スマートフォンデジタル比色法による異なる水試料中のリン酸塩の迅速検出

CHEN Ya ,  

ZHANG Jiang-qun ,  

CHANG Zi-han ,  

WANG Tao ,  

HU Meng ,  

ZHANG Yan ,  

LONG Xing-yu ,  

摘要

過剰なリン酸塩が水体の富栄養化を引き起こし、生態環境に重大な脅威をもたらすことから、現在のリン酸塩検出技術には高コスト、時間がかかる、迅速な検出ができないなどの課題がある。本論文では、リンモリブデン青色測定法に基づき、水中のリン酸塩含有量を迅速に測定するためのスマートフォンデジタル比色法(SDC)を構築した。さまざまなスマートフォン機種、RGB値、撮影倍率、光源の種類および光強度がデジタル比色法によるリン酸塩測定結果に与える影響を検討した。結果は、HUAWEI P50eスマートフォンを用い、Rチャンネル値を測定値とし、3倍の撮影倍率、白色光源および高光強条件下において、リン酸塩の赤色値(R値)が0~800 μg·L⁻¹の範囲で良好な線形関係を示すこと(r²=0.9976)を示した。検出限界は1.63 μg·L⁻¹、定量下限は4.89 μg·L⁻¹であった。最適化条件下で、100および400 μg·L⁻¹のリン酸塩溶液を10回平行測定した際の相対標準偏差(RSD)はそれぞれ0.35%および0.31%、400 μg·L⁻¹における日内および日間RSD(n=5)はそれぞれ0.38%および0.42%であった。本法を水道水、雨水、思雅河水、白雲湖水の4種類の実際の水体中のリン酸塩検出に適用したところ、添加回収率は96.1%~101%であり、本法は実現可能であり結果は正確かつ信頼できることを示し、水環境中のリン酸塩の現場迅速測定を実現する新たな手法を提供した。

关键词

デジタル比色法;スマートフォン;迅速検出;リンモリブデン青色測定法;リン酸塩

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