Schnelle Bestimmung von Phosphaten in verschiedenen Wasserproben mittels digitaler Farbmethodik auf dem Smartphone

CHEN Ya ,  

ZHANG Jiang-qun ,  

CHANG Zi-han ,  

WANG Tao ,  

HU Meng ,  

ZHANG Yan ,  

LONG Xing-yu ,  

摘要

Da ein Überschuss an Phosphaten zu einer Eutrophierung der Gewässer führt und eine erhebliche Bedrohung für die ökologische Umwelt darstellt, und die derzeitigen Nachweismethoden von Phosphaten hohe Kosten, lange Testzeiten und keine schnelle Nachweismöglichkeit aufweisen, wurde in diesem Artikel basierend auf der Phosphormolybdänblau-Farbmethode eine schnelle Bestimmung des Phosphatgehalts im Wasser mittels digitaler Farbmethoden auf Smartphones (SDC) entwickelt. Es wurde der Einfluss verschiedener Smartphone-Modelle, RGB-Werte, Vergrößerungsfaktoren, Lichtquellentypen und Lichtintensitäten auf die Ergebnisse der Phosphatbestimmung mit der digitalen Farbmethodik untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass mit dem HUAWEI P50e, dem R-Kanalwert als Messwert, 3× Vergrößerung, weißer Lichtquelle und hoher Lichtintensität der Rotwert (R-Wert) der Phosphate im Bereich von 0 bis 800 μg·L⁻¹ eine gute lineare Beziehung zeigt (r²=0,9976); die Nachweisgrenze der Methode beträgt 1,63 μg·L⁻¹, die Quantifizierungsgrenze 4,89 μg·L⁻¹. Unter optimierten Bedingungen betrug die relative Standardabweichung (RSD) von zehn parallelen Messungen von Phosphatlösungen bei 100 und 400 μg·L⁻¹ jeweils 0,35 % und 0,31 %; die inner- und außerbetrieblichen RSD bei 400 μg·L⁻¹ (n=5) lagen bei 0,38 % bzw. 0,42 %. Die Methode wurde auf die Bestimmung von Phosphaten in vier verschiedenen realen Wasserproben (Leitungswasser, Regenwasser, Siya-Flusswasser, Baiyun-See-Wasser) angewendet; die Zugabewiederfindungsraten lagen zwischen 96,1 % und 101 %, was die Machbarkeit der Methode sowie die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse zeigt und einen neuen Ansatz für die schnelle Vor-Ort-Bestimmung von Phosphaten in der aquatischen Umwelt bietet.

关键词

digitale Farbmethodik;Smartphone;schnelle Bestimmung;Phosphormolybdänblau-Methode;Phosphat

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