Нитраты и нитриты в воде
- Что такое нитраты и нитриты?
- Для чего и где необходимо проводить анализ содержания нитратов / нитритов?
- Как определить содержание нитратов / нитритов в воде? Методы, оборудование, реагенты.
Что такое нитраты и нитриты?
Нитраты и нитриты представляют собой соединения, содержащие азот и кислород. Молекулы нитратов и нитритов содержат по одному атому азота. Нитриты, в свою очередь, содержат два атома кислорода, а нитраты – три.
Нитраты — это соли азотной кислоты, в воде такие соли диссоциируют на катион метала и анион NO3-. Нитраты представляют собой наиболее полностью окисленное состояние азота и обычно встречается в воде.
Нитриты — это соли азотистой кислоты (HNO2), в растворе также диссоциируют на катион металла и анион NO2-. Поскольку нитриты легко окисляются до нитратов, они не часто встречаются в поверхностных водах. Наличие большого количества нитритов указывает на частично разложившиеся органические отходы в анализируемой воде.
Оба аниона не обладают окислительной или восстановительной активностью, однако имеют высокую реакционную способность. Наибольшая опасность – это попадание нитратов и нитритов в водоемы, а затем в почвы и подземные воды. Источниками нитратов и нитритов могут быть:
- Стоки с полей, поскольку большинство промышленных удобрений содержит азот в нитратной форме.
- Растворы нитритов используются как ингибиторы коррозии в промышленных технологических водах.
- Сточные воды различных промышленных производств.
- Пищевая промышленность использует нитритные соединения в качестве консервантов.
Для чего необходимо проводить анализ концентрации нитратов / нитритов?
Нитраты и нитриты являются биогенными элементами и источниками азота для растений и прочих организмов, также они участвуют в круговороте азота. Избыточные концентрации нитритов и нитратов отрицательно влияют на процессы очистки сточных вод и могут нанести вред здоровью живых существ:
- Повышенное содержание нитратов и нитритов в водоемах стимулируют чрезмерный рост водорослей (зарастание водоемов);
- Увеличение концентрации нитритов в водоеме приводит к поражению дыхательной системы рыб, нитратному шоку;
- Наличие нитритов снижает эффективность дезинфекции воды хлором;
- Питьевая вода или продукты питания, содержащие большое количество нитратов или нитритов, вызывает метгемоглобинемию (нарушение газообмена крови);
Мониторинг концентрации нитратов и нитритов необходим при:
Очистке сточных вод
Одним из этапов очистки сточных вод является нитрификация, в ходе которой аммиак и аммоний преобразуются в нитрат и нитрит под действием нитрифицирующих бактерий и сопутствующих технологических параметров: концентрация кислорода, pH, температура, после, нитраты и нитриты подвергаются денитрификации в бескислородной среде и удаляются из системы в виде молекулярного азота. Мониторинг в данном случае необходим на всех этапах очистки поскольку позволяет определить эффективность процессов очистки, а также судить соответствует ли остаточная концентрация нормативным значениям.
Производстве питьевой воды
Результаты мониторинга концентраций нитратов и нитритов в питьевой воде являются признаком процесса нитрификации, то есть наличия микроорганизмов в питьевой воде которые способны преобразовывать аммиак / аммоний в нитраты.
Отслеживание данного параметра крайне важно в целях защиты здоровья населения.
Поверхностные и грунтовые воды
Концентрация данных параметров в водных объектах регулируется экологическим законодательством. Поскольку нитраты и нитриты используются в сельском хозяйстве в качестве удобрения, они могут загрязнять поверхностные воды.
Также при осуществлении водозабора необходимо проводить мониторинг с целью определения этапов подготовки перед использованием воды в технологическом цикле, вода с повышенным содержанием нитратов может затруднять первичную очистку или быть непригодна для использования.
В Российской Федерации нормируется содержание нитратов в хозяйственно-бытовых и рыбохозяйственных водах. Нормирование происходит CанПиН’ом 1.2.3685-21, и приказом от 13.12.2016 N 552. Для вод рыбохозяйственного назначения предельно допустимая концентрация нитрат аниона составляет 40 мг/л, а для вод хозяйственно-бытового назначения 45 мг/л.
Как определить содержание нитратов/нитритов в воде: методы, оборудование, реагенты
Спектрофотометрия
LCK наборы представляют собой заранее отмеренные и подготовленные реагенты для анализа в герметичных кюветах. Они полностью совместимы со спектрофотометрами Hach серии DR. Таким образом достигается унификация всего процесса анализа, что приводит к повышению точности и надежности данных. Тест наборы LCK подходят для определения концентрации нитритов / нитратов в пробе сточной, поверхностной, питьевой воды а также в почве, субстратах и питательных средах.
- Определение концентрации нитратов в пробе воды с LCK 339 и LCK 340
Диапазон измерения набора LCK 339 составляет от 0,23 - 13,5 мг/л, а LCK 340 от 5 – 35 мг/л.
Принцип работы данных наборов одинаков и заключается в реакции нитрат ионов с 2,6-диметилфенолом в кислой среде с образованием окрашенного органического комплекса. Мешающим фактором является высокое содержание в пробе органических соединений, данный набор дает достоверные результаты при содержании последних менее 200 мг/л. Другим мешающим фактором могут стать нитриты (в концентрации более 2 мг/л,) и жесткость; мешающее влияние убирается добавкой амидсульфоновой кислоты и ЭДТА соответственно.
Для проверки качества и точности результатов рекомендуется использовать набор стандартов LCA 703 ADDISTA (LCK 339) и LCA 704 ADDISTA (LCK 340) - Определение содержания нитритов в воде с LCK 341, LCK 342 и LCK 343
Обладают диапазонами измерений 0,015 – 0,6 мг/л для LCK 341, 0,6 – 6 мг/л для LCK 342 и 2 – 90 мг/л для LCK 343.
По аналогии с вышеупомянутыми тестами на нитрат принципы работы данных тестов совпадают и заключаются в реакции нитритов в пробе с аминами, а затем с ароматическими соединениями. В результате происходит образование азокрасителей, интенсивность окраски которых измеряется фотометрически.
Также возможно измерение следовых количеств нитрита, в диапазоне от 0,0015-0,03 мг/л, с помощью LCK 541.
Принцип работы теста аналогичен вышеупомянутым тестам на нитрит. Для калибровки оборудования и проверки достоверности результатов рекомендуется использования стандартных растворов LCA 707 ADDISTA (LCK 341), LCA 709 ADDISTA (LCK 342).
Колориметрия
- Колориметрический метод анализа реализуются с помощью готовых тест наборов TNT на нитраты и нитриты с диапазонами охватываемых концентраций 0,2 - 30 мг/л и 0,002 - 0,5 мг/л. Принцип работы двух наборов заключается в реакции нитратов и нитритов с хромотроповой кислотой, с образованием окрашенного раствора, интенсивность окраски которого измеряется колориметрически на колориметре DR900. Каждый набор содержит 50 тестов.
Экспресс методы
- Тест полоски предоставляют возможность провести экспресс анализ, однако не способны дать точных результатов ввиду формы исполнения. Обладают диапазоном измерений от 0 – 50 мг/л по нитрату и от 0 – 3 мг/л по нитриту.
- Ион селективный электрод Intellical ISENO3181 подходит для прямого измерения концентрации нитратов в сточных, питьевых и технологических водах. Диапазон рабочих температур составляет от 0 – 50 °С. Для снятия показаний с электрода необходим портативный цифровой многопараметровый измеритель серии HQ. Серьезным преимуществом ионоселективных электродов является скорость получения данных и широкий диапазон измерений от 0,1 мг/л до 14 г/л, а также незначительна погрешность измерений, которая составляет около 0,05 %.
- Цветовые диски представляет собой портативные наборы для проведения визуального экспресс теста в полевых условиях. Принцип работы заключается в добавлении к двум анализируемой пробам реагентов на нитрат или нитрит, появление окраски в пробирках свидетельствует о наличии нитрата (янтарная окраска) или нитрита (розовая окраса). Затем пробирки устанавливаются в компаратор, цветовой диск вращается до совпадения цвета между диском и пробиркой. Результаты получают путем сравнивая полученного результата с калибровочной шкалой. Доступны различные диапазоны.
Наборы порошковых реагентов Powder Pillows
Данные наборы представляют собой порошковый реагент в индивидуальных пакетиках с отмеренной дозой реагента для проведения одного анализа. Реактивы Powder Pillows полностью совместимы с колориметрами и спектрофотометрами Hach.
- Реагенты Powder Pillows на нитрат представлены двумя наборами с диапазонами измерений от 0,3 - 30 мг/л и от 0,01 - 0,50 мг/л. Принцип работы заключается в реакции нитрат ионов с сульфаниловой кислотой с образованием соли диазония, которая соединяясь с гентизиновой кислотой образует раствор янтарного цвета. Цвет анализируется с помощью фотометра или колориметра на длинах волн 400 нм и 420 нм соответственно.
- Реагенты Powder Pillows на нитрит представлены двумя наборами с диапазонами измерений от 0,002 - 0,30 мг/л и от 2 - 250 мг/л. Принцип работы заключается в следующем, образующиеся при добавлении пакетика реагентов соли диазония вступают в реакцию с хромотроповой кислотой с появлением розовой окраски, за счет образования нового комплексного соединения. Цвет анализируется с помощью фотометра или колориметра на определенных длинах волн.
Компания АкваАналитикс®💧является официальным представителем Hach в России и странах СНГ. Свяжитесь с нами и наши специалисты подберут реактивы или приборы для определения NO3- и NO2- в воде, как в лаборатории так и в режиме реального времени.
Представительство в России: +7 (495) 201-53-02 info@aquaanalytics.ru
Представительство в Узбекистане: +998 (90) 174-57-84 info@aquaanalytics-tekhnika.ru