การพัฒนาระบบโฟลอินเจคชันที่มีความเร็วในการวิเคราะห์สูงสำหรับตรวจวัดความเค็มและฟอสเฟตในน้ำจืดและน้ำกร่อย

Abstract

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาวิธีวิเคราะห์โดยอาศัยระบบวิเคราะห์แบบไหลชนิดโฟลอินเจคชัน สำหรับการตรวจวัดความเค็มและฟอสเฟตในน้ำจืดและน้ำกร่อยอย่างรวดเร็วเพื่อควบคุมคุณภาพแหล่งน้ำ การวิเคราะห์เริ่มจากการตรวจวัดความเค็มเป็นตัวบ่งชี้แรกโดยอาศัยปรากฏการณ์ชิลเลอเรนหรือการเกิดเลนส์จากการหักเหของแสงระหว่างรอยต่อของน้ำตัวอย่างที่มีค่าดัชนีหักเหต่างจากกระแสตัวพาน้ำบริสุทธิ์ ทำให้ปรากฏสัญญาณค่าการดูดกลืนแสงจากเครื่องคัลเลอริมิเตอร์ที่แปรตรงกับปริมาณความเค็มในน้ำตัวอย่าง จากนั้นท่อนตัวอย่างเดิมจะถูกผสมกับกระแสรีเอเจนท์เกิดเป็นสารเชิงซ้อนฟอสเฟตสีน้ำเงินด้วยวิธีโมลิบดีนัมบลู และตรวจวัดค่าการดูดกลืนแสงของสารเชิงซ้อนนี้ ณ สองความยาวคลื่น (690 และ 1000 นาโนเมตร) ด้วยเครื่องสเปกโทรโฟโตมิเตอร์แบบไดโอดแอเรย์ โดยการนำสัญญาณค่าการดูดกลืนแสงที่ 1000 นาโนเมตร (เกิดจากชิลเลอเรนที่มาจากความแตกต่างของค่าดัชนีหักเหของความเค็มในตัวอย่างกับสารรีเอเจนท์) ไปหักลบออกจากค่าการดูดกลืนแสงที่ 690 นาโนเมตร (สารเชิงซ้อนฟอสเฟตสีน้ำเงิน) ระบบที่นำเสนอนี้ ได้นำไปใช้ตรวจวัดปริมาณความเค็มและฟอสเฟตได้พร้อมกัน โดยวัดจากตัวอย่างที่เก็บตามเส้นทางคลองธรรมชาติ จังหวัดสมุทรสาครและแม่น้ำเจ้าพระยา กรุงเทพมหานคร ในประเทศไทย จากการเทียบปริมาณวิเคราะห์กับวิธีมาตรฐาน และพบว่าให้ผลสอดคล้องกันทางสถิติแบบ pair t-test ทำให้เห็นว่า ระบบที่พัฒนาขึ้นมีความน่าเชื่อถือ มีความไวในการวิเคราะห์สูง มีความเที่ยงดี (ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์น้อยกว่า 1.3 %) และวิเคราะห์ได้อย่างรวดเร็ว (วิเคราะห์ได้ 2 ตัวบ่งชี้ต่อหนึ่งตัวอย่างภายในเวลา 4 นาที)

คำสำคัญ : ชิลเลอเรน; ความเค็ม; ฟอสเฟต; โฟลอินเจคชัน; น้ำกร่อย

Abstract

This work describes method development based on flow injection (FI) system for fast analysis of salinity and phosphate for quality control in fresh water and brackish water samples. Measurement of salinity content was firstly monitored by using the Schlieren or lens effect which is a phenomenon of light deflection at the refractive gradient of liquid interface between salted sample and pure water. This could result in salinity signal detected by a colorimeter. After exiting the colorimeter, the same sample zone was merged with reagent streams for analysis of molybdenum blue complex of phosphate at dual wavelengths detection (690 and 1000 nm) by using a diode array spectrophotometer. The phosphate signal was carried out by subtracting absorbance values between 690 nm (for phosphomolybdenum blue complex signal) and 1000 nm (for Schileren signal due to sample containing salt and reagents). The proposed FI system was satisfactorily applied to the synchronous determination of salinity and phosphate in fresh water and brackish water which were collected along a canal in Samutsakhon province and Chaophraya river in Bangkok, Thailand. Results obtained from the developed system were agreed well with standard methods by using pair t-test. The proposed method showed reliability, high sensitivity, good precision (less than 1.3 % RSD) and fast analysis (2 indices/one sample for 4 min only).

Keywords: schlieren; salinity; phosphate; flow injection; brackish