水中氟化物污染的测量简化

在许多国家，包括美国，澳大利亚，巴西，马来西亚，和越南，向水中添加氟化物已经很普遍。低浓度(低于1.5毫克/升)可以帮助预防蛀牙，甚至加强骨骼，但超过这个可能会产生相反的效果，导致严重的牙齿和骨骼疾病，尤其是儿童和发育中的胎儿。

为了控制情况，世界卫生组织已将1.5 mg / L设定为饮用水中氟化物的最高限量。“为确定饮用水是否安全，我们需要检测水中氟化物的百万分率(ppm)，”EPFL Valais Wallis分子模拟实验室的Kyriakos Stylianou说。“大约1-1.5 ppm对牙齿有益，但在许多国家，水源浓度超过2 ppm会导致严重的健康问题。”

但是，以足够的精度测量如此低浓度的氟化物是昂贵的，并且需要装备精良的化学实验室。因此，水中的氟化物污染影响了当今的许多发展中国家，甚至发达国家的部分地区。

在Stylianou的带领下，科学家团队现在已经建立了一种装置，只需几滴水即可精确测量氟化物浓度 - 即使是低水平污染 - 也可以简单地改变颜色亮度。该装置在美国化学学会期刊(JACS)上发布，名为SION-105，便携式，比现有方法便宜得多，几乎任何人都可以在现场使用。

该设备的关键是设计一种科学家合成的新材料(之后设备被命名)。该材料属于“金属 - 有机骨架”(MOF)家族，由与有机配体连接的金属离子(或金属离子簇)组成的化合物，从而形成一维，二维或三维结构。由于其结构多样性，MOF可用于不断增长的应用列表，例如分离石化产品，排毒水，以及从中获取氢气或甚至金。

SION-105默认发光，但遇到氟离子时会变暗。“添加几滴水，通过监测MOF的颜色变化可以说是否可以安全饮水，”该论文的第一作者Mish Ebrahim解释道。“现在可以在现场完成，没有任何化学专业知识。”

研究人员使用该装置测定了来自越南，阿拉伯联合酋长国和沙特阿拉伯的不同地下水样品中的氟化物含量。与使用离子色谱法(用于测量水中氟化物浓度的标准方法)进行的测量相比，数据非常好。

“这次比较展示了SION-105的性能和可靠性，再加上设备的便携性和易用性，使其成为一个非常用户友好的水处理采样解决方案，适用于频繁的氟化物浓度监测至关重要的偏远地区。 ，“Stylianou说。

在确认了SION-105和该设备的成功功能后，EPFL现已提交了专利申请。该装置由分子模拟实验室的科学家，有机金属和药物化学实验室以及EPFL Valais Wallis的电子研讨会开发。

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