SPADNS Colorimetric Method to Quantify Fluorides in Water

Význam tématu

Fluoridy jsou běžně přítomny v povrchových i podzemních vodách a jejich koncentrace ovlivňuje zdravotní rizika obyvatelstva i kvalitu pitné vody. Dodržení doporučených mezí obsahu fluoru (0,5–1,5 mg/L podle WHO) je nezbytné pro prevenci fluorózy a dalších nežádoucích účinků.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl demonstrovat použití SPADNS kolorimetrické metody ve spojení s UV-Vis spektrofotometrem Agilent Cary 60 a softwarem Cary WinUV pro rychlé, automatizované a přesné stanovení fluoridů ve vodě. Klíčovým výstupem je kalibrační křivka v rozsahu 0–1,4 mg F⁻/L.

Použitá instrumentace

• Agilent Cary 60 UV-Vis spektrofotometr
• Kvartová kyveta s dráhou 10 mm
• Software Agilent Cary WinUV verze 5.1.3.1042, modul Concentration

Použitá metodika

Reagencie a příprava vzorků:

• Zirconyl-acid reagent (ZrCl₂·8H₂O + HCl)
• SPADNS roztok chráněný před světlem
• Acid-zirconyl-SPADNS směs v poměru 1:1
• Referenční roztok pro nulování spektrofotometru
• Standardní roztoky fluoru (0,2–1,4 mg/L)

Postup měření:

1. Nastavení vlnové délky na 570 nm, signálová doba 0,1 s, 3 replikáty.
2. Příprava kalibrační křivky lineární fit (min. R² ≥ 0,95).
3. Odečet absorbance standardů a automatické vytvoření metody.
4. Analýza neznámých vzorků s automatickým výpočtem koncentrace.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivka pro rozsah 0–1,4 mg/L vykázala negativní směrnici –0,1872 a koeficient determinace R² = 0,9993. Testovací vzorky s koncentracemi 0,5 a 0,7 mg/L prokázaly vysokou opakovatelnost (RSD < 2 %). Metoda je rychlá, vysoce přesná a minimalizuje manuální zpracování dat.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizované vyhodnocení pomocí softwaru zkracuje analýzu, snižuje riziko chyby při zpracování dat a usnadňuje rutinní kontrolu kvality vody v laboratořích pro veřejné zásobování i v průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozšíření analytického rozsahu až na 3,5 mg/L prostřednictvím kvadratické kalibrace, integrace metody do online monitorovacích systémů, přenosná spektrofotometrie a kombinace s jinými analýzami pro komplexní hodnocení kvality vody.

Závěr

SPADNS kolorimetrie v kombinaci s Agilent Cary 60 UV-Vis a Cary WinUV softwarem představuje validní, rychlou a uživatelsky přívětivou metodu pro stanovení fluoru ve vodě. Přináší vysokou přesnost, snadnou automatizaci i možnost přizpůsobení analytických protokolů.

Reference

• Guidelines for Drinking-Water Quality, 4th Edition, WHO, 2011
• 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
• Standard Methods 4500-F: Determination of Fluoride, Method D; Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22nd Edition, APHA