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Título: Desenvolvimento de metodologia alternativa através da espectroscopia aliada a métodos quimiométricos na quantificação de fósforo e nitrogênio em águas superficiais para abastecimento
Autor(es): Kondratovich, Amanda Barbosa
Orientador(es): Valderrama, Patrícia
Palavras-chave: Água - Análise
Fósforo
Calibração
Análise espectral
Water - Analysis
Phosphorus
Calibration
Spectrum analysis
Data do documento: 7-Jul-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Campo Mourao
Referência: KONDRATOVICH, Amanda Barbosa. Desenvolvimento de metodologia alternativa através da espectroscopia aliada a métodos quimiométricos na quantificação de fósforo e nitrogênio em águas superficiais para abastecimento. 2015. 29 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2015.
Resumo: O desenvolvimento de uma metodologia alternativa foi conduzido para a determinação de fósforo e nitrogênio em águas de abastecimento urbano, com o objetivo de promover a utilização da técnica da espectrofotometria na região do UVVis (Ultravioleta e Visível), descartando assim o uso de reagentes e geração de resíduos e viabilizando análises mais rápidas. Criou-se um modelo, com o auxílio do software MatLab e do método PLS (Partial Least Squares), que conduz uma regressão entre os espectros UV-Vis das amostras de água com os valores de concentração de fósforo e nitrogênio obtidos através do método de referência, que no presente trabalho foi a colorimetria. Para a obtenção de um modelo mais robusto, ferramentas para identificação de amostras anômalas foram empregadas. Os valores do erro médio quadrático da calibração (RMSEC) e validação (RMSEP), bem como o coeficiente de correlação (R), foram avaliados como indicadores de exatidão dos modelos desenvolvidos. No modelo para a determinação do fósforo os resultados do RMSEC, RMSEP e R foram 1,4107; 1,5850 e 0,7511, enquanto que no modelo para a determinação de nitrogênio os valores foram 0,5322; 0,6960 e 0,8017, respectivamente. Os resultados foram também avaliados através de uma elipse de confiança, onde foi possível afirmar que não houve diferença significativa entre ambos os métodos com 95% de confiança. A linearidade do modelo foi avaliada através do gráfico de resíduos de Student, que apresentou uma distribuição normal. E através do vetor de coeficientes de regressão para ambos os modelos é possível afirmar que todos os comprimentos de ondas utilizados foram importantes para o desempenho dos modelos multivariados. Com isso, os resultados alcançados sugerem que a espectroscopia UV-Vis aliada à calibração multivariada através do método PLS são promissores na determinação de fósforo e nitrogênio em águas de abastecimento.
Abstract: An alternative methodology was developed aiming the determination of phosphorus and nitrogen in urban water supply. The objective of this study was to promote the use of the spectrophotometric technique in the region of UV-Vis (Ultraviolet and Visible), in order to decrease the use of reagents, waste production and enabling faster analysis. It was created a model by using the software Matlab and PLS method (Partial Least Squares), which performs a regression between the UV-Vis spectro of the water samples and values of phosphorus and nitrogen concentration obtained by the reference method, which in this study was the colorimetry. To obtain a robust model, some tools for identifying anomalous samples were used. The values of the Root Mean Square Error of Calibration (RMSEC) and Validation (RMSEP), and the Correlation Coefficient (R), were evaluated as indicators of accuracy of the developed models. In the model built for phosphorus determination the values RMSEC, RMSEP and R were 1.4107; 1.5850 and 0.7511, while to nitrogen the values were 0.5322; 0.6960 and 0.8017, respectively. The results were also evaluated through a confidence ellipse, where it was possible to say that there was no significant difference between both methods with 95% of confidence. The linearity of the model was evaluated by the Student residues chart, which showed a normal distribution. Through the regression coefficient in both models is possible to say that all wavelengths used were important to the performance of multivariate models. Thus, the results obtained suggest that the UV-Vis spectroscopy combined with multivariate calibration through PLS method are promising in determining phosphorus and total nitrogen in water from supply.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5012
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