Comparação dos métodos de análise utilizados para a determinação de cloro residual livre na água destinada ao consumo humano, pelos analisadores online, fotómetros portáteis e espetrofotómetro UV-VIS

Abstract

A água é essencial à sobrevivência dos seres vivos. Ao ser um excelente solvente, permite a dissolução de elementos químicos e o aparecimento de inúmeras impurezas, várias delas inócuas, mas algumas potencialmente perigosas e mesmo nocivas, como sejam, vírus, bactérias, parasitas, substâncias tóxicas e elementos radioativos, sendo necessário realizar o seu tratamento e desinfeção de modo a dotá-la com as características de qualidade próprias para consumo humano. O cloro é o desinfetante químico mais utilizado para esse fim, deixando em solução um residual que pode ser facilmente monitorizado recorrendo a analisadores em contínuo (online), ou a equipamento de medição portátil (fotómetros), possibilitando assegurar o controlo operacional do processo de desinfeção e o controlo legal. O objetivo deste trabalho, é demonstrar a equivalência dos métodos analíticos utilizados nos analisadores online, fotómetros portáteis e espectrofotómetro Ultravioleta-Visível, para a determinação de cloro residual livre em água destinada ao consumo humano. Todos os três métodos analíticos têm por base a N-N-dietil-p-fenilenodiamina, que reage instantaneamente com o cloro livre existente na água, desenvolvendo uma cor magenta, cuja intensidade é proporcional ao cloro residual livre da amostra. A metodologia seguida, baseou-se na recolha e tratamento estatístico dos valores de cloro residual livre obtidos no ano de 2015 em 390 amostras, distribuídas por 4 pontos ao longo do sistema de tratamento e distribuição de água (estação de tratamento água, sistema de adução, distribuição em alta e distribuição em baixa) e analisadas simultaneamente nos analisadores online e fotómetros portáteis. Estes últimos, são utilizados na verificação dos online e encontram-se rastreados ao método analítico de bancada, considerado como método de referência, e que utiliza como equipamento o espetrofotómetro Ultravioleta- Visível. Os testes estatísticos aplicados para a comparação dos métodos, basearam-se em testes de hipótese e no teste de regressão linear, permitindo demonstrar, que estatisticamente os métodos são concordantes, não apresentando diferenças significativas no seu desempenho, para um nível de confiança de 95%, podendo-se assim concluir a sua equivalência.

Water is essential to the survival of living beings. Being an excellent solvent, it dissolves chemical elements and leads to the appearance of countless impurities, many of them harmless, but also some which are potentially dangerous and even toxic, containing viruses, bacteria, parasites, toxic substances and radioactive elements. These need to be treated and disinfected in order to be fit for human consumption. Chlorine is the most widely used chemical disinfectant. When dissolved it leaves a residue which is easily monitored through the use of continuous analysers (online), or portable measuring equipment (photometers), ensuring the operational control of the disinfection process as well as legal. The aim of this paper is to demonstrate the equivalence of the analysis methods used in online analysers, portable photometers and Ultraviolet-Visible spectrophotometer, in determining the free residual chlorine in water destined for human consumption. All three methods are based on the N-N-diethyl-p-phenylenediamine, which reacts instantly to free residual chlorine, turning magenta, the shade varying in intensity proportionally to the level of chlorine in the sample. The methodology of the research was data collection and statistical processing of the data on levels of free residual chlorine found in 390 samples analysed in 2015, from 4 different points along the water treatment and distribution system (water treatment plant, adduction system, high-level distribution and low-level distribution) which were measured using both online analyzers and portable photometers. The latter are used to verify the results provided by the former, and are tracked with the laboratory analytical method, which is carried out with Ultraviolet-Visible spectrophotometer and is regarded as the most accurate method. The statistical tests applied when comparing methods were based on hypothesis tests and the linear regression test, and led to the conclusion the methods are statistically in agreement and do not show significant discrepancies in their results. This amounts to a 95% confidence level, and thus their equivalence is demonstrated.