SPANDS Colorimetric Method to Quantify Fluorides in Water

Význam tématu

Monitorování obsahu fluoridů ve vodě je klíčové z hlediska veřejného zdraví, neboť nízké koncentrace přispívají k prevenci zubního kazu, zatímco nadměrné dávky mohou způsobit fluorózu a další zdravotní problémy. Světová zdravotnická organizace doporučila bezpečné rozmezí 0,5–1,5 mg/L podle klimatických a místních podmínek. Rychlá a spolehlivá kvantifikace fluoridů je proto nezbytná pro kontrolu kvality pitné vody a průmyslových procesů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo implementovat SPANDS kolorimetrickou metodu pro stanovení fluoridů v kapalinách s použitím spektrofotometru Agilent Cary 60 UV-Vis a modulu Concentration ve výkonném softwaru Cary WinUV. Studie ukazuje, jak zefektivnit přípravu kalibrační křivky a jak software automaticky vyhodnocuje koncentrace bez složitého následného zpracování dat.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu směsných činidel byly připraveny: zásobní roztok NaF (100 mg/L), standardní roztoky od 0,2 do 1,4 mg/L a činidlové směsi: SPANDS, kyselina chlorovodíková, chlorid zirkoničitý a zmíněný acid-zirconyl-SPANDS komplex. Měření probíhala ve květě s délkou optické dráhy 10 mm, absorbance se snímala při 570 nm s průměrováním 3 replikátů po 0,1 s.

• Použitá instrumentace
  • Spektrofotometr Agilent Cary 60 UV-Vis
  • Kvadrátová kyveta, 10 mm, křemenná
  • Software Agilent Cary WinUV Concentration Module (verze 5.1.3.1042)

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivka vykázala lineární oblast 0–1,4 mg/L s rovnicí y=–0,1872x+0 a korelačním koeficientem R2=0,9993. Metoda prokázala vysokou opakovatelnost (RSD < 2 %) a přesnost při analýze modelových vzorků (přidání 0,5 a 0,7 mg/L). Software automaticky generuje zprávu s průměrnými absorbancemi, odchylkami a vypočtenými koncentracemi, což výrazně šetří čas a minimalizuje ruční chyby.

Přínosy a praktické využití metody

SPANDS metoda ve spojení s automatizovaným spektrofotometrem a softwarovým modulem nabízí:

• Rychlou přípravu a analýzu vzorků bez nutnosti rozsáhlého manuálního zpracování dat
• Možnost rozšíření analytického rozsahu až na 3,5 mg/L použitím kvadratického fitu
• Vysokou reprodukovatelnost a citlivost vhodnou pro analýzu pitné vody, procesních i odpadních vod
• Uživatelské rozhraní pro snadnou úpravu metod a reportů dle požadavků QA/QC

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k plné automatizaci přípravy vzorků a on-line monitoringu, integraci s průtokovými sondami a mikrofluidními systémy, rozšíření aplikace na jiné anionty či multiiontové analýzy a implementaci strojového učení pro pokročilou interpretaci spekter.

Závěr

Agilent Cary 60 UV-Vis spektrofotometr spolu se softwarem Cary WinUV Concentration Module poskytují efektivní a spolehlivou platformu pro kolorimetrické stanovení fluoridů metodou SPANDS. Díky automatické kalibraci a rychlému vyhodnocení dat je metoda vhodná pro rutinní kontrolu jakosti vody a další analytické aplikace.

Reference

1. Guidelines for Drinking-Water Quality, 4th Edition WHO, 2011
2. Shahroom NB, Mani G, Ramakrishnan M. Interventions in Management of Dental Fluorosis, an Endemic Disease: A Systematic Review. J Family Med Prim Care. 2019;8(10):3108
3. Standard Methods 4500-F-A, B and D. Determination of Fluoride F- Spectrophotometric Method; Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22nd Edition, American Public Health Association