Die Methode der Verwendung von 220 nm- und 275 nm-Ultraviolettfiltern zur Messung des Gesamtstickstoffgehalts in wässrigen Lösungen
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Stickstoff im Wasser umfasst Nitritstickstoff, Nitratstickstoff, anorganische Ammoniumsalze, gelöstes Ammoniak und organische stickstoffhaltige Verbindungen, die sich durch biochemische Vorgänge ineinander umwandeln können. Gesamtstickstoff bezieht sich auf den Gesamtstickstoffgehalt in löslicher und suspendierter Partikelform. Wenn der Stickstoff- und Phosphorgehalt im Oberflächenwasser zu hoch ist, wird das Gewässer eutroph. Dies führt zur Vermehrung von Mikroorganismen, starkem Planktonwachstum und einer Verschlechterung der Wasserqualität, beispielsweise durch Rote Fluten.
In wässrigen Lösungen über 60 °C kann Kaliumpersulfat wie folgt unter Bildung von atomarem Sauerstoff zerfallen:
K2S2O3 + H2O2KHSO4 + [0]
Der entstehende atomare Sauerstoff kann die meisten organischen Stickstoffverbindungen, Ammoniak und Nitritstickstoff unter Hochdruckdampfbedingungen zwischen 120 °C und 140 °C zu Nitrat oxidieren. Am Beispiel von Harnstoff (CO(NH2)2) als Vertreter löslicher organischer Stickstoffverbindungen lässt sich die Oxidation verschiedener Stickstoffformen wie folgt darstellen:
CO(NH2)2+2NaOH +8[0] 2NaNO3 +3H2O + CO₂
(NH4)2SO4 +4NaOH+8[0] 2NaNO3 + Na₂SO₄ +6H₂O
NaNO₂ +[0]-NaNO3
Nitrationen weisen unter UV-Licht eine charakteristische starke Absorption bei 220 nm auf, jedoch praktisch keine Absorption bei 275 nm; gelöste organische Stoffe absorbieren sowohl bei 220 nm als auch bei 275 nm. Daher können Absorptionen bei 220 nm (A220) und 275 nm (A275) gemessen werden. Die korrigierte Absorption wird mit der folgenden Formel berechnet:
A = A{220} - 2A{275}
Nach Abzug der Absorption eines Blindversuchs wird der Gesamtstickstoffgehalt (berechnet als NO3-N) mithilfe einer Kalibrierungskurve oder Regressionsgleichung ermittelt.
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