Nitrate Analysis of Water Using a Fiber Optics Dip Probe

Význam tématu

Analýza dusitanů a zejména dusičnanů ve vodě je zásadní pro ochranu životního prostředí, kvalitu pitné vody a procesy průmyslové i odpadní vodní kontroly. Rychlé a přesné stanovení koncentrace dusičnanů umožňuje efektivní sledování znečištění, prevenci eutrofizace a zajištění souladu s legislativními limity.

Cíle a přehled studie

Cílem předložené studie bylo ověřit vhodnost quartzového optického dip sondy v kombinaci s UV-Vis spektrofotometrem Cary 50 (a jeho nástupcem Cary 60) pro rychlé, reprodukovatelné a přenosné stanovení dusičnanů ve vodě. Studie zahrnovala vytvoření kalibrační křivky, ověření přesnosti na standardech a reálných vzorcích pitných vod.

Použitá instrumentace

• UV-Vis spektrofotometr Agilent Cary 50 (Cary 60)
• Quartzový fiber optics dip probe s připojením dip probe fiber optics coupler
• Software Cary WinUV Concentration

Metodika

Podle Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater a publikace Agilent byly připraveny standardní roztoky KNO₃ v rozsahu 0–7 mg NO₃–N/L. Měření absorbance probíhalo na dvou vlnových délkách (220 nm a 275 nm) za účelem korekce interferencí organické látky podle vzorce Abs(220)–2×Abs(275). Pro každý standard i vzorek byly provedeny tři replikáty, doba měření jednoho bodu činila 1 s. Nastavení spektrofotometru zahrnovalo metodu Read(220)–2*Read(275), bez průměrování výsledků, kvadratickou fit křivku a minimální akceptované R² = 0,95.

Hlavní výsledky a diskuse

Vytvořená kalibrační křivka na 6 standardech prokázala vysokou linearitu (kvadratická funkce s korelačním koeficientem 0,99931). Výsledky měření dvou vzorků kohoutkové vody (0,145 mg/L a 0,709 mg/L NO₃–N) vykázaly nízkou relativní odchylku (%RSD < 2 %) a opakovatelnost v rámci instrumentální nejistoty. Celkový čas pro analýzu 24 roztoků (6 standardů + 2 vzorky, po 3 replikáty) včetně proplachu sondy a sušení činil pouze přibližně 5 minut, což výrazně překonává práci s klasickou kyvetou.

Přínosy a praktické využití metody

• Významné zrychlení analýzy a vyšší odběr vzorků za jednotku času
• Možnost on-site měření bez potřeby přenášet vzorky do laboratoře
• Vysoká opakovatelnost a přesnost měření
• Snadná manipulace s dip sondou a minimální riziko křížového kontaminování

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace přenosných UV-Vis zařízení s dálkovým přenosem dat pro on-line monitoring
• Automatizace a robotizace odběru a analýzy vody v terénu
• Rozšíření metody pro simultánní stanovení dalších aniontů či organických látek
• Miniaturizace a snížení spotřeby reagencií při vyšší modulárnosti systému

Závěr

Quartzový fiber optics dip probe v kombinaci se spektrofotometrem Cary 50/60 UV-Vis představuje rychlou, přesnou a flexibilní alternativu ke klasickým kyvetám pro stanovení dusičnanů ve vodách. Metoda nabízí zvýšenou efektivitu, snadnou obsluhu a možnost použití v terénu, což ji činí vhodnou pro rutinní laboratorní i terénní aplikace.

Reference

1. Eaton, D.; Clesceri, L. S.; Greenberg, A. E. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19th Edition; American Public Health Association: Washington, 1995; p 4-85.
2. Liberatore, P. A. Automated nitrate analysis of water; Agilent Technologies UV59 Application Note.