Analysis of Tapwater Contaminants by FTIR and EDX Spectroscopy

Význam tématu

Analýza mikrofragmentů a anorganických částic v pitné vodě je klíčová pro zajištění kvality a bezpečnosti dodávky vody. Včasná detekce degradačních produktů těsnění a potrubních materiálů pomáhá předcházet zdravotním rizikům a prodlužuje životnost vodovodních systémů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem článku bylo demonstrovat využití FTIR ATR a EDX spektroskopie pro rychlou identifikaci a kvantifikaci dvou typů kontaminantů (označených jako A a B) zachycených ve filtrech sprchové hlavice a vodovodního vývodu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu kontaminantů byly aplikovány následující techniky:

• FTIR ATR (single-reflection attenuated total reflection) se spektrometrem IRAffinity-1S vybaveným Ge prizmatem MIRacle10, rozlišení 4 cm⁻¹, 40 akumulací, detektor DLATGS.
• EDX spektroskopie na přístroji EDX-8000 s Rh anodou, měření v 15 kV pro nízkoenergetické prvky (C–Sc, S–K) a 50 kV pro vysoké prvky (Ti–U), vakuová atmosféra, průměr vzorku 1–3 mm, doba integrace 100 s na kanál.

Hlavní výsledky a diskuse

Kontaminant A (černý fragment ~1 mm) byl podle FTIR identifikován jako EPDM pryž s příměsí kaolinu a talku. EDX potvrdila přítomnost Si, Al (složky plniv), Cl (z chlórované vody) a stopových kovů Cu, Zn, Fe, Mn z kovových částí sprchové hlavice.

Kontaminant B (bílý úlomek ~2 mm) vykazoval FTIR průkaz kopolymeru vinylchloridu a vinylacetátu. EDX analýza odhalila vysoký podíl organického materiálu (C₄H₆O₂) doplněný stopovými množstvími Cl, Si, Ni, Al, Zn, Fe, Cu, Ca, Cr a Pb, typickými pro materiály těsnění ve spojích vodovodního potrubí.

Přínosy a praktické využití metody

Komplementární kombinace FTIR ATR pro organické materiály a EDX pro anorganické prvky umožňuje komplexní charakterizaci kontaminantů z pitné vody. Tento přístup poskytuje rychlá, neinvazivní a kvantitativní data potřebná pro stanovení zdroje kontaminace a selekci preventivních opatření.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace automatizovaných knihoven ATR spekter a EDX profilů pro rychlejší automatickou identifikaci.
• Využití hyphenovaných technik (FTIR-Raman, SEM-EDX) pro vyšší prostorové rozlišení a detailnější morfologickou analýzu.
• Sledování dlouhodobé stability materiálů pomocí in situ online monitorování kontaminantů.

Závěr

Použití FTIR ATR a EDX spektroskopie v rámci jednoduchého protokolu umožnilo rychlou a spolehlivou identifikaci dvou typů kontaminantů v pitné vodě. Metody poskytují cenné informace o organickém složení a anorganických prvcích, což napomáhá včasné diagnostice poruch materiálu a zajištění kvality vody.

Reference

1) Shimadzu Application News No.X255