Comparação de leituras de turbidez de amostras de água bruta e tratada em diferentes equipamentos: contribuições à Portaria MS no 2914/2011

Abstract

Neste trabalho, avaliou-se a confiabilidade analítica e diferenças entre leituras de turbidez de amostras de água bruta, decantada e filtrada da Estação de Tratamento de Água da Universidade Federal de Viçosa tendo em conta dois dos principais fatores de interesse na medição de turbidez: operadores e equipamentos. Foram utilizados quatro turbidímetros portáteis (três de mesma marca e modelo), seis equipamentos on line (cinco de mesma marca e modelo) e um de bancada. A pesquisa foi dividida em dois estudos: (i) Estudo 1, entre maio de 2015 e março de 2016, quando foram avaliadas diferenças entre leituras de turbidez realizadas por dois operadores com os equipamentos portáteis e de bancada; (ii) Estudo 2, entre de julho de 2016 e setembro de 2017, no qual foram avaliadas diferenças entre leituras fornecidas pelos equipamentos de bancada e on line. Nos dois estudos, o turbidímetro de bancada foi assumido como o equipamento padrão (aquele que forneceria os valores “verdadeiros” de turbidez). Tendo isso em conta e tomando como referência os limites especificados na norma brasileira de qualidade da água para consumo humano para turbidez de efluentes de filtros rápidos - 0,50 uT (máximo permitido) e 0,30 uT (recomendação), foram avaliadas a confiabilidade (acurácia) das medidas de turbidez, além da sensibilidade e especificidade dos equipamentos (respectivamente, a capacidade de detectar valores inferiores e acima dos valores de referência). Em geral, o teste de confiabilidade demonstrou que a acurácia das medidas fornecidas pelos demais equipamentos em relação ao turbidímetro de bancada foi baixa, particularmente para medidas abaixo de 0,3 uT no caso dos turbidímetros portáteis e entre 0,3-0,5 uT no caso dos equipamentos on line. Também em linhas gerais, os turbidímetros portáteis e on line apresentaram elevada sensibilidade, mas especificidade mais baixa, comparativamente ao equipamento de bancada. Testes estatísticos de diferença de médias mostraram que no Estudo 1 houve diferença significativa entre as leituras realizadas pelos dois operadores nas faixas de valores mais baixas de turbidez (até 0,50 uT); entre equipamentos, as diferenças foram maiores também para valores mais baixos de turbidez e diminuíram em mais valores altos (não houve diferença significativa na faixa de 5,1 a 10 uT). No Estudo 2, foram observadas diferenças significativas entre os todos os equipamentos e para todas os tipos de água, com o equipamento de bancada apresentando leituras maiores do que um dos equipamentos on line, porém mais baixas que as do outro. Não obstante, todas as diferenças foram muito pequenas em magnitude, particularmente nas leituras de turbidez de água filtrada. Conclui-se que o atendimento dos limites de turbidez de água filtrada especificados na norma brasileira de qualidade da água para consumo humano pode ser verificado independentemente do equipamento utilizado.

In this work, the analytical reliability and differences between turbidity readings of raw, settled and filtered water samples from the University of Viçosa water treatment plant were evaluated taking into account two of the main factors of interest in turbidity measurements: operators and instruments. Four portable turbidimeters (three of the same brand and model), six online instruments (five of the same brand and model) and one benchtop turbidimeter were used. The research was comprise of two separate studies: (i) Study 1, from May 2015 to March 2016, when differences between turbidity readings carried out by two operators using portable and benchtop instruments were compared; (ii) Study 2, from July 2016 to September 2017, in which differences between readings provided by the bench and the online instruments were evaluated. In both studies, the benchtop turbidimeter was assumed as the standard instrument (the one that would provide the "true" turbidity values). Taking this into account and having the Brazilian drinking-water quality standards for rapid sand filtration as references – 0.50 uT (maximum) and 0.30 uT (recommendation), the reliability (accuracy) of the turbidity measurements and the instrument’s sensitivity and specificity (respectively, the ability to detect values lower than and above the reference values) were evaluated. In general, the reliability test showed that the accuracy of the measurements provided by all other instruments relatively to the benchtop turbidimeter was low, particularly for measurements below 0.3 uT in the case of the portable turbidimeters, and for readings between 0.3-0.5 uT in the case of the online instrument. Generally, portable and online turbidimeters presented high sensitivity, but lower specificity, compared to benchtop instrument. The statistical tests showed that in Study 1 there were significant differences between readings carried out by the two operators in the lowest range values of turbidity (up to 0.50 uT); between instruments, the differences were also higher for lower turbidity values and decreased in higher values (there was no significant difference in the range of 5.1 to 10 uT). In Study 2, there were significant differences between all the equipment and for all waters types, with benchtop readings higher than those of one of the online turbidimeter, but lower than the other. Nevertheless, all differences were very small in magnitude, particularly for filtered water readings. It is concluded that compliance with the filtered water turbidity threshold values specified in the Brazilian drinking-water quality standard can be evaluated regardless of the type of turbidimeter used.