Protótipo de sensor óptico para medição de oxigênio dissolvido em água usando uma técnica verde

Abstract

O Oxigênio é um gás fundamental para manutenção da vida aquática e terrestre. Mensurar os níveis de Oxigênio Dissolvido (OD) em reservatórios de água é de grande interesse para o desenvolvimento de atividades econômicas como a agricultura e a piscicultura. O crescente aumento da preocupação com o meio ambiente faz necessário o desenvolvimento de tecnologias de sensoriamento ecológicas e que sejam sustentáveis. Tendo em mente essa motivação, foi desenvolvido o protótipo de um sensor óptico de alta sensibilidade para medição de oxigênio dissolvido em água baseado em filmes finos de um elemento sensor de origem natural. Para o desenvolvimento do elemento sensor, um complexo organometálico foi sintetizado a partir da molécula "Clorofila A", extraída da planta Brassica oleracea L., com inserção de íons de zinco (\(\text{Zn}^{2+}\)) substituindo os íons de magnésio (\(\text{Mg}^{2+}\)). Na investigação, foi avaliada a supressão de fluorescência do complexo organometálico de zinco para amostras com diferentes concentrações de OD, produzidas pelos métodos de aeração por agitação e por bombeamento de fluxo de ar. O complexo apresentou duas regiões de absorção, 350-475 nm e 600-700 nm. Foi observado a supressão de fluorescência do complexo, quando excitado a 440 nm e analisado a 635 nm. As curvas de supressão de fluorescência apresentaram um decaimento exponencial com boa correlação, resultando em \(\text{R}^2 = 0,98282\) e \(\text{R}^2 = 0,83849\) para os métodos de agitação e de fluxo de bomba de ar, respectivamente. Para validar a metodologia, foi desenvolvido um protótipo de um sensor óptico de bancada. Para a relação entre a intensidade de fluorescência e a concentração de oxigênio dissolvido, foi obtida uma curva de razão com \(\text{R}^2 = 0,9809\). A metodologia e protótipo desenvolvido neste trabalho são apresentados como um novo método óptico para a medição de OD.