Azot, total

 Tipărire

Ce este azotul?

Azotul este un element chimic cu simbolul N, numărul atomic 7 şi masa atomică 14. Poate apărea într-o formă moleculară diatomică (N 2) ca gaz incolor şi poate să facă parte dintr-un compus lichid sau solid. Aproximativ 78% din atmosfera Pământului este compusă dintr-o formă gazoasă de azot, făcându-l cel mai abundent element necombinat. În timpul circuitului azotului, azotul se deplasează din atmosferă în biosferă (în compuşi organici) şi înapoi în atmosferă. Organismele complexe au nevoie de azot pentru a construi molecule esenţiale, cum ar fi aminoacizii (şi astfel proteinele), acizii nucleici (ADN şi ARN) şi adenozin trifosfatul (ATP – molecula de transfer de energie). Deoarece plantele nu pot utiliza azot gazos, ele se bazează pe bacteriile care fixează azotul în sol pentru a-l transforma în amoniac şi nitriţi. Bacteriile care formează nitraţi transformă nitriţii în nitraţi în condiţii aerobe. Nitraţii reprezintă starea cea mai complet oxidată a azotului.

Nitrificarea şi denitrificarea

Nitrificarea este oxidarea biologică în doi paşi a amoniacului în nitriţi şi în cele din urmă nitraţi. Denitrificarea este un proces facilitat microbial în timpul căruia nitratul este redus pentru a produce în cele din urmă azot molecular. Nitrificarea/Denitrificarea este utilizată pe scară largă în procesele de epurare a apelor uzate. În aceste procese, diferite condiţii în zonele oxice (aerobe) şi anoxice ale epurării apelor uzate sunt utilizate de bacteriile autotrofe, cum ar fi nitrosomonas, sau bacteriile heterotrofe, cum ar fi nitrobacterul, pentru a transforma amoniacul, nitriţii şi nitraţii în azot gazos.

Controlul oxigenului este esenţial pentru nitrificare, printre alţi factori importanţi, cum ar fi alcalinitatea.Oxigenul dizolvat (OD) trebuie monitorizat şi gestionat în timpul nitrificării. Denitrificarea eficientă se bazează pe lipsa de oxigen dizolvat şi pe o cantitate adecvată de carbon uşor degradabil.

Azot Kjeldahl total

Termenul de azot Kjeldahl total se referă la combinaţia de amoniac şi azot organic. Cu toate acestea, nu include azot-nitrit sau azot-nitrat.

Azot total

Azotul total este suma tuturor diferitelor forme de azot prezente în apă, inclusiv amoniac şi azot legat organic (azot Kjeldahl total), precum şi nitriţi şi nitraţi.

Amoniac şi amoniu

Amoniacul şi amoniul au o relaţie specifică din punct de vedere al pH-ului şi temperaturii.

Tratarea apei

Proprietăţile corozive ale amoniacului (sub formă gazoasă şi soluţii concentrate) pot provoca iritaţii uşoare ale ochilor sau pielii la arsuri chimice, în funcţie de concentraţie. În plus, la niveluri scăzute, amoniacul poate provoca probleme de ordin estetic, cum ar fi gustul sau mirosul respingător.

Epurarea apelor uzate

Amoniacul este toxic pentru viaţa acvatică chiar şi la concentraţii foarte scăzute. Staţiile de apă uzată deversează apa epurată într-o mare varietate de locaţii. Majoritatea staţiilor de epurare deversează în ape receptoare care au utilizări specifice desemnate şi viaţă acvatică. Combinaţia acestora determină nivelul de amoniac care poate fi evacuat în siguranţă dintr-o staţie de epurare a apelor uzate.


Cumpăraţi acum

De ce să măsurăm azotul?

În timp ce azotul sub formă de amoniac, nitriţi şi nitraţi este un nutrient esenţial pentru plante şi animale, excesul de azot poate fi dăunător în multe cazuri.

  • În corpurile de apă, concentraţii mari de azot pot provoca epuizarea OD şi astfel pot afecta negativ viaţa acvatică.
  • Apa potabilă care conţine exces de azot sub formă de amoniac sau nitrat poate prezenta riscuri pentru sănătatea publică. Mai mult, modificările concentraţiilor de nitriţi din sistemele de distribuţie a apei potabile pot indica apariţia nitrificării, care compromite calitatea apei.
  • În epurarea apelor uzate, concentraţii mari de amoniac, coroborate cu un pH ridicat, pot fi toxice pentru microbii de digestie a nămolului.

La Hach ®, găsiţi echipamentele de testare, resursele, instruirea şi software-ul de care aveţi nevoie pentru a monitoriza şi gestiona cu succes nivelurile de azot în aplicaţia dvs. de proces specifică.

 

LCK

Produse recomandate pentru măsurarea azotului

EZ Series Total Nitrogen Analyzers

Analizoarele online din seria EZ oferă mai multe opţiuni pentru monitorizarea azotului total în apă.

Cumpăraţi acum

Spectrophotometers

Hach creează soluţii care vă facilitează testarea zilnică de rutină.

Cumpăraţi acum

Hach BioTector B7000 TOC/TN/TP Analyzer

Un singur analizor pentru contaminarea cu carbon şi nivelurile de nutrienţi azot/fosfor din apă.

Cumpăraţi acum

DRB200

DRB200 este conceput pentru a economisi timp şi pentru a asigura precizia în timpul testării.

Cumpăraţi acum

 

Ce procese necesită monitorizarea nitraţilor/nitriţilor?

Apă de suprafaţă, apă combinată şi apă subterană

Amoniacul, nitritul şi nitraţii pot apărea în mod natural în corpurile de apă sau pot fi prezente din cauza scurgerii îngrăşămintelor şi deşeurilor animale, a sistemelor septice defectuoase, a amestecului cu apă cloraminată sau a descărcărilor industriale care conţin inhibitori de coroziune. Prin urmare, este important să se monitorizeze nivelurile de amoniac, nitriţi şi nitraţi pentru a ghida şi optimiza tratamentul.

Într-o peşteră străluceşte o baltă de apă turcoaz. Sursele de apă subterană au adesea azot care apare în mod natural sub formă de amoniac, nitriţi şi nitraţi.

Tratarea apei potabile

Când amoniacul nu este utilizat pentru dezinfecţie, prezenţa acestuia într-un sistem de distribuţie poate indica percolarea din materialele utilizate în construcţia conductelor sau contaminarea apei din cauza deteriorării sistemului. Când amoniacul nedorit se combină cu clorul, puterea dezinfecţiei prin clorurare este diminuată.

Atunci când amoniacul este utilizat pentru dezinfecţie în procesul de cloraminare nivelurile acestuia trebuie monitorizate şi gestionate pentru a proteja sănătatea publică.

Această staţie de tratare a apei foloseşte amoniac, o sursă de azot în dezinfecţie.

Acvacultură

Ca produs rezidual al vieţii acvatice, amoniacul poate fi toxic pentru peşti şi plante acvatice la niveluri de până la 0,5 mg/L. În acvariile delimitate, amoniacul poate fi transformat rapid în nitriţi şi, în cele din urmă, nitraţi. Majoritatea acvariilor îşi propun să aibă o prezenţă zero a amoniacului.

În mediile acvatice naturale, nivelurile ridicate ale amoniacului pot duce la creşterea excesivă a algelor, care blochează lumina soarelui, afectând procesul de hrănire a vietăţilor în condiţii de iluminare, precum şi fotosinteza.

Ţarcurile din plasă pentru acvacultură conţin fructe de mare de fermă. Un produs secundar al acvaculturii este amoniacul, care poate fi, de asemenea, toxic pentru peşti.

Agricultură

Azotul sub formă de amoniac poate fi folosit de plante pentru a crea molecule organice esenţiale, necesare organismelor complexe. Adesea, pentru a ajuta sau a îmbunătăţi acest proces natural (care face parte din circuitul azotului), amoniacul este adăugat în îngrăşăminte. De exemplu, soluţiile nutritive pentru culturile hidroponice introduc azotul ca sare de amoniac. Amoniacul poate fi prezent în sol şi din cauza dozării ureei.

Un tractor agricol fertilizează culturile introducând azot sub formă de amoniac.

Fabricarea produselor farmaceutice

În producţia farmaceutică, soluţia de amoniac este utilizată pentru a regenera răşini cu capacitate de schimb anionic slabă şi pentru a regla pH-ul apei de proces.

Produsele farmaceutice utilizează soluţia de amoniac pentru regenerarea răşinilor cu capacitate de schimb ionic slabă. Amoniacul este o sursă de azot.

Epurarea apelor uzate

Metodele pentru azot total măsoară încărcăturile de azot pe fluxurile afluente, în etapele intermediare de epurare a nămolului din ape, şi pe fluxurile efluente, pentru a măsura eficienţa generală a staţiei de epurare. Evaluarea nivelurilor de azot permite monitorizarea procesului şi eficienţa ajustării şi reducerii azotului pe tot parcursul tratamentului.

Nivelurile tipice de amoniac în apele uzate municipale brute variază de la 30 mg/L la 50 mg/L NH 3 -N. Nivelurile de nitraţi indică stadiul conversiei formelor de amoniac şi azot organic în nitraţi prin etapele de tratament biologic aerob în timpul nitrificării.

Un rezervor de egalizare a apelor uzate monitorizează azotul total din apele afluente în timpul etapelor intermediare de epurare a nămolului din ape.

Timp de retenţie a nămolului

Un timp corect de retenţie a nămolului (SRT) şi un nivelul MLSS corect în bazinul de aerare sunt fundamentale pentru conformitate şi un tratament eficient din punct de vedere energetic, pentru a asigura o nitrificare stabilă.

Epurarea nămolului în acest bazin de aerare declanşează nitrificarea amoniacului. Monitorizarea azotului aici asigură conformitatea şi un tratament eficient din punct de vedere energetic.

Cum este monitorizat azotul total?


Set de reactivi azot-amoniac Hach, TNT, AmVer (salicilat), valori scăzute

Metoda de reducere a clorurii de titan (azot anorganic total)

Ionii de titan (III) reduc nitraţii şi nitriţii la amoniac într-un mediu bazic. După centrifugare pentru îndepărtarea solidelor, amoniacul este combinat cu clor pentru a forma monocloramină. Monocloramina reacţionează cu salicilatul pentru a forma 5-aminosalicilat (o soluţie verde), la fel ca în metoda cu salicilat pentru azot amoniacal (consultaţi detaliile despre azot şi amoniac).

Măsurători de laborator:

Azot anorganic total

Test cu fiole Hach TNTplus cu azot (total), LR (1-16 mg/L N), 25 de teste

Metoda de digestie a persulfatului (azot total)

O digestie alcalină cu persulfat transformă toate formele de azot în nitraţi. Se adaugă metabisulfit de sodiu după digestie pentru a elimina interferenţele cu oxizii de halogen. În condiţii puternic acide, nitratul reacţionează cu acidul cromotropic pentru a nitra inelele bifenilice în mai multe locaţii, formând mai multe produse nitrate. Produsele nitrate sunt măsurate la 410 nm.

Măsurători de laborator/Portabile:

TNT LR

TNT HR

Compuşii anorganici şi organici de azot sunt digeraţi cu peroxodisulfat şi oxidaţi la nitrat. Ionii de nitraţi reacţionează cu 2,6-dimetilfenol într-o soluţie de acid sulfuric şi fosforic pentru a forma un nitrofenol. Lungimea de undă de măsurare este de 345 nm.

Online:

Analizoare de azot total din seria EZ

Proces de oxidare avansat în două faze utilizând radicali oxihidrici. Analiză fotometrică directă a nitraţilor după oxidare.

Online:

Analizor TOC/TN/TP BioTector ®B7000 de la Hach

 

Pentru a afla mai multe despre monitorizarea altor forme de azot, accesaţi aceste pagini de parametri asociaţi: amoniac şi amoniu, nitrat şi nitrit.

Întrebări frecvente

Ce domenii de TN sunt oferite pe analizorii din seria EZ?

Analizoarele online din seria EZ oferă mai multe opţiuni pentru a monitoriza azotul total din apă. Aplicaţiile tipice sunt apele uzate şi apele de suprafaţă.

  • EZ7700 Azot, total, 0.1 - 2 mg/L
  • EZ7701 Azot, total, 0.2 - 5 mg/L
  • EZ7702 Azot, total, 0.25 - 10 mg/L
  • EZ7703 Azot, total, 0.5 - 20 mg/L

Seria EZ oferă, de asemenea, combinaţii de analizoare TN/TP:

  • EZ7600 Azot, total, 0.05 - 2 mg/L şi fosfor, total, 0.01 - 1 mg/L
  • EZ7601 Azot, total, 0.1 - 5 mg/L şi fosfor, total, 0.02 - 2 mg/L
  • EZ7602 Azot, total 0.2 - 10 mg/L şi fosfor, total, 0.05 - 5 mg/L
  • EZ7603 Azot, total 0.5 - 50 mg/L şi fosfor, total, 0.05 - 10 mg/L
    Seria EZ poate fi, de asemenea, configurată pentru a măsura TN, NO 3 şi NO 2:
    EZ7750 Azot, total, 0.1 - 2 mg/L şi nitrat, 5 - 600 µg/L şi nitrit, 10 - 800 µg/L

De ce TNT880 include două fiole de testare?

În testul s-TKN folosind TNT880, fiola cu capac roşu care este digerată oferă o valoare totală a azotului. Fiola cu capac verde care nu este digerată oferă o citire combinată de nitraţi şi nitriţi. Rezultatul din scăderea valorilor de nitrat şi nitrit din valoarea azotului total este valoarea azotului Kjeldahl final.

Care este relaţia dintre compuşii care conţin azot?

Mai jos este prezentat un rezumat al relaţiei dintre diferiţi compuşi de azot şi metoda azotului recomandată pentru analiză:

(TIN) = (NH 3) + (NO 3 -) + (NO 2 -)

(TN) = Azot organic (toate) + NH 3 + NO 3 - + NO 2 -

(TKN) = Azot organic (oxidativ trinegativ*) + NH 3

*Oxidant trinegativ: nu va lua în considerare azidă, azină, azo, hidrazonă, nitril, nitro, nitrozo, oximă şi semi-carbazonă

Compararea rezultatelor TKN

TKN = (approx.) TN - (NO 3 - + NO 2 -)

TKN = (approx.) NH 3 + Azot organic

Azot organic:

TKN - NH 3 = Azot organic

TN-TIN = Azot organic

Legenda acronimelor:

Azot anorganic total (TIN)
Amoniac (NH 3)
Amoniu (NH 4 +)
Nitrat (NO 3 -)
Nitrit (NO 2 -)
Azot Kjeldahl total (TKN)
Azot total (TN)

Hach are teste pentru azotul organic total?

Hach nu are o metodă pentru măsurarea directă a azotului organic total.

Există două moduri de a determina azotul organic total al unei probe:

  • Măsuraţi TKN (azotul Kjeldahl total) şi scădeţi rezultatele amoniacului pentru a calcula azotul organic total sau;
  • Măsuraţi azotul total şi scădeţi rezultatul azotului anorganic total pentru a calcula azotul organic total.

Sunt aprobate EPA metodele pentru azot total?

Da, există metode aprobate în scopul raportării. De exemplu, s-TKN (TNT880) conţine componenta de azot total şi este aprobat de EPA pentru raportare de reglementare.

Please see: Is there a United States Environmental Protection Agency (USEPA) formatted method for simplified Total Kjeldahl Nitrogen (s-TKN™) method 10242?