Neues Gerät erleichtert Messung von Fluorid in Wasser

Fluorid im Trinkwasser kann die Zähne schützen und die Knochen stärken. Zu viel davon ist jedoch gesundheitsschädlich. EPFL-Forschende stellen ein neues, handliches Gerät vor, um Fluorid im Wasser präzise zu messen.

Zu viel Fluorid kann zu Wachstumsstörungen, Zahnschäden und Knochendeformationen führen. Die Weltgesundheitsorganisation WHO wertet eine Konzentration ab 1,5 Milligramm pro Liter als kritisch. Weltweit leben jedoch Hunderte Millionen Menschen in Regionen, in denen das Grundwasser diesen Grenzwert überschreitet.

Ein Forschungsteam um Kyriakos Stylianou von der ETH Lausanne (EPFL) hat ein tragbares Gerät entwickelt, das Fluoridkonzentrationen in nur wenigen Tropfen Wasser zuverlässig messen kann. Davon berichten sie im Fachblatt «Journal of the American Chemical Society».

Kernstück des Messgeräts ist ein neuartiges Material, dass die Wissenschaftler erzeugt haben: SION-105 ist ein leuchtender Farbstoff, der in Kontakt mit Fluoridionen dunkler wird. Er gehört zu einer Klasse metallorganischer Materialien, die man als Metal-Organic Frameworks (MOFs) bezeichnet.

Farbwechsel zeigt Fluoridmenge

Füge man einige Tropfen Wasser zu einer Suspension des lumineszierenden MOF, messe das Gerät den Farbwechsel und bestimme die Konzentration. So lasse sich einfach bestimmen, ob das Wasser sichere Fluoridmengen enthalte oder zu hohe, erklärte Studienautor Mish Ebrahim gemäss der Mitteilung. Tiefe Konzentrationen an Fluorid exakt zu messen brauchte bisher aufwendige Laboranalysen, nun könne dies direkt vor Ort geschehen, ohne dass chemische Expertise notwendig sei.

Ob ihr Gerät hält, was es verspricht, testeten die Forschenden anhand von Grundwasserproben aus Vietnam, den Vereinigten Arabischen Emiraten und Saudi Arabien. Ihre Messwerte verglichen sie mit solchen, die mit einer Standardmethode bestimmt wurden. Das Gerät, dessen Name ebenfalls «SION-105» lautet, lieferte ähnliche Resultate.

Die Zuverlässigkeit der Messungen zusammen mit der Handlichkeit und einfachen Bedienung mache SION-105 besonders nützlich für Wasseranalysen in abgelegenen Gegenden, sagte Stylianou. Inzwischen hat die EPFL ein Patent für das Gerät eingereicht.