سنجش آرسنیک معدنی در آب به روش رنگ‌سنجی و چشمی با استفاده از واکنشگر bf2-curcumin و ورقه نانوذرات سیلیس- bf2-curcumin

سنجش دقیق و صحیح غلظت آرسنیک در آب، یکی از چالش‌های پیش‌رو در مناطق دارای پتانسیل طبیعی ایجاد این آلاینده است. هدف از انجام این پژوهش، سنجش غلظت آرسنیک معدنی در آب به روش رنگ‌سنجی و چشمی بود. برای این منظور واکنشگر bf2-curcumin سنتز شد و به‌کار رفت. این واکنشگر ابتدا در فاز محلول با بررسی چهار غلظت 15، 20، 25 و 35 میکرومولار از واکنشگر (در اتانول 60 درصد) بهینه‌سازی شد. سپس، اثر سه متغیر زمان سنجش (1 تا 15 دقیقه)، غلظت آرسنیک (در محدوده 5 تا 10000میکروگرم در لیتر) و ph محلول (در محدوده 3 تا 10) بر فرایند سنجش بررسی شد. در بخش دوم پژوهش، برای سهولت کاربرد فاز جامد که متشکل از ورقه کاغذی پوشش داده شده با bf2-curcumin و نانو سیلیس بود، طراحی و بررسی شد. برای بررسی ساختار مواد سنتز شده از آنالیزهایfesem/edx،xrd ،ftir ، vsm، tem و جذب و واجذب گاز نیتروژن استفاده شد. بر اساس نتایج به‌دست آمده، فرایند سنجش آرسنیک با تغییر رنگ واکنشگر از نارنجی به آبی و همچنین کاهش جذب در طول موج 509 و افزایش در 602 نانومتر همراه بود، که میزان جذب در طول موج 602 نانومتر مبنای سنجش آرسنیک قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده نشان داد که بهترین غلظت bf2-curcumin، 20 میکرومولار با 0.97=r² است. در سنجش آرسنیک تحت شرایط بهینه (ph معادل 8 و زمان 3 دقیقه) بین مقدار جذب در طول موج 602 نانومتر و غلظت یون آرسنیک در محدوده 0.06 تا 130 میکرومولار هم‌بستگی خطی با حد تشخیص(lod)  0.21 میکرومولار وجود دارد. بررسی اثر تداخل یون‌ها نشان داد که در غلظت‌های میلی‌گرم در لیتر، کاتیون و آنیون‌های موجود در آب، در فرایند سنجش آرسنیک، تداخل ایجاد می‌کنند. برای حذف تداخل از انتقال آنالیت هدف با جاذب مغناطیسی fe3+-tmspt-mnps استفاده شد. از سوی دیگر، زمان بهینه برای تولید صفحات نانو سیلیس رنگی 4 ساعت به‌دست آمد. همچنین بین مقدار جذب در طول موج 520 نانومتر و غلظت یون آرسنیک، در محدوده 0.06 تا 100 میکرومولار، در فاز جامد هم‌بستگی خطی بالایی با حد تشخیص 1.94 میکرومولار وجود دارد. در پایان سنجش نمونه‌های حقیقی جمع‌آوری شده از حوزه آبریز رودخانه سیروان واقع در استان کردستان، با روش آنالیت افزوده در غلظت‌های 60 تا 80 میکرومولار، با درصد بازیابی بیشتر از 90 درصد انجام شد. بنابراین این واکنشگر می‌تواند به‌عنوان یک کیت سنجش برای آرسنیک به‌صورت میدانی استفاده شود.

colorimetric and naked-eye detection of inorganic arsenic in water using bf2-curcumin and silica nanoparticle-bf2-curcumin sheets

accurate and precise measurement of arsenic concentration in water is one of the challenges in areas with the natural potential to create this pollutant. the purpose of this study is to determine the inorganic arsenic concentration by colorimetric and naked eye detection methods. in this regard, the bf2-curcumin reagent was synthesized and applied. in the first step, this reagent was optimized with consideration of four concentrations: 15, 20, 25 and 30 µm (in 60% ethanol). then, the three parameters of detection time (1 to 15 min), arsenic concentration (5 to 10000 µg/l) and arsenic ph solution (3 to 10) were investigated in detecting processes. in the second part of the study, the solid phase of reagent was designed and synthesized. for simplicity the arsenic measurement, solid phase consisting of a paper sheet coated with bf2-curcumin and nano silica was used. the synthesized materials were characterized by fesem/edx, xrd, ftir, vsm, tem and n2 sorption-desorption analysis. according to the results, during the arsenic detection process, the reagent color changed from orange to blue, and the absorbance intensity decreased at 509 nm, while increasing at 602 nm; 602 nm was selected for detection. the results indicated that the best bf2-curcumin reagent concentration is 20 µm, with r2=0.97. under optimum conditions (ph=8 and 3 min), the relationship between absorbance intensity at 602 nm wave length and arsenic ion concentration is between 0.06 and 130 µm, with 0.21 µm as the limit of detection. investigating the effect of ions interference showed that the concentration (mg/l), cations, and anions that exist in water interfered with arsenic detection. the magnetic adsorbence of fe3+-tmspt-mnps was used to transfer the target analyte and eliminate the interference. on the other hand, the optimum time to produce nano silica sheets was 4 hours. moreover, there is a good correlation between absorbance intensities at 520 nm and arsenic ion concentration at the 0.06 to 100 µm limitation, with 1.94 µm as the limit of detection in the solid phase. finally, real samples were collected from the sirvan river branches in kurdistan province; then, more than 90 percent were recovered by spiked sample method in the 60 to 80 µm concentration in the both phases. so, this reagent can be employed as a testing kit to detect arsenic in the field.