Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10923/3314
Type: masterThesis
Title: Avaliação de métodos alternativos utilizando o corante lissamina green B (C.I. 44090) para a determinação de dióxido de cloro em processos de tratamento de água
Author(s): Martins, Aline de Oliveira
Advisor: Pires, Marçal José Rodrigues
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Graduate Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
Issue Date: 2007
Keywords: ENGENHARIA DE MATERIAIS
ÁGUA - TRATAMENTO
POLUIÇÃO DA ÁGUA - TRATAMENTO
QUALIDADE DA ÁGUA
DESINFECÇÃO
ÁGUA - ANÁLISE
Abstract: At present the use of alternative disinfectants to chlorine in the water treatment is increasing due to the generation of the undesirable disinfection by-products, as trihalomethanes and haloacetic acids in conventional treatment. The chlorine dioxide (ClO2) has been detached in the last years as disinfecting assistant in the drinking water treatment plants (WTPs) due to its chemical characteristics and the possibility of being generated in situ. However, the use of this disinfectant could generated by-products among then chlorite ion (ClO2 -) considered potentially harmful to the human health, owning maximum level of tolerance of 0. 20 mg L-1 determined by the Brazilian standards. In this context, it is important the evaluation and the improvement of the precise and sensitive analytical techniques adapted to the complexity of the different samples. Recently, the EPA method 327. 0 was proposed specifically for determination of chlorine dioxide and chlorite in treated waters. This spectrophotometric method uses a colored solution (lmax = 633 nm) of Horseradish Peroxidase, an enzyme that catalyses the conversion reaction of chlorite to chlorine dioxide, and the dye Lissamine Green B which quickly and selectively reacts with ClO2 proportionally reducing the solution absorbance in the visible region. The quantification of the ClO2 is done by external calibration and the chlorite concentration is obtained by difference, by the analysis of a second sample aliquot from which chlorine dioxide was previously sparged using an inert gas. In this context, the aims of this works are the EPA 327. 0 method implementation to analyses chlorine dioxide and chlorite through the water treatment plant and the finished drinking water, as well as the method optimization to analysis ClO2 concentrated solutions (generated in WTPs) and its presence as contaminant on standard chlorite solutions. The obtained results indicated that EPA method 327. 0 is adequate to ClO2 analysis in drinking waters, but the presence of this compounds was not observed in these kinds of samples. On the other hand, the method is not satisfactory to chlorite determination in these samples presenting a high quantification limit (0. 20 mg L-1). It is not recommended the use of the method to following the treatment processes due to the water characteristics (color, turbidity, dissolved solid and among others) that influences the spectrometric analyses and could not be eliminated by usual procedures. In function of theses limitations, the method was optimized by the enzyme elimination and several modifications on analysis procedures (dye concentration, change order and volumetric measurements of the reagents and samples, dilutions, reaction time, optical path, among others). With these changes was possible to quantify adequately high ClO2 concentration (>100 mg L-1) as well as the presence of this compound as contaminant (< 1 mg L-1) of the concentrated chlorite solutions (1,000 mg L-1). Then, it developed a method precise and quickly that permit to adapt analytic parameters as concentration of the reagents, volume of sample and time of reaction, it enables the chlorine dioxide analysis in different matrices.
Atualmente é crescente o uso de desinfetantes alternativos ao cloro no tratamento de águas devido à geração de subprodutos indesejáveis, como os trihalometanos e os ácidos haloacéticos no processo de desinfecção convencional. O dióxido de cloro (ClO2) vem se destacando nos últimos anos como desinfetante auxiliar nas estações de tratamento de água (ETAs) devido as suas características químicas e de sua geração in situ. Entretanto, o uso desse desinfetante pode gerar subprodutos dentre os quais se destaca o íon clorito (ClO2-), potencialmente prejudicial à saúde humana, possuindo limite máximo de tolerância de 0,2 mg L-1 estabelecido pela legislação brasileira. Neste contexto, é importante a avaliação e o aprimoramento de técnicas analíticas sensíveis, precisas e adaptadas à complexidade de diferentes amostras. Recentemente, o método EPA 327. 0 foi proposto especificamente para análise de ClO2 e ClO2- em águas tratadas. Esse método espectrofotométrico utiliza uma solução colorida (λmax = 633 nm) contendo Horseradish Peroxidase, enzima que catalisa a reação de conversão do íon clorito em dióxido de cloro, e o corante Lissamine Green B que reage rapidamente e seletivamente com o ClO2 reduzindo proporcionalmente a absorção da solução na região do visível. A quantificação do ClO2 é feita por calibração externa e a concentração do clorito é obtida por diferença, através da análise de uma segunda alíquota na qual o dióxido de cloro é previamente retirado por borbulhamento com um gás inerte. Neste contexto, os objetivos desse trabalho são implantar o método EPA 327. 0 para análise de dióxido de cloro e do íon clorito ao longo do processo de tratamento, bem como otimizá-lo para análises de ClO2 em soluções concentradas e como contaminante em soluções padrão do íon clorito. Os resultados obtidos indicaram que o método EPA 327. 0 é adequado para a análise de ClO2 em água potável, porém não se verificou sua presença nesse tipo de amostras. Por outro lado, o método não é satisfatório para a determinação do íon clorito nessas amostras apresentando um limite de quantificação elevado (0,2 mg L-1). Não é recomendada a utilização desse método para o acompanhamento das concentrações dos analitos durante o processo de tratamento devido à variabilidade nas características (cor, turbidez, sólidos dissolvidos, entre outras) da água gerando artefatos na análise espectrofotométrica que não podem ser corrigidos por procedimentos usuais. Em função dessas limitações, o método foi otimizado com a eliminação da enzima e com modificações nos procedimentos de análise (concentração do corante, adoção de medida volumétrica e mudança na ordem da adição de reagentes e amostras, diluições, tempo de reação, caminho óptico, entre outros). Com as alterações propostas foi possível quantificar o dióxido de cloro tanto em elevadas concentrações (> 100 mg L-1) bem como sua presença como contaminante (< 4,5 mg L-1) em soluções concentradas (1000 mg L-1) do íon clorito. Assim, desenvolveu-se um método preciso e rápido que permite adequar parâmetros analíticos como concentração dos reagentes, volume de amostra e tempo de reação, possibilitando a análise de dióxido de cloro em diferentes matrizes.
URI: http://hdl.handle.net/10923/3314
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