Medição de chumbo na água da torneira com XRF portátil

A Dra. Marya Lieberman, química analítica da Universidade de Notre Dame, estava dirigindo para o trabalho no início de 2017 quando ouviu uma história que mudou o curso de seu trabalho. NPR exibiu um reportagem investigativa da Reuters revelando que milhares de áreas nos EUA tiveram envenenamento por chumbo pior do que Flint, Michigan. Incluindo perto de South Bend. Lieberman relembra os detalhes: “Eles encontraram dados publicamente acessíveis sobre os níveis de chumbo no sangue de crianças em condados de todo o país. O artigo tinha links e mapas para ver a classificação de cada condado, mas não precisei acessar o link porque South Bend foi apontada como uma das cidades com altas taxas de crianças com níveis elevados de chumbo no sangue. relatório afirmou que no setor de censo 6 de South Bend, a uma milha e meia do campus de Notre Dame, “31 por cento das crianças pequenas testadas de 2005 a 2015 tinham níveis altos - mais de seis vezes a taxa de Flint no ano passado”. pesquisa normal na detecção de produtos farmacêuticos falsos e imediatamente começou a trabalhar pesquisando o que ela poderia fazer sobre o problema do nível de chumbo. Lieberman não foi o único membro do corpo docente que ouviu a história e foi levado à ação. “Descobrimos que havia um pequeno grupo de cerca de cinco professores trabalhando em diferentes aspectos do risco ambiental de chumbo em South Bend”, diz ela. O Notre Dame lidera a equipe de inovações descobriu que uma das principais maneiras pelas quais o estado de Indiana detecta chumbo ambiental é quando uma criança é envenenada por chumbo. O departamento de saúde fará então uma avaliação de risco doméstico. “Se eu sugerisse em uma proposta de pesquisa que usássemos crianças para detectar chumbo, o IRB (Conselho de Revisão Institucional) nunca concordaria com isso. Mas é basicamente assim que muitos estados detectam o chumbo ambiental. Sentimos que poderíamos fazer melhor”, diz Lieberman.

Medição de chumbo na água da torneira com XRF portátil

‍A equipe da Notre Dame precisava reunir os contaminantes comuns. Para amostras de tinta, poeira e solo, Lieberman e seus colegas criaram kits de coleta de ciência cidadã. Mas medir o chumbo na água da torneira era outra questão. Atualmente, não há como fazer um teste de água em casa. Uma pessoa tem que coletar uma amostra de água e enviá-la para um laboratório onde os analistas executam um experimento de plasma acoplado indutivamente (ICP) com um instrumento caro e sensível o suficiente para medir chumbo. criou um método para testar o chumbo na água usando uma garrafa de dois litros e um filtro de carvão especial que coleta o chumbo à medida que a água passa. A dificuldade restante era encontrar uma maneira melhor de testar a presença de chumbo nessas amostras. Lieberman estava usando o SciAps XRF portátil para outros projetos de pesquisa e o experimentou nas amostras. “Descobrimos que nosso teste de filtro de carbono com o SciAps XRF é quase tão sensível quanto o ICP. Nosso limite de detecção para o filtro de carvão e uma amostra de água de dois litros foi de cerca de seis partes por bilhão na água, e nosso ICP caiu para três partes por bilhão. Para um instrumento portátil, isso é muito bom”, diz ela. Agora, eles podem fazer testes in loco dos filtros de água. A tecnologia SciAps tornou-se uma virada de jogo.

‍Buscando a fonte

‍Em nenhum lugar do país existe um mapa que indique a localização de problemas de chumbo no sistema de água, mas em algum lugar entre a fonte e a pia da cozinha, o chumbo entra na água. “Na maioria das cidades, se o encanamento for antigo o suficiente, há antigas linhas de alimentação feitas de chumbo, e esses tubos são bem revestidos com uma camada de passivação para evitar que o chumbo se dissolva na água. Mas se algo danificar a camada de passivação, o chumbo pode começar a vazar para a água, afetando milhares de pessoas no sistema”, diz Lieberman. No entanto, também pode haver problemas mais localizados. Em casas mais antigas, o chumbo pode vazar para a água enquanto fica nos canos durante a noite. A primeira água que sai da torneira pode ter um nível de chumbo acima do limite da Agência de Proteção Ambiental de 23 partes por bilhão. Mas se a pessoa correr a água por três minutos, essa água será descartada. Nesse ponto, o conteúdo de chumbo pode ser apenas duas ou três partes por bilhão. Usar o kit de filtro de carbono e o XRF em casa pode determinar se o problema está na casa ou em um sistema maior, o que leva ao objetivo final de Lieberman. “Se conseguirmos que mais pessoas participem desses testes, poderemos atrair um mapa e descubra quais partes do sistema de água são ricas em chumbo e quais partes não são um problema e monitore a saúde do sistema de água regularmente. Só temos que descobrir como fazer com que as pessoas realmente façam esse teste e como analisar milhares de amostras de maneira rápida para que possamos obter os resultados rapidamente”, diz ela.

‍escola por escola

‍Uma maneira pode ser através dos laboratórios de ciências das escolas primárias e secundárias. Muitos alunos já testam a dureza da água e os níveis de pH, portanto, adicionar chumbo ao teste é uma adição simples. Lieberman já começou a tornar esse objetivo uma realidade trabalhando recentemente com uma escola particular em Nova York, onde conseguiu coletar cerca de 100 amostras de água. perto dele usando os testes de filtro de carbono. Estamos realmente interessados ​​em ver como isso combina com as descobertas da New York Water Authority”, diz Lieberman. (Os residentes de Nova York podem testar a água gratuitamente um certo número de vezes por ano, mas os alunos que encontraram chumbo na água ainda não receberam os resultados dos testes estaduais.) Lieberman conseguiu levar o SciAps XRF para o ensino médio. sala de aula para que os alunos pudessem observar a operação do XRF e ver os resultados imediatamente. Lieberman fez todos os testes porque os usuários de XRF precisam ser treinados para usar o instrumento e usar um crachá de anel, que monitora a exposição à radiação. “O XRF não é um instrumento perigoso, mas ainda produz radiação de raios-X localizada bem no bocal do instrumento”, diz ela. usar o instrumento e usá-lo para outros projetos de pesquisa, como descobrir que ainda existem tinturas de cabelo de consumo que contêm altos níveis de chumbo. Para Lieberman, ver os resultados da instrumentação científica e fazer a diferença em sua comunidade é o que tem sido emocionante . “A detecção de chumbo é um projeto importante. Estou feliz que a SciAps está fazendo um XRF que faz o trabalho.”

Destaque acadêmico com a professora Marya Lieberman, Universidade de Notre Dame

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Marya Lieberman, Faculdade de Ciências. Foto de Barbara Johnston/Universidade de Notre Dame

O professor Lieberman trabalha com alunos do ensino médio na cidade de Nova York para coletar e medir amostras de água doméstica.

Lieberman demonstra os atributos do XRF portátil SciAps.

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Tem uma candidatura académica?

Contate-nos (academic@sciaps.com) com uma breve descrição do que você deseja medir. À medida que seu trabalho avança, gostaríamos de receber atualizações contínuas. Não se preocupe, entendemos que você não pode comprometer uma futura publicação. Vamos obter o analisador, treiná-lo em um horário agendado regularmente (geralmente via GoTo Meeting ou Skype, mas pessoalmente também funciona). O objetivo é aumentar a conscientização sobre o incrível mundo de aplicativos disponíveis para LIBS e XRF portáteis. [Observe que, neste momento, devemos limitar o programa de empréstimo a pesquisadores que trabalham em instituições dos EUA e do Canadá. No entanto, os pesquisadores desses países podem viajar globalmente com o analisador.

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