Quantificação de cafeína em água utilizando a espectroscopia no UV-visível e regressão em mínimos quadrados parciais

Abstract

As estações de tratamento de água (ETA) não foram idealizadas para o tratamento de contaminantes emergentes, como fármacos e constituintes químicos de produtos de higiene pessoal, deste modo os tratamentos atualmente realizados não são capazes de eliminá-los de maneira eficaz no tratamento dos efluentes. A presença de cafeína nestes efluentes vem sendo vista como um indicativo de contaminação ambiental e da ineficácia dos métodos de tratamento de efluentes atualmente utilizados. Um estudo recente comprovou a presença de cafeína em teores consideráveis em águas de abastecimento de diversas capitais brasileiras. O método de análise geralmente utilizado para análise de compostos em baixos teores, como é o caso dos contaminantes emergentes, é a cromatografia, que apesar de ser uma técnica bastante estabelecida, é também dispendiosa e laboriosa. Neste trabalho, foi desenvolvida uma metodologia baseada na espectroscopia Ultravioleta e Visível aliada a técnicas quimiométricas para a identificação e quantificação de cafeína em águas de abastecimento. A metodologia desenvolvida se apresenta como um método alternativo à cromatografia. A partir da análise em componentes principais foi possível distinguir entre a água não contaminada e as soluções contendo diferentes concentrações de cafeína. Para os modelos de quantificação, foram testadas diferentes faixas de trabalho e de acordo com os valores de raiz quadrada dos erros de calibração e previsão (RMSEC e RMSEP) as três faixas de trabalho testadas apresentaram resultados satisfatórios. No entanto a faixa de trabalho de ~190 a ~300 nm, apresentou um valor de RMSEP menor que os apresentados pelos modelos construídos utilizando as outras duas faixas. Os pré-processamentos espectrais que apresentaram melhor performance foram o MSC e a suavização utilizando o polinômio Savitizky-Golay e janela de 7 pontos.