Avaliação do uso de métodos quimiométricos em análise de solos

Abstract

EVALUATION OF THE USE OF CHEMOMETRIC METHODS IN SOIL ANALYSIS. One of the major interests in soil analysis is the evaluation of its chemical, physical and biological parameters, which are indicators of soil quality (the most important is the organic matter).Besides there is a great interest in the study of humic substances and on the assessment of pollutants, such as pesticides and heavy metals, in soils. Chemometrics is a powerful tool to deal with these problems and can help soil researchers to extract much more information from their data. In spite of this, the presence of these kinds of strategies in the literature has obtained projection only recently. The utilization of chemometric methods in soil analysis is evaluated in this article. The applications will be divided in four parts (with emphasis in the first two): (i) descriptive and exploratory methods based on Principal Component Analysis (PCA); (ii) multivariate calibration methods (MLR, PCR and PLS); (iii) methods such as Evolving Factor Analysis and SIMPLISMA; and (iv) artificial intelligence methods, such as Artificial Neural Networks.Keywords: chemometrics; soil analysis; principal component analysis. DIVULGAÇÃO INTRODUÇÃOCom a crescente sofisticação das técnicas instrumentais de análise química, impulsionada pela invasão de microprocessadores e microcomputadores no laboratório, técnicas de tratamentos de dados mais complexas do ponto de vista matemáti-co e estatístico tornaram-se necessárias 1 . A análise de dados é uma parte essencial em todo experimento, sendo univariada quando somente uma variável é medida sistematicamente para várias amostras. Há muito tempo a estatística univariada vem sendo aplicada a problemas químicos, mas a sua utilização tornou-se limitada. Nas últimas décadas, a aná-lise multivariada foi introduzida no tratamento de dados quími-cos, ganhando rapidamente popularidade e dando origem a uma nova disciplina, batizada de Quimiometria. O modelo estatístico dos métodos multivariados considera a correlação entre muitas variáveis analisadas simultaneamente, permitindo a extração de uma quantidade muito maior de informação.Neste artigo será avaliada a utilização de métodos quimiométricos em análise de solos. O solo é uma estrutura complexa formada pela influência de fatores geológicos, topográficos, climáticos, temporais e antropogênicos; sendo a parte mais importante da geosfera e de onde provêm a maior parte dos nossos alimentos. Além disso, ele funciona como uma espécie de filtro ambiental para a purificação da água e do ar 2 . O interesse maior na análise de solos está na avaliação de seus parâmetros químicos (concentração de metais e nutrientes, pH, etc.), físicos (compactação, umidade, etc.) e biológicos (microrganismos, etc.), os quais são um indicador de sua qualidade. Dentre os constituintes do solo, o mais estudado é a matéria orgânica (MO). Esta controla muitas de suas propriedades e é um fator central na manutenção de sistemas agrícolas sustentá-veis. Práticas que favoreçam a conservação da MO melhoram as propriedades ...

Composição elementar do material particulado presente no aerossol atmosférico do município de Sete Lagoas, Minas Gerais

“…Três métodos de estimação podem ser utilizados: análise de componentes principais, de fatores principais e da máxima verossimilhança 24 . Dentre estes o método das componentes principais foi o adotado devido ao fato de não exigir informações ou suposições sobre a distribuição de probabilidades das variáveis padronizadas 25 . Para a realização da análise fatorial, foi utilizado o software estatístico SPSS ("Statistical Package for the Social Science"), versão 10.0.…”

“…A literatura [24][25][26] relata que esses elementos são geralmente associados a traçadores do solo e da indústria siderúrgica. Na seqüência, têm-se Cl, Cu, K, Mg e Na, que são elementos que podem ser associados aos proces- 10 ) também é constituído de grupos distintos: o primeiro grupo destaca-se pela elevada concentração de Cu e Na, os quais podem ser associados a processos industriais com queima de combustível fóssil 26,27 .…”

“…Quanto maior o número de parâmetros a serem estimados, menor o número de graus de liberdade e, conseqüentemente, a precisão da análise será menor 24,25 . Essas condições iniciais se fazem presentes ao longo da análise estatística para os dados referentes ao material particulado total em suspensão e ao particulado inalável.…”

Aplicação de métodos quimiométricos na otimização da extração de Ca, Mg, K, Fe, Zn, Cu e Mn em folhas de braquiária

“…De maneira recíproca, através dos escores é possível avaliar melhor o comportamento dos objetos que, neste caso, correspondem às diferentes combinações fator/nível. Além de seu extensivo uso na análise exploratória de matrizes, tais como solos, 10,11 plantas 12 e alimentos, 13 a PCA também encontrou aplicação recente no planejamento e otimização de misturas. [14][15][16] Neste trabalho, a PCA foi usada para se obter uma visão sintética e global dos planejamentos experimentais, a fim de se decidir pelas melhores condições de análise.…”

Comparative study of metal contents in Brazilian coffees cultivated by conventional and organic agriculture applying principal component analysis

“…17,[24][25][26] For total metals, soil was digested by the USEPA SW 846-3050 procedure: 0.5 g sample of soil was digested with concentrated nitric acid, concentrated hydrochloric acid and hydrogen peroxide, using open vessel digestion. 17 …”