2. Fotometriás mérések II.∗ 2008 október 31.
1.
Ammónia-nitrogén mérése alacsony mérési tartományban és szabad ammónia becslése
1.1.
Háttér
A módszer alkalmas kis ammónia-nitrogén koncentrációk meghatározására; az eredményeket egyszerűen át lehet számítani ammónia-koncentrációkra. A módszer Nessler-oldatos kimutatáson [2] alapszik és sárga színreakciót ad (indokolt különösen vigyázni a reagensekkel, a Nessler-oldat kálium-tetrajodo-merkurátot (K2 HgI4 ) tartalmaz, ami mérgező, valószínűleg rákkeltő és a bőrön keresztül is felszívódik. A módszert az EPA már nem alkalmazza, leírása elérhető a http://www.caslab.com/epa-method-350_2/ linken. A vízben az ammónia általában ionos formában fordul elő (ez csak nagyon magas koncentrációkban ártalmas az élő szervezetekre), viszont a hőmérséklet emelkedésével megnő a szabad ammónia mennyisége. A szabad ammónia súlyosan károsítja az élő szervezeteket, pl. a halaknál légzési rendellenességeket okoz már egészen kis koncentrációkban is. Természetes, jó állapotú vizekben az ammónia és ammóniumion nagyon gyorsan semlegesítődik a nitrogén-körforgás során. A vizekbe általában állati anyagcseretermékek által kerül. A szabad ammónia mennyiségét az ammónia-nitrogén koncentrációból könnyen ki lehet számítani a pH és a hőmérséklet figyelembevételével (1 táblázat, [5]).
1.2.
Mintavétel és -előkészítés
A mintákat műanyag vagy üveg mintavevő edénybe gyűjtjük. Egy liter mintát 2 ml H2 SO4 hozzáadásával tartósítunk. A mintákat minél előbb lemérjük. Vigyázzunk arra, hogy minden használt műszer ammóniamentes legyen (érdemes átmosni az edényeket ammónia-mentes desztillált vízzel).
1.3.
A meghatározás menete (hullámhossz 420 nm)
1.3.1.
Kalibrálás
Reagálatlan mintával kalibrálunk, a küvettát a vonalig töltjük fel és lemérjük. 1.3.2.
Mérés
A mintával feltöltött küvettához 4 cseppet adunk az első reagensből, majd összerázzuk. Ezután hozzáadunk szintén 4 cseppet a második reagensből és ismét összerázzuk. Időzítővel mérjük (a fotométer 3’30”et számol vissza). A mintát mérjük le háromszor egymás után, időzítéssel. Az ammónia-nitrogén értékeket mg/l-ben kapjuk; az ammónia-koncentráció kiszámításához a kapott értéket megszorozzuk 1,216-al. 1.3.3.
Kontroll
Mérjünk le reagálatlan mintát, időzítéssel. ∗A
meghatározásokat egy Hanna C99 fotométerrel a gyártó protokolljai alapján végezzük
1
1. táblázat. Szabad ammónia mennyiségének kiszámításához a pH és a hőmérséklet függvényében
2. 2.1.
Nitrát mérése Háttér
A módszer a nitrátok nitritté történő kadmiumos redukcióján alapszik [4]; a reakció során keletkező barnás színt mérjük. A kadmiumos reagenssel is érdemes vigyázni, elég mérgező.
2.2.
Mintavétel és -előkészítés
A mintákat műanyag vagy üveg mintavevő edénybe gyűjtjük. A minták nem szabad vegyszerekkel tartósítani, mintavételezés után nagyon gyorsan le kell őket mérni.
2.3. 2.3.1.
A mérés menete (hullámhossz 525 nm) Kalibrálás
A küvettába 6 ml reagálatlan mintát töltünk, majd ezzel kalibrálunk. 2.3.2.
Mérés
Ennél a mérésnél nagyon fontos az, hogy a mintát mennyi ideig és milyen intenzitással rázzuk. Stoppoljuk a keverési időket. 1. A 6 ml mintához hozzáadunk egy tasak reagenst és 10”-ig intenzíven rázzuk fel-le. 2. Ezután 50”-ig lassan keverjük a mintát és különösen ügyelünk arra, hogy ne kerüljenek bele levegőbuborékok. 3. Óvatosan behelyezzük a mintát a fotométerbe, vigyázva, hogy ne rázzuk fel. 4. Időzítővel mérünk (4’30”-et számol vissza). A mérést háromszor végezzük el időzítővel. A mérési eredmény a nitrát-nitrogén mennyiségét mutatja mg/l-ben. A nitrátkoncentráció kiszámításához szorozzuk be a mért értéket 4,43-al.
2
2.3.3.
Kontroll
Mérjünk le reagálatlan mintát, időzítéssel.
3. 3.1.
Nitrit-koncentráció alacsony mérési tartományban Háttér
A szulfanilamid a nitritek hatására diazónium-sókká alakul; ez vízben savas közegben etilén-diamindihidroklorid hatására rózsaszín reakciót ad (a módszer pontos leírása a http://www.caslab.com/EPA-Method-354_ 1/ linken érhető el [1]).
3.2.
Mintavétel és -előkészítés
A mintákat műanyag vagy üveg mintavevő edénybe gyűjtjük. A mintákat nem szabad konzerválni, mintavételezés után gyorsan le kell mérni őket, legkésőbb 48 órán belül (addig is 4o C-n tárolandók).
3.3. 3.3.1.
A meghatározás menete (525 nm) Kalibrálás
Tíz ml reagálatlan mintával kalibrálunk. 3.3.2.
Mérés
A küvettában levő 10 ml mintához adjuk a reakciós tasak tartalmát, majd a bedugott küvettát 15”-ig finoman rázzuk. Időzítővel mérünk háromszor (6’-et számol vissza minden alkalommal). A mért érték a minta nitrit-nitrogén tartalma mg/l-ben. A nitritkoncentráció kiszámításához ezt az értéket be kell szoroznunk 3,29-el. 3.3.3.
Kontroll
Mérjünk le reagálatlan mintát, időzítéssel.
Hivatkozások [1] ***: 1971, ‘Method 354.1 Nitrogen, Nitrite (Spectrophotometric)’. U.S. Environmental Protection Agency. [2] ***: 1974, ‘Method 350.2 Nitrogen, ammonia (colorimetric, titrimetric, potentiometric distillation procedure)’. U.S. Environmental Protection Agency. [3] ***: 1976, Council Directive of 8 December 1975 concerning the quality of bathing water (76/160/EEC)’. eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/en/consleg/1976/L/01976L0160-20030605en.pdf. [4] ***: 1997, ‘Method 353.4 Determination of nitrate and nitrite in estuarine and coastal waters by gas segmented continuous flow colorimetric analysis’. Environmental Monitoring Systems laboratory L, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, http://www.epa.gov/nerlcwww/ordmeth.htm. [5] Francis-Floyd, R. and C. Watson: 1990, ‘Ammonia; FA-16’. A series from the Department of Fisheries and Aquatic Sciences, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida, http://edis.ifas.ufl.edu/FA031.
3
4.
Terepen gyűjtött minták
Helyszín: Mintavétel időpontja: Mérések időpontja:
M1
S.D.
M2
S.D.
NH3 -nitrogén Szabad ammónia pH to C NO-3 NO-3 -nitrogén NO-2 NO-2 -nitrogén
1. ábra. pH
4
Kontroll
Egység
Kötelező EK fürdővíz határértékek [3]
2. ábra. to C
3. ábra. Szabad ammónia
5
4. ábra. Nitrát
5. ábra. Nitrit
6
