Utilização de regressão multivariada para avaliação espectrofotométrica da demanda química de oxigênio em amostras de relevância ambiental

Abstract

Recebido em 31/8/04; aceito em 23/2/05; publicado na web em 30/6/05 USE OF MULTIVARIATE REGRESSION IN SPECTROPHOTOMETRIC EVALUATION OF CHEMICAL OXIGEN DEMAND IN SAMPLES OF ENVIRONMENTAL RELEVANCE.In this work, a partial least squares regression routine was used to develop a multivariate calibration model to predict the chemical oxygen demand (COD) in substrates of environmental relevance (paper effluents and landfill leachates) from UV-Vis spectral data. The calibration models permit the fast determination of the COD with typical relative errors lower by 10% with respect to the conventional methodology.Keywords: COD; multivariate regression; spectrophotometry. INTRODUÇÃONos últimos anos, o recrudescimento dos problemas ambientais relacionados com as atividades humanas (domésticas e industriais) praticamente tem obrigado a criação de programas de vigilân-cia, de maneira a se evitar que o elevado potencial poluente dos resíduos, assim como seu tratamento e sua disposição inadequadas levem à geração de problemas ambientais de difícil recuperação. Dentro deste contexto, percebe-se que a legislação tende a ficar cada vez mais restritiva, enquanto que a fiscalização se torna mais presente.Dentre as várias ferramentas utilizadas para avaliar o potencial poluente de um resíduo, pode ser dado destaque à Demanda Quí-mica de Oxigênio (DQO), parâmetro que reflete grande parte da matéria orgânica presente na matriz e que, portanto, aparece em grande parte das legislações ambientais do mundo 1 . Embora se trate de um parâmetro consolidado e utilizado mundialmente como critério de avaliação, sua determinação apresenta sérios inconvenientes, principalmente em função dos seguintes aspectos: o procedimento padrão 2 fundamenta-se na oxidação da matéria orgânica pelo dicromato de potássio, em meio sulfúri-co e a elevadas temperaturas, o que implica sérios riscos de acidentes; envolve o uso de catalisadores, usualmente de preço elevado (Ag 2 SO 4 ); envolve a geração de resíduos contendo cromo e mercúrio, o que faz com que seu caráter poluente seja elevado; envolve uma etapa de digestão que demora em torno de 2 h, o que acarreta tempo de análise elevado e, a reprodutibilidade da técni-ca costuma ser bastante baixa, freqüentemente levando a desvios de até 30% 3 . Em função destes antecedentes, torna-se interessante desenvolver uma alternativa analítica que permita a avaliação deste parâmetro, por meio de procedimentos mais simples, rápidos e seguros. As experiências acumuladas ao longo de vários anos de trabalho na área de tratamento de resíduos nos permitiram verificar a existência de elevada correlação entre a DQO e o sinal espectrofotométrico apresentado pelos diversos resíduos estudados, principalmente quando considera a área espectral integrada entre 200 e 700 nm. Este argumento, junto com dois casos de sucesso reportados na literatura 4,5 , leva-nos a propor a utilização de regressão de mínimos quadrados parciais (PLSR 6 ) para o desenvolvimento de modelos multivariados destinados à determinação de DQO em matrizes de relevância...