2.2.2. Preservación de la muestra A la muestra recolectada se le debe adicionar ácido nítrico concentrado hasta obtener un pH de 1, monitorear el pH en este valor y guardar la muestra refrigerada para ayudar con su conservación, pero se debe tener en cuenta que las muestras deben ser analizadas antes de dos meses, para mejores resultados. 2.3. Características del método 2.3.1. Límite de Detección: Para las muestras cuya concentración sea inferior al límite de detección del método de acuerdo a 123-INT-LAA-017, reportar el mercurio como menor a dicho valor. 2.3.2. Incertidumbre: Se debe seguir el procedimiento descrito en 123-INT-LAA-05 Instructivo para el cálculo de la Incertidumbre. 2.3.3. Robustez: Se realizara mediante pruebas F de acuerdo a 123-INT-LAA-017. 2.3.4 Precisión: De acuerdo a resultados obtenidos para coeficientes de variación de acuerdo a 123-INT-LAA-017
  • 18. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 91 de 12 88 3. DESCRIPCIÓN DE MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS 3.1 Reactivos Nombre Almacén P D R S CAS Permanganato de Potasio O,Xn 8-22 --- 7722-64-7 Cloruro de Hidroxilamina Xn 20/22- 35/38 13-26-36 5470-11-1 Ácido Sulfúrico Concentrado C 12 35 26-30-45 7664-93-9 Ácido nítrico concentrado Blanco C 12 35 23-26- 36/37/39-45 7697-37-2 Cloruro Estañoso Xn 22- 36/37/38 26 10025-69- 1 Estándar PANREAC de Mercurio 1000 mg/L Xn 20/21/22 -33- 36/38 26-36/37 7697-37-2 Agua Desionizada Tipo I --- --- --- --- --- ---- D: Desactivación R: Información de riesgo S: Información de seguridad P: Pictograma de seguridad 3.1.1 Residuos Generados Nombre Código de colector Riesgos específicos Consejos de prudencia Solución ácida D 35 26-30-45 Solución de sales de metales pesados E 35 26-30-45 Residuos de sales metálicas regenerables H 35 23-26-30- 36/37/39-45
  • 19. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 92 de 12 88 3.2 Materiales  Balones aforados de: 100 mL, 200 mL, 250 mL y 500 mL  Pipetas aforadas de 1 mL, 5 mL, 25 mL, 50 mL y 100 mL.  Pipetas graduadas de 2 mL, 5 mL, 10 mL  Bureta de: 25 mL  Beakers de: 50 mL, 100 mL  Winklers  Frasco lavador 3.3 Equipos  Espectrofotómetro de absorción atómica.  Lámpara de cátodo hueco de mercurio.  Balanza analítica de precisión.  Baño María.  Generador de vapor frio. 4. NORMAS DE SEGURIDAD Y PRECAUCIONES Lavar todo el material de vidrio con ácido nítrico al 10% para evitar contaminación de la muestra, también se debe lavar los recipientes que se utilizaran en la toma de la muestra con ácido nítrico al 10%. (Llevar el residuo generado al Colector D Se debe tener en cuenta el uso de guantes y gafas de seguridad para evitar accidentes. Se debe trabajar en la cabina de extracción de gases por los vapores generados durante la conservación de la muestra, ya que estos pueden ser tóxicos.
  • 20. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 93 de 12 88 5. PROCEDIMIENTO 5.1 Preparación soluciones curva de calibración. 5.1.1 Solución madre de Mercurio (10 mg/L) 5.1.2 Solución estándar de Mercurio (0,02 mg/L) 5.1.3 Patrones curva de calibración Mercurio Patrón Concentración Volumen de Solución estándar a tomar (µg/L) (mL) Blanco 0,0 0,0 1 0,5 5 2 0,75 7,5 3 1 10 4 2 20 5 3 30 INICIO Tomar 1mL de solución estándar PANREAC de 1000 ppm FIN Aforar a 100 mL INICIO Tomar 1mL de solución madre de mercurio (10 mg/L) Aforar hasta 500mL FIN Tomar el volumen en bureta necesario de la solución estándar de Mercurio (0,02 mg / L) para preparar cada uno de los patrones de acuerdo a la siguiente tabla INICIO
  • 21. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 94 de 12 88 Rótulos para las soluciones estándar 5.2 Preparación de las muestras 5.2.1. Preparación de solución de Permanganato de Potasio (0,05 g/mL) LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS Metal, unidades Fecha de preparación: Fecha de expiración : Tomar el volumen correspondiente y aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua Desionizada Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers previamente lavados con ácido nítrico al 10% FIN Agregar 4 mL de Ácido Nítrico Concentrado y 4 mL de Ácido Sulfúrico concentrado. INICIO Pesar 10 g de KMnO4 puro Diluir en 20 mL de agua desionisada. Aforar hasta 200mLFIN
  • 22. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 95 de 12 88 5.2.2. Preparación de solución de Cloruro de Hidroxilamina 5.2.3. Digestión de las muestras de agua tratada. 5.2.4. Digestión de las muestras de agua cruda. INICIO INICIO Pesar 24 g de cloruro de Hidroxilamina puro Diluir en 20 mL de agua desionisada. Aforar hasta 100mLFIN Adicionar 200 mL de agua en un winkler. Agregar 4 ml de Ácido Nítrico Concentrado y 4 mL de ácido sulfúrico concentrado Dejar reposar por 1 hora.FIN INICIO Adicionar 200 mL de agua en un winkler. Agregar 2 ml de Ácido Nítrico Concentrado y 4 mL de ácido sulfúrico concentrado Agregar 15 ml de solución de KMnO4 (0,05 g/mL). Calentar en baño maria a temperatura de 90°C durante 2 horas Dejar enfriar y agregar 4 ml de la solución de cloruro de Hidroxilamina FIN
  • 23. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 96 de 12 88 5.2.5. Preparación de la muestra 5.2.5.1. Preparación de solución de Cloruro Estañoso (0,1 g/mL) 5.2.5.2. Preparación de la muestra para la medición. Nota1: La determinación de Mercurio se realizara en el equipo de absorción atómica SHIMADZU AA-7000 debe ser programada a través del software WizAArd, instalado en su PC. Se recomienda atender recomendaciones del instructivo 123-LAA-INT-23. El software WizAArd permite realizar automáticamente controles para garantizar la calidad de los datos, tales como coeficientes de correlación, verificación inicial de calibración, verificación continúa de calibración en el transcurso de las lecturas de concentración de las de las muestras, valores del blanco menores al límite de detección, entre otras. Para la implementación de esta configuración en las condiciones de análisis de Mercurio se expone a continuación cuáles serán las condiciones de calidad analítica adoptadas por el laboratorio de Aguas y Alimentos para la aceptación de los datos entregados mediante el software wizAArd. INICIO Pesar 20 g de cloruro Estañoso puro Diluir en 20 mL de Ácido Clorhídrico Concentrado. Aforar hasta 200mLFIN INICIO Agregar 200 mL de la solución patrón acidificada o del agua tratada acidificada o del agua cruda digerirá en un vial del generador de vapor frio. Agregar 10 mL de solución de cloruro estañoso preparada Proceder a medir en el equipo de absorción atómica.FIN
  • 24. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 97 de 12 88 Se da clic en el botón [calibration curve setup] en la ventana de preparación de soluciones estándar [preparation parameter], luego da click en la opción QC blank/ QCStandar Setup 5.3 Condiciones para el análisis mediante el software WizAArd 4 [CORR] (Correlation ) Se determinara el valor ≥0.99 y las opciones “retry” y “pause “ 5 [%TV] (Self- determined true value) Se determinara el valor entre 90% y 110% seleccionando la opción de “retry” y “mark & continue” 6[ [ICV]initial calibration validation Se tomara para esta verificación del estandar de la carta de control con un valor de 1,2 mg/l de calcio Los límites de tolerancia para este valor fueron estipulados entre el 90% y 110 % de la solución preparada 7 [ICB] (Initial Calibration blank Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l 8CCV]continuing calibration verification Se tomara como valor de calibración el valor de 1,2 mg/l de Mercurio dando la opción de detener el análisis si no se cumplen los criterios de aceptación. 9 CCB] (Continuing CALIB Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l 10 ICV/CCV Se asignara la posición de la solución en el automuestreador.
  • 25. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 98 de 12 88 5.4 CARTAS DE CONTROL En cada lectura realizada de mercurio a cualquier muestra se registrara el valor reportado por el estándar de 1,2 µg/ L de Hg. Nota: El valor obtenido de la concentración se registra y se grafica en el formato (123-LAA-F07). 6.0 CALCULOS Y RESULTADOS En caso de que se haga dilución de la muestra, calcular la concentración de mercurio a partir de la ecuación de la curva guardada en el equipo o graficada durante la realización de la curva de calibración. Si hubo dilución de la muestra aplicar la siguiente relación: )( )()/( / mLAlícuota mLfinalVolumenLMetalg LMetalg     Reportar el valor promedio de la concentración de mercurio en µg / L INICIO Tomar 12 mL de solución estándar de Mercurio de 20 ppb Aforar a 200 mL con agua desionizada. Realizar procedimiento digestión descrito en el numeral 5.2.3. FIN Realizar la medición como se describe en el numeral 5.2.5.2.
  • 26. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 99 de 12 88 7.0 DOCUMENTO DE REFERENCIA NTC-ISO 9000:2000 Sistema de gestión de calidad. Fundamentos y vocabulario. Standard Methods For The Examination of Water And Wastewater. American Public Health Association. 21st Edition. Washington, 2005. EATON, Andrew D. CLESCERI, Lenore S. GREENBERG, Arnold E. Sección 3111 D. Método Directo llama Acetileno – Oxido Nitroso Página 3-20. Instructivo de operación de Espectrómetro de Absorción Atómica. 123-LAA-INT-23 Cook book. Equipo Absorción Atómica. Marca Shimadzu. Elaborado por: Personal UTP Revisado por: Jefe de Calidad Aprobado por: Director del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos
  • 27. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 100 de 12 100 LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS Establecer el procedimiento para determinar la concentración de Mercurio en pescados por el método de absorción atómica-vapor frio en el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira 1. CONTENIDO La espectrofotometría de absorción atómica está fundamentada en la capacidad que tienen los elementos, en su estado atómico basal, de absorber radiación electromagnética a longitudes de onda específicas para cada elemento. La cantidad de energía absorbida es directamente proporcional a la concentración de los átomos del metal analizado, de acuerdo con la Ley de Lambert-Beer. Los límites de detección logrados son del orden de ppm (partes por millón). En esta técnica, los metales disueltos son llevados a su forma atómica elemental mediante calentamiento por una llama generada por una mezcla de gases combustibles. Las mezclas más empleadas son: aire-acetileno y óxido nitroso-acetileno. Las temperaturas de la llama van de 1900 °C a 2800 °C. Los átomos en forma de nube gaseosa, son irradiados por un haz de luz de una longitud de onda específica, de acuerdo con el metal analizado; esto se logra mediante el empleo de lámparas con cátodo del metal de interés o con lámparas de descarga sin electrodo. Los átomos absorben una fracción de la radiación proveniente de la lámpara y la fracción restante es captada por un fotodetector y un dispositivo transductor, que la convierten en una señal eléctrica, que posteriormente es registrada por un software. Como se mencionó anteriormente, el valor de señal obtenido es proporcional a la concentración de los átomos presentes en la nube de gases; de este modo es posible construir una curva de calibración analizando soluciones patrón de concentración conocida y midiendo la magnitud de la absorción de cada una de ellas.
  • 28. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 101 de 12 101 Un caso particular en la técnica de absorción atómica, lo constituye el mercurio, ya que gracias a su volatilidad, no requiere el uso de llama para atomizarse y puede determinarse en forma de vapor frío. Mediante esta técnica se alcanzan límites de detección del orden de 1 ppb. La determinación se realiza adicionando un agente reductor (cloruro estañoso o borohidruro de sodio), al digerido. La reacción del mercurio en solución con el agente reductor produce mercurio atómico muy volátil. El vapor de mercurio es conducido hacia una celda colocada en el paso del haz de luz, donde ocurre la interacción entre los átomos de mercurio y la radiación, produciéndose la absorción. Para la determinación de mercurio en pescados se utiliza el espectrómetrofotometro de absorción atómica SHIMADZU AA-7000 y un generador de vapor frio SHIMADZU #### ubicado en la zona de análisis instrumental del laboratorio de Aguas y Alimentos. 2. INFORMACION ANTES DE INICIAR EL PROCESO 2.1 Interferencias Interferencia es el efecto de un concomitante presente en la muestra sobre la señal generada por el analito. La presencia de un interferente conduce en todos los casos a un error sistemático. Las interferencias más comunes para la determinación de mercurio en muestras de pescados por espectroscopia de absorción atómica son:  Las interferencias por materia orgánica, las cuales se reducen por medio de digestiones con ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado, permanganato de potasio y calor durante 2 horas, posteriormente se elimina el color con cloruro de hidroxilamina y se procede a realizar la medición.  Las interferencias por coloración en los vapores generados a la hora de la medición.
  • 29. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 102 de 12 102 2.2. Recolección y Preservación de Muestras 2.2.1. Recolección de la Muestra Lavar las nevera para la recolección de muestras antes de usarlos con jabón y enjuagarlos muy bien para quitar impurezas, luego enjuagarlos con agua desionizada. Limpiar las neveras para la recolección muestras con suficiente ácido nítrico al 10% para eliminar rastros de analitos que puedan interferir con la determinación y enjuagar con agua desionizada. 2.2.2. Preservación de la muestra A la muestra recolectada se debe congelar y tener en cuenta que las muestras deben ser analizadas antes de seis meses, para mejores resultados. 2.3. Características del método 2.3.1. Límite de Detección: Para las muestras cuya concentración sea inferior al límite de detección del método de acuerdo a 123-INT-LAA-017, reportar el mercurio como menor a dicho valor. 2.3.2. Incertidumbre: Se debe seguir el procedimiento descrito en 123-INT-LAA-05 Instructivo para el cálculo de la Incertidumbre. 2.3.3. Robustez: Se realizara mediante pruebas F de acuerdo a 123-INT-LAA-017. 2.3.4 Precisión: De acuerdo a resultados obtenidos para coeficientes de variación de acuerdo a 123-INT-LAA-017
  • 30. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 103 de 12 103 3. DESCRIPCIÓN DE MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS 3.1 Reactivos Nombre Almacén P D R S CAS Permanganato de Potasio O,Xn 8-22 --- 7722-64-7 Cloruro de Hidroxilamina Xn 20/22- 35/38 13-26-36 5470-11-1 Ácido Sulfúrico Concentrado C 12 35 26-30-45 7664-93-9 Ácido nítrico concentrado Blanco C 12 35 23-26- 36/37/39-45 7697-37-2 Cloruro Estañoso Xn 22- 36/37/38 26 10025-69- 1 Estándar PANREAC de Mercurio 1000 mg/L Xn 20/21/22- 33-36/38 26-36/37 7697-37-2 Agua Desionizada Tipo I --- --- --- --- --- ---- D: Desactivación R: Información de riesgo S: Información de seguridad P: Pictograma de seguridad 3.1.1 Residuos Generados Nombre Código de colector Riesgos específicos Consejos de prudencia Solución ácida D 35 26-30-45 Solución de sales de metales pesados E 35 26-30-45 Residuos de sales 23-26-30-
  • 31. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 104 de 12 104 metálicas regenerables H 35 36/37/39-45 3.2 Materiales  Balones aforados de: 100 mL, 200 mL, 250 mL y 500 mL  Pipetas aforadas de 1 mL, 5 mL, 25 mL, 50 mL y 100 mL.  Pipetas graduadas de 2 mL, 5 mL, 10 mL  Bureta de: 25 mL  Beakers de: 50 mL, 100 mL  Soxleth de 250 mL  Condensador  Balón de digestión de 200 mL  Soporte universal  Pinzas  Nueces  Frasco lavador 3.3 Equipos  Espectrofotómetro de absorción atómica.  Lámpara de cátodo hueco de mercurio.  Balanza analítica de precisión.  Estufa  Generador de vapor frio. 4. NORMAS DE SEGURIDAD Y PRECAUCIONES Lavar todo el material de vidrio con ácido nítrico al 10% para evitar contaminación de la muestra, también se debe lavar los recipientes que se utilizaran en la toma de la muestra con ácido nítrico al 10%. (Llevar el residuo generado al Colector D). Se debe tener en cuenta el uso de guantes y gafas de seguridad para evitar accidentes. Se debe trabajar en la cabina de extracción de gases por los vapores generados durante la conservación de la muestra, ya que estos pueden ser tóxicos.
  • 32. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 105 de 12 105 5. PROCEDIMIENTO 5.1 Preparación soluciones curva de calibración. 5.1.1 Solución madre de Mercurio (10 mg/L) 5.1.2 Solución estándar de Mercurio (0,02 mg/L) 5.1.3 Patrones curva de calibración Mercurio Patrón Concentración Volumen de Solución estándar a tomar (µg/L) (mL) Blanco 0,0 0,0 1 0,5 5 2 0,75 7,5 3 1 10 4 2 20 5 3 30 INICIO Tomar 1mL de solución estándar PANREAC de 1000 ppm FIN Aforar a 100 mL INICIO Tomar 1mL de solución madre de mercurio (10 mg/L) Aforar hasta 500mL FIN Tomar el volumen en bureta necesario de la solución estándar de Mercurio (0,02 mg / L) para preparar cada uno de los patrones de acuerdo a la siguiente tabla INICIO
  • 33. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 106 de 12 106 Rótulos para las soluciones estándar 5.2 Preparación de las muestras 5.2.1 Preparación de solución de Cloruro de Hidroxilamina . LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS Metal, unidades Fecha de preparación: Fecha de expiración : Tomar el volumen correspondiente y aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua Desionizada Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers previamente lavados con ácido nítrico al 10% FIN Agregar 4 mL de Ácido Nítrico Concentrado y 4 mL de Ácido Sulfúrico concentrado. INICIO Pesar 24 g de cloruro de Hidroxilamina puro Diluir en 20 mL de agua desionizada. Aforar hasta 100mLFIN
  • 34. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 107 de 12 107 5.2.2. Digestión de las muestras de Pescados 5.2.3. Preparación de la muestra 5.2.3.1. Preparación de solución de Cloruro Estañoso (0,1 g/mL) INICIO Adicionar 1 g del pescado al balón de digestión y lavar con 20 ml de agua desionizada. Agregar al embudo de separación 20 ml de HNO3 y 10 ml de H2SO4 Calentar durante una hora adicionando porciones de agua desionizada por el condensador. Dejar enfría y agregar 1 g de KMnO4 Calentar durante una hora adicionando porciones de agua desionizada por el condensador FIN Dejar enfriar y agregar 12 ml de Hidroxilamina Filtrar la solución por gravedad Aforar el filtrado a 200 ml y proceder a medir. INICIO Pesar 20 g de cloruro Estañoso puro. Diluir en 20 mL de Ácido Clorhídrico Concentrado. Aforar hasta 200mLFIN
  • 35. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 108 de 12 108 5.2.3.2. Preparación de la muestra para la medición. Nota1: La determinación de Mercurio se realizara en el equipo de absorción atómica SHIMADZU AA-7000 debe ser programada a través del software WizAArd, instalado en su PC. Se recomienda atender recomendaciones del instructivo 123-LAA-INT-23. El software WizAArd permite realizar automáticamente controles para garantizar la calidad de los datos, tales como coeficientes de correlación, verificación inicial de calibración, verificación continúa de calibración en el transcurso de las lecturas de concentración de las de las muestras, valores del blanco menores al límite de detección, entre otras. Para la implementación de esta configuración en las condiciones de análisis de Mercurio se expone a continuación cuáles serán las condiciones de calidad analítica adoptadas por el laboratorio de Aguas y Alimentos para la aceptación de los datos entregados mediante el software wizAArd. Se da clic en el botón [calibration curve setup] en la ventana de preparación de soluciones estándar [preparation parameter], luego da click en la opción QC blank/ QCStandar Setup INICIO Agregar 200 mL de la solución patrón acidificada o de la solución resultante de la digestin del pescado un vial del generador de vapor frio. Agregar 10 mL de solución de cloruro estañoso preparada. Proceder a medir en el equipo de absorción atómica.FIN
  • 36. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 109 de 12 109 5.3 Condiciones para el análisis mediante el software WizAArd 4 [CORR] (Correlation ) Se determinara el valor ≥0.99 y las opciones “retry” y “pause “ 5 [%TV] (Self- determined true value) Se determinara el valor entre 90% y 110% seleccionando la opción de “retry” y “mark & continue” 6[ [ICV]initial calibration validation Se tomara para esta verificación del estandar de la carta de control con un valor de 1,2 mg/l de calcio Los límites de tolerancia para este valor fueron estipulados entre el 90% y 110 % de la solución preparada 7 [ICB] (Initial Calibration blank Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l 8CCV]continuing calibration verification Se tomara como valor de calibración el valor de 1,2 mg/l de Mercurio dando la opción de detener el análisis si no se cumplen los criterios de aceptación. 9 CCB] (Continuing CALIB Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l 10 ICV/CCV Se asignara la posición de la solución en el automuestreador.
  • 37. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 110 de 12 110 5.4 CARTAS DE CONTROL En cada lectura realizada de mercurio a cualquier muestra se registrara el valor reportado por el estándar de 1,2 µg/ L de Hg. Nota: El valor obtenido de la concentración se registra y se grafica en el formato (123-LAA-F07). 6.0 CALCULOS Y RESULTADOS En caso de que se haga dilución de la muestra, calcular la concentración de mercurio a partir de la ecuación de la curva guardada en el equipo o graficada durante la realización de la curva de calibración. Si hubo dilución de la muestra aplicar la siguiente relación: 10* )( )()/( )(100/ gusadaPescadodeMasa LAforoVolumenLHgdeg pescadogMetalmg    Reportar el valor promedio de la concentración de mercurio en mg / 100 g de pescado INICIO Tomar 12 mL de solución estándar de Mercurio de 20 ppb. Aforar a 200 mL con agua desionizada. Realizar procedimiento digestión descrito en el numeral 5.2.3. FIN Realizar la medición como se describe en el numeral 5.2.3.2.
  • 38. VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO Código 123-LAA-INT-46 Versión 1 Fecha 20/02/2012 Pagina 111 de 12 111 7.0 DOCUMENTO DE REFERENCIA NTC-ISO 9000:2000 Sistema de gestión de calidad. Fundamentos y vocabulario. Standard Methods For The Examination of Water And Wastewater. American Public Health Association. 21st Edition. Washington, 2005. EATON, Andrew D. CLESCERI, Lenore S. GREENBERG, Arnold E. Sección 3111 D. Método Directo llama Acetileno – Oxido Nitroso Página 3-20. Instructivo de operación de Espectrómetro de Absorción Atómica. 123-LAA-INT-23 Cook book. Equipo Absorción Atómica. Marca Shimadzu. Elaborado por: Personal UTP Revisado por: Jefe de Calidad Aprobado por: Director del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos