Aumento da sensibilidade na detecção de mercúrio em solos utilizando espectroscopia de emissão óptica por plasma induzido por laser com duplo pulso (DP-LIBS) (2025)
- Authors:
- Autor USP: BORDUCHI, LUIS CARLOS LEVA - IFSC
- Unidade: IFSC
- Subjects: ESPECTROSCOPIA; PLASMA (MICROELETRÔNICA); METAIS PESADOS
- Language: Português
- Abstract: Neste estudo, investigamos o uso da espectroscopia de emissão óptica por plasma induzido por laser com duplo pulso (DP-LIBS), combinada com a adição de pó de cobre (Cu), como estratégia para aumentar a sensibilidade na detecção de mercúrio (Hg) em amostras de solo. A técnica LIBS é reconhecida por sua rapidez e baixo custo, porém apresenta limitações na análise de elementos-traço, especialmente o Hg, devido à baixa sensibilidade em matrizes complexas e heterogêneas. A adição de Cu promoveu o aumento da energia interna do plasma, otimizando o ambiente de excitação e amplificando significativamente as intensidades de emissão do Hg, o que resultou em maior precisão analítica. Paralelamente, foram realizadas otimizações experimentais no sistema DP-LIBS, incluindo o ajuste da sequência de pulsos laser verde–infravermelho, com atraso temporal de 100 ns e intervalo interpulso de 500 ns, que elevaram a relação sinal-ruído (SNR) e a estabilidade espectral. Além disso, o ganho do espectrômetro foi ajustado para o valor ótimo de 4000, maximizando a intensidade do sinal sem comprometer a SNR. A otimização óptica do sistema de coleta, desenvolvida com o software Zeemax, proporcionou redistribuição eficiente das lentes e aumento de 286% nas intensidades de emissão de Hg II, reforçando o impacto de ajustes precisos nos parâmetros ópticos. Os experimentos de otimização realizados com o sistema DP-LIBS demonstraram que a proporção de 50% em massa de Cu proporcionou o melhor desempenho, com melhoria expressiva da SNR e aumento da inclinação da curva de calibração (21,9) com elevada correlação (r² = 0,99), indicando alta precisão na quantificação. A validação cruzada “leave-one-out” (LOOCV) confirmou a consistência dos resultados obtidos. Os limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) para o Hg em solo puro foram de 212 mg·kg⁻¹ e636 mg·kg⁻¹, respectivamente, enquanto, com a adição de Cu, esses valores foram reduzidos para 1,2 mg·kg⁻¹ e 3,6 mg·kg⁻¹. Esses resultados evidenciam que a adição de Cu e a otimização dos parâmetros do sistema DP-LIBS são estratégias eficazes para o aprimoramento da sensibilidade na detecção de Hg em solos, abrindo caminho para a aplicação da técnica na análise de outros metais pesados em matrizes ambientais.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2025
-
ABNT
BORDUCHI, Luís Carlos Leva e MILORI, Debora Marcondes Bastos Pereira. Aumento da sensibilidade na detecção de mercúrio em solos utilizando espectroscopia de emissão óptica por plasma induzido por laser com duplo pulso (DP-LIBS). 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/62f3456c-8b99-40d5-988b-7fa69c812b48/Lu%C3%ADs_Carlos_Leva_Borduchi.pdf. Acesso em: 14 fev. 2026. -
APA
Borduchi, L. C. L., & Milori, D. M. B. P. (2025). Aumento da sensibilidade na detecção de mercúrio em solos utilizando espectroscopia de emissão óptica por plasma induzido por laser com duplo pulso (DP-LIBS) (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/62f3456c-8b99-40d5-988b-7fa69c812b48/Lu%C3%ADs_Carlos_Leva_Borduchi.pdf -
NLM
Borduchi LCL, Milori DMBP. Aumento da sensibilidade na detecção de mercúrio em solos utilizando espectroscopia de emissão óptica por plasma induzido por laser com duplo pulso (DP-LIBS) [Internet]. 2025 ;[citado 2026 fev. 14 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/62f3456c-8b99-40d5-988b-7fa69c812b48/Lu%C3%ADs_Carlos_Leva_Borduchi.pdf -
Vancouver
Borduchi LCL, Milori DMBP. Aumento da sensibilidade na detecção de mercúrio em solos utilizando espectroscopia de emissão óptica por plasma induzido por laser com duplo pulso (DP-LIBS) [Internet]. 2025 ;[citado 2026 fev. 14 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/62f3456c-8b99-40d5-988b-7fa69c812b48/Lu%C3%ADs_Carlos_Leva_Borduchi.pdf
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