Conductivity, pH value, alkalinity, and hardness in tap water

Význam tématu

Analýza parametrů pitné vody, jako jsou vodivost, pH, alkalita a tvrdost, je klíčová pro zajištění bezpečné a kvalitní distribuce vody. Pravidelný monitoring umožňuje včas odhalit kontaminaci a zajistit shodu s národními i mezinárodními normami.

Cíle a přehled studie

Cílem je představit plně automatizovaný analytický systém schopný během jediné sekvence stanovit vodivost, hodnotu pH, alkalitu a obsah Ca/Mg podle mezinárodních standardů (ISO, EN, ASTM, EPA). Systém integruje přípravu vzorku, měření i kalibraci senzorů bez manuálního zásahu.

Použitá metodika a instrumentace

Postup analýzy probíhá následovně:

• Měření vodivosti probíhá přímo v odběrové nádobě pomocí 5-kruhové měřící elektrody se zabudovaným snímačem teploty.
• Automatický přenos definovaného objemu vzorku do externí titrační nádoby provádí robotický systém.
• Potenciometrické stanovení pH s následnou titrací alkalinity standardní kyselinou HCl.
• Úprava pH TRIS pufrem a komplexometrická titrace EDTA až za druhou ekvivalenční bod.
• Na závěr proběhne automatické čištění titrační nádoby a sensorů.

Instrumentace:

• 815 Robotic USB Sample Processor XL – automatizovaný vzorkovač pro paralelní zpracování vzorků.
• 856 Conductivity Module – modul pro stanovení vodivosti, TDS a salinity.
• 905 Titrando – vysoce přesný potenciometrický titrátor s až čtyřmi dávkovacími systémy.
• Elektrody: iAquatrode Plus (pH), polymerová Ca-ISE, 5-kruhová vodivostní elektroda s Pt1000.

Hlavní výsledky a diskuse

Opakovatelnost metody byla prokázána nízkými relativními odchylkami (RSD):

• Vodivost: 524,7 µS/cm (RSD 0,82 %)
• pH: 7,81 (RSD 0,54 %)
• Alkalita (m-hodnota): 5,8 mmol/L (RSD 0,12 %)
• Vápník: 88,8 mg/L (RSD 0,22 %)
• Hořčík: 19,9 mg/L (RSD 1,4 %)
• Celková tvrdost: 3,9 mmol/L (RSD 0,4 %)

Celkový čas analýzy jednoho vzorku nepřesahuje 15 minut, což zaručuje vysokou propustnost a stabilní kvalitu dat.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizace významně snižuje riziko lidské chyby, zrychluje workflow a umožňuje provoz 24/7. Metoda je vhodná pro akreditovaná laboratoře, provozy úpraven vody i výzkumná centra zaměřená na kontrolu kvality.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Propojení se systémy průmyslového internetu věcí (IIoT) pro dálkový monitoring.
• Integrace umělé inteligence pro prediktivní údržbu senzorů a optimalizaci kalibrací.
• Rozšíření o další ionty a organické parametry v rámci jednoho automatizovaného běhu.
• Miniaturizace a nasazení na mobilních analytičných stanicích v terénu.

Závěr

Představený plně automatizovaný systém nabízí rychlé a reprodukovatelné stanovení klíčových parametrů pitné vody bez manuální přípravy vzorku. Díky modularitě a široké kompatibilitě senzorů lze snadno přizpůsobit metodu dalším aplikacím v oblasti vodní analytiky.

Reference

• Metrohm AG. AN-T-074 Conductivity, pH value, alkalinity, and hardness in tap water.