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Type: Dissertação
Title: Validação de método espectrofotométrico de UV-Vis para análise de dióxido de cloro em água
Title in English: Validation of UV-Vis spectrophotometric method for chlorine dioxide analysis in water
Authors: Nogueira, Tiago Rocha
Advisor: Nascimento, Ronaldo Ferreira do
Keywords in Brazilian Portuguese : Dióxido de cloro;Validação de método;Espectrofotometria;UV-Vis
Keywords in English : Chlorine dioxide;Method validation;Spectrophotometry;UV-Vis
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Issue Date: 2023
Citation: NOGUEIRA, Tiago Rocha. Validação de método espectrofotométrico de UV-Vis para análise de dióxido de cloro em água. 2023. 85 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: Nas estações de tratamento de água, a etapa de desinfecção é de fundamental importância para garantir o consumo seguro de água potável, sendo empregados agentes oxidantes com propriedades biocidas. Diversas técnicas têm sido utilizadas na etapa de desinfecção, e entre elas destaca-se o uso de radiação ultravioleta, ozônio, ultrassom/cavitação, processos oxidativos avançados e cloração. O emprego de cloraminas e dióxido de cloro tem sido adotado devido à baixa formação de subprodutos persistentes. O dióxido de cloro, um radical livre com alta capacidade biocida, tem sido amplamente difundido devido ao seu processo de produção simplificado, gerado in loco, permitindo o uso concomitante à produção. Sendo um gás de coloração amarela e solúvel em água, diversas técnicas têm sido apresentadas para o monitoramento do dióxido de cloro em água em níveis de traços, de modo a atender aos padrões de potabilidade estabelecidos pelas agências reguladoras. No entanto, o monitoramento dos sistemas de produção do desinfectante tem se apresentado como um grande desafio, visto que altas concentrações do gás em solução implicam em aumento de etapas durante o processo de análise, resultando em maiores incertezas nas medições. Neste estudo, é feita uma abordagem das principais rotas reacionais de produção do dióxido de cloro, bem como das técnicas empregadas na determinação da concentração. Foi desenvolvido e validado um método de determinação direta por espectrofotometria uv-vis que permite a medição em uma célula de volume fixo e de injeção de fluxo. O método foi desenvolvido por meio de ensaios que avaliam o melhor modelo de célula de leitura (cubeta), a interferência de produtos/subprodutos opticamente ativos, a faixa de pH de aplicação e a otimização de parâmetros operacionais (temperatura e vazão) do sistema de fluxo. Em seguida, o método foi validado de acordo com as diretrizes estabelecidas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO) e Ministério de Agronomia, Pecuária e Abastecimento, atingindo padrões de eficiência que possibilitam o uso seguro, confiável e autônomo do método em sistemas de produção do dióxido de cloro em indústrias farmacêuticas, alimentícias e em estações de tratamento de água. Por fim, é apresentado um estudo comparativo entre as técnicas presentes na literatura visando avaliar a performance dos métodos.
Abstract: In water treatment plants, the disinfection stage is of fundamental importance to ensure the safe consumption of drinking water, employing oxidizing agents with biocidal properties. Various techniques have been utilized in the disinfection stage, including the use of ultraviolet radiation, ozone, ultrasound/cavitation, advanced oxidative processes, and chlorination. The use of chloramines and chlorine dioxide has been adopted due to the low formation of persistent by-products. Chlorine dioxide, a yellow-colored and water-soluble gas with high biocidal capacity, has been widely disseminated due to its simplified in-situ production process, allowing concurrent use with production. Several techniques have been presented for monitoring chlorine dioxide in water at trace levels to meet potability standards established by regulatory agencies. However, monitoring disinfectant production systems has posed a significant challenge, as high gas concentrations in solution imply an increase in steps during the analysis process, resulting in greater measurement uncertainties. This study delves into the main reaction pathways for chlorine dioxide production and the techniques used to determine its concentration. A direct determination method using UV-VIS spectrophotometry has been developed and validated, enabling measurement in a fixed-volume cell and flow injection. The method was developed through tests that assess the best cuvette model for reading, the interference of optically active products and by-products, the pH range of application, and the optimization of operational parameters (temperature and flow) for the flow system. Subsequently, the method was validated following guidelines established by the National Health Surveillance Agency (ANVISA), the National Institute of Metrology, Quality, and Technology (INMETRO), and the Ministry of Agronomy, Livestock, and Supply, meeting efficiency standards that facilitate the safe, reliable, and autonomous use of the method in chlorine dioxide production systems in pharmaceutical industries and water treatment plants. Finally, a comparative study among techniques presented in the literature is included to evaluate the performance of the methods.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/75996
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0587-2767
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/7876585392665265
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6393-6944
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/6345440666273561
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DQOI - Dissertações defendidas na UFC

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