SPADNS Colorimetric Method to Quantify Fluorides in Water

Význam tématu

Fluoridy jsou běžnou složkou přírodních vodních zdrojů vznikajících zvětráváním hornin a půd. Kontrola jejich koncentrace v pitné vodě je klíčová pro ochranu veřejného zdraví, protože nadměrné dávky vedou k fluoróze, poškození zubů či kostí, případně dalším negativním účinkům. Světová zdravotnická organizace doporučuje hladiny fluoridů mezi 0,5 a 1,5 mg/L podle klimatických a environmentálních podmínek.

Cíle a přehled článku

Cílem této application note je představit jednoduchou a přesnou kvantifikaci fluoridů ve vodě metodou SPADNS využívající spektrofotometr Agilent Cary 60 UV-Vis a software Cary WinUV. Popisuje přípravu standardních roztoků, nastavení přístroje, generování kalibrační křivky a vyhodnocení vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Princip metody SPADNS spočívá v reakci fluoridů se zirkonylem v kyselém prostředí, kdy se červený komplex barviva SPADNS odbarví úměrně k koncentraci F–. Absorbance se měří při 570 nm.

• Spektrofotometr: Agilent Cary 60 UV-Vis se 10 mm křemennou kyvetou
• Software: Agilent Cary WinUV (modul Concentration)
• Reagencie:
  – kyselina zirkonylová (ZrCl₂·8H₂O + HCl)
  – SPADNS barvivo
  – směs kyseliny-zirkonyl-SPADNS
  – standardní roztoky F– (0–1,4 mg/L)

Hlavní výsledky a diskuse

Byla získána lineární kalibrace v rozsahu 0–1,4 mg/L s rovnicí y=–0,1872·x+0,xxx a korelačním koeficientem R²=0,9993. Přesnost metody byla ověřena na vzorcích s koncentracemi 0,5 a 0,7 mg/L, kde opakovatelnost (RSD) absorbancí nepřesáhla hodnotu 2 %. Software automaticky generuje report obsahující střední hodnoty, odchylky a vypočtené koncentrace.

Přínosy a praktické využití metody

Tento postup dovoluje rychlou a automatizovanou analýzu bez složitého zpracování dat, což je výhodné pro rutinní kontrolu kvality pitné i procesní vody v laboratořích a provozech. Metoda je ekonomická a snadno přenosná do jiných laboratoří disponujících spektrofotometrem UV-Vis.

Budoucí trendy a možnosti využití

V dalším rozvoji lze uvažovat o rozšíření analytického rozsahu pomocí kvadratické kalibrace až do 3,5 mg/L, integraci do automatizovaných kontinuálních měřicích systémů anebo využití přenosných spektrofotometrů pro terénní analýzy. Dalším krokem je napojení datových výstupů na LIMS pro centralizovanou evidenci výsledků.

Závěr

Agilent Cary 60 UV-Vis spolu se softwarem Cary WinUV představují efektivní řešení pro spolehlivou kvantifikaci fluoridů ve vodě metodou SPADNS. Nastavení metody je rychlé, reprodukovatelnost i lineární rozsah plně vyhovují požadavkům standardních norem pro kontrolu pitné vody.

Reference

1. Guidelines for Drinking-Water Quality, 4th Edition WHO, 2011.
2. Shahroom, N. B.; 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.