Dušik, skupni

 Natisni

Kaj je dušik?

Dušik je kemijski element s simbolom N, atomskim številom 7 in relativno atomsko maso 14. Dušik se lahko nahaja v obliki dvoatomne molekule (N 2) kot brezbarvni plin in je del tekoče ali trdne spojine. Približno 78 % Zemljine atmosfere je sestavljeno iz dušika v plinasti obliki, zaradi česar je dušik najštevilčnejši nepovezan element. Med svojim ciklom dušik prehaja iz atmosfere v biosfero (v organske spojine) in nato nazaj v atmosfero. Kompleksni organizmi potrebujejo dušik za gradnjo osnovnih molekul, kot so aminokisline (in s tem beljakovine), nukleinske kisline (DNK in RNK) in adenozin trifosfat (ATP – molekula za prenos energije). Ker rastline ne morejo porabljati plinastega dušika, se za pretvorbo v amoniak in nitrit zanašajo na bakterije v tleh, ki vežejo dušik. Bakterije, ki tvorijo nitrat, v aerobnih pogojih pretvarjajo nitrit v nitrat. Nitrat predstavlja najbolj popolnoma oksidirano stanje dušika.

Nitrifikacija in denitrifikacija

Nitrifikacija je dvostopenjska biološka oksidacija amoniaka v nitrit in nazadnje v nitrat. Denitrifikacija je proces, pri katerem se s pomočjo mikrobov nitrat reducira in na koncu tvori molekularni dušik. Nitrifikacija/denitrifikacija se najpogosteje uporablja v procesih obdelave odpadnih vod. V teh procesih avtotrofne bakterije, kot so Nitrosomonas, ali heterotrofne bakterije, kot so Nitrobacter, za pretvorbo amoniaka, nitrita in nitrata v dušikov plin izrabljajo različne pogoje v oksičnem (aerobnem) in anoksičnem območju obdelave odpadnih vod.

Poleg drugih pomembnih dejavnikov, kot je alkalnost, je nadzor kisika ključnega pomena za nitrifikacijo. Med nitrifikacijo je treba spremljati in upravljati raztopljeni kisik (DO). Učinkovita denitrifikacija temelji na pomanjkanju raztopljenega kisika in ustrezni količini lahko razgradljivega ogljika.

Skupni Kjeldahlov dušik

Izraz skupni Kjeldahlov dušik označuje kombinacijo amoniaka in organskega dušika. Vendar ne zajema nitritnega dušika ali nitratnega dušika.

Skupni dušik

Skupni dušik je vsota vseh različnih oblik dušika, prisotnih v vodi, vključno z amoniakom in organsko vezanim dušikom (skupnim Kjeldahlovim dušikom) ter nitritom in nitratom.

Amoniak in amonij

Amoniak in amonij sta odvisna od vrednosti pH in temperature.

Obdelava vod

Amoniak (v plinasti obliki in koncentriranih raztopinah) lahko zaradi svojih jedkih lastnosti povzroči blago draženje oči ali kože in celo kemične opekline, odvisno od koncentracije. Poleg tega lahko amoniak tudi pri nizkih koncentracijah povzroča estetske težave, kot sta neprijeten okus ali vonj.

Obdelava odpadne vode

Amoniak je strupen za vodne organizme tudi v zelo nizkih koncentracijah. Čistilne naprave odvajajo obdelano vodo na različna mesta. Večina čistilnih naprav odvaja v prejemne vode, ki imajo posebej določeno uporabo in vodne organizme. Kombinacija le-teh določa raven amoniaka, ki ga je mogoče varno odvajati iz čistilne naprave.


V trgovino

Zakaj merimo dušik?

Medtem ko je dušik v obliki amoniaka, nitrita in nitrata osnovno hranilo za rastline in živali, lahko presežek dušika v mnogih primerih škoduje.

  • V vodnih telesih lahko visoke koncentracije dušika povzročijo zmanjšanje ravni DO in s tem negativno vplivajo na vodne organizme.
  • Pitna voda, ki vsebuje presežek dušika v obliki amoniaka ali nitrata, lahko predstavlja tveganje za javno zdravje. Poleg tega lahko spremembe koncentracije nitrita v sistemih za distribucijo pitne vode kažejo na začetek nitrifikacije, kar zmanjšuje kakovost vode.
  • Pri obdelavi odpadnih vod so visoke koncentracije amoniaka v povezavi s povišano vrednostjo pH lahko strupene za mikroorganizme, ki razkrajajo blato.

Pri družbi Hach ® so vam na voljo testna oprema, viri, usposabljanje in programska oprema, ki jo potrebujete za uspešno spremljanje in upravljanje ravni dušika v vaši procesni aplikaciji.

 

LCK

Priporočeni izdelki za merjenje dušika

Senzorji dušika Orbisphere 315xx

Patentirani senzor toplotne prevodnosti Orbisphere ® je bil oblikovan za neprekinjene meritve N 2 v plinasti fazi ali raztopljenega v tekočini.

V trgovino

Analizatorji skupnega dušika serije EZ

Spletni analizatorji serije EZ ponujajo več možnosti za spremljanje skupnega dušika v vodi.

V trgovino

Spektrofotometri

Družba Hach ustvarja rešitve, ki olajšajo vsakodnevno rutinsko testiranje.

V trgovino

Reagenti in standardi za skupni dušik

Družba Hach zagotavlja visokokakovostne reagente za rutinsko in zahtevno analizo vode.

V trgovino

LT200

LT200 je zasnovan tako, da prihrani čas in zagotavlja natančnost testiranja.

V trgovino

 

Pri katerih procesih je treba izvajati spremljanje nitrata/nitrita?

Površinska voda, mešana voda in podtalnica

Amoniak, nitrit in nitrat so lahko naravno prisotni v vodnih telesih ali pa so prisotni zaradi odtekanja gnojil, odtekanja živalskih odpadkov, neustreznih septičnih sistemov, mešanja s kloramirano vodo ali industrijskimi izpusti, ki vsebujejo zaviralce korozije. Zato je pomembno spremljati raven amoniaka, nitrita in nitrata, da lahko usmerjamo in optimiziramo postopek obdelave.

Turkizna voda se lesketa v jami. Viri podtalnice pogosto vsebujejo dušik, ki je naravno prisoten v obliki amoniaka, nitrita in nitrata.

Obdelava pitne vode

Kadar se amoniak ne uporablja pri dezinfekciji, lahko njegova prisotnost v sistemu za distribucijo pomeni izpiranje materialov, uporabljenih pri gradnji cevovodov, ali onesnaženje vode zaradi poškodb sistema. Kadar se neželeni amoniak združi s klorom, to zmanjša moč dezinfekcije pri kloriranju.

Kadar se amoniak uporablja za dezinfekcijo v procesu kloraminacije, je treba spremljati in upravljati njegovo raven, da se zaščiti zdravje ljudi.

Ta obrat za obdelavo vode uporablja amoniak, vir dušika pri dezinfekciji.

Akvakultura

Kot odpadek vodnih organizmov je amoniak lahko strupen za ribe in vodne rastline že pri koncentraciji 0,5 mg/L. V akvarijih se amoniak lahko hitro pretvori v nitrit in sčasoma nitrat. Večina akvarijev si prizadeva, da amoniak ni prisoten.

V naravnih vodnih okoljih lahko visoka raven amoniaka povzroči prekomerno rast alg, kar blokira sončno svetlobo ter ovira hranjenje in fotosintezo.

Akvakulturne mrežne ograde za gojene morske sadeže. Stranski proizvod gojenja je amoniak, ki je lahko strupen tudi za ribe.

Kmetijstvo

Rastline s pomočjo dušika v obliki amoniaka ustvarjajo osnovne organske molekule, ki jih potrebujejo zapleteni organizmi. Za pomoč ali izboljšanje tega naravnega procesa (ki je del cikla dušika) gnojilom pogosto dodajo amoniak. Tako na primer hidroponske hranilne raztopine uvajajo dušik kot amoniakovo sol. Amoniak je lahko prisoten tudi v zemlji zaradi odmerjanja sečnine.

Kmetijski traktor gnoji poljščine z vnosom dušika v obliki amoniaka.

Farmacevtska proizvodnja

V farmacevtski proizvodnji se raztopina amoniaka uporablja za regeneracijo šibkih anionskih izmenjevalnih smol in uravnavanje vrednosti pH v procesni vodi.

V farmacevtskih izdelkih se raztopina amoniaka uporablja za regeneracijo šibkih anionskih izmenjevalnih smol. Amoniak je vir dušika.

Obdelava odpadne vode

Metode skupnega dušika merijo obremenitve z dušikom na dotokih, v vmesnih fazah obdelave blata in na odtokih, da se oceni splošna učinkovitost čistilne naprave. Ocena ravni dušika omogoča spremljanje, prilagajanje in učinkovitost zmanjšanja ravni dušika skozi celotno obdelavo.

Običajne ravni amoniaka v surovi komunalni odpadni vodi znašajo od 30 mg/L do 50 mg/L NH 3 -N. Ravni nitrata kažejo stopnjo pretvorbe amoniaka in organskih dušikovih oblik v nitrat z aerobno biološko obdelavo med nitrifikacijo.

Razbremenilni bazen za odpadne vode spremlja skupni dušik v vodi na dotoku med vmesnimi stopnjami obdelave blata.

Čas zadrževanja blata

Pravilni čas zadrževanja blata (SRT) in nivo MLSS v prezračevalnem bazenu sta temeljna za skladnost in energetsko učinkovito obdelavo za zagotovitev stabilne nitrifikacije.

Obdelava blata v tem prezračevalnem bazenu začne nitrifikacijo amoniaka. Spremljanje dušika na tem mestu zagotavlja skladnost in energetsko učinkovito obdelavo.

Kako poteka spremljanje skupnega dušika?


Hachov komplet reagentov za dušik – amoniak, TNT, AmVer (salicilat), nizko območje

Metoda redukcije s titanovim kloridom (skupni anorganski dušik)

Titanovi (III) ioni v osnovnem okolju reducirajo nitrat in nitrit v amoniak. Po centrifugiranju, s katerim se odstranijo trdne snovi, se amoniak združi s klorom in tvori monokloramin. Monokloramin reagira s salicilatom in tvori 5-aminosalicilat (zelena raztopina), enako kot pri metodi s salicilatom v amoniakovem dušiku (oglejte si dušik in amoniak).

Namizni:

Skupni anorganski dušik


Hachov komplet reagentov za (skupni Kjeldahlov) dušik

Nesslerjeva metoda (skupni Kjeldahlov dušik)

Pri tem testu se ugotavlja samo vrednosti organskih dušikovih sestavin, ki so prisotne kot organsko vezan dušik v trinegativnem stanju. Dušik v tej obliki se pretvori v amonijevo sol ob delovanju žveplene kisline in vodikovega peroksida. Amoniak nato analizirajte s prilagojeno Nesslerjevo metodo. Valovna dolžina merjenja znaša 460 nm pri spektrofotometrih ali 420 nm pri kolorimetrih.

Namizni/prenosni:

TNT nizko merilno območje

TNT visoko merilno območje

Anorganske in organske dušikove spojine se razklopijo s peroksodisulfatom in oksidirajo v nitrat. Nitratni ioni reagirajo z 2,6-dimetilfenolom v raztopini žveplove in fosforjeve kisline ter nastane nitrofenol. Valovna dolžina merjenje znaša 345 nm.

Namizni:

LCK138 nizko merilno območje

LCK 238 srednje merilno območje

LCK338 visoko merilno območje

LCK438 visoko merilno območje

Anorganske in organske dušikove spojine se razklopijo s peroksidisulfatom in oksidirajo v nitrat. Nitrat se reducira v nitrit z dodajanjem reagenta za redukcijo. Nitrit v kislem mediju reagira z barvnim reagentom in tvori vijolični azo kompleks.

Online:

Analizatorji serije EZ za skupni dušik

 

Za več informacij o spremljanju drugih oblik dušika obiščite naslednje strani o povezanih parametrih: amoniak in amonij, nitrat in nitrit.

Pogosto zastavljena vprašanja

Katera območja TN so na voljo pri analizatorjih serije EZ?

Spletni analizatorji serije EZ ponujajo več možnosti za spremljanje skupnega dušika v vodi. Običajno se uporabljajo pri odpadni vodi in površinski vodi.

  • EZ7700 za dušik, skupni, 0,1 - 2 mg/L
  • EZ7701 za dušik, skupni, 0,2 - 5 mg/L
  • EZ7702 za dušik, skupni, 0,25 - 10 mg/L
  • EZ7703 za dušik, skupni, 0,5 - 20 mg/L

Serija EZ ponuja tudi kombinirane analizatorje TN/TP:

  • EZ7600 za dušik, skupni, 0,05 - 2 mg/L + fosfor, skupni, 0,01 - 1 mg/L
  • EZ7601 za dušik, skupni, 0,1 - 5 mg/L + fosfor, skupni, 0,02 - 2 mg/L
  • EZ7602 za dušik, skupni, 0,2 - 10 mg/L + fosfor, skupni, 0,05 - 5 mg/L
  • EZ7603 za dušik, skupni, 0,5 - 50 mg/L + fosfor, skupni, 0,05 - 10 mg/L
    Serijo EZ je mogoče tudi konfigurirati za merjenje TN, NO 3 in NO 2:
    EZ7750 za dušik, skupni, 0,1 - 2 mg/L + nitrat, 5 - 600 µg/L + nitrit, 10 - 800 µg/L

Kakšno je razmerje med spojinami, ki vsebujejo dušik?

Spodaj je povzetek razmerja med različnimi dušikovimi spojinami in metodo za dušik, ki se priporoča za analizo:

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

(TN) = organski dušik (ves) + NH 3 + NO 3 - + NO 2 -

(TKN) = organski dušik (trinegativni oksidativni*) + NH 3

* Trinegativni oksidativni: se ne upošteva za azid, azin, azo, hidrazon, nitril, nitro, nitrozo, oksim in semikarbazon

Primerjava rezultatov TKN

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

TKN = (pribl.) NH 3 + organski dušik

Organski dušik:

TKN - NH 3 = organski dušik

TN-TIN = organski dušik

Legenda kratic:

Skupni anorganski dušik (TIN)
Amoniak (NH 3)
Amonij (NH 4 +)
Nitrat (NO 3 -)
Nitrit (NO 2 -)
Skupni Kjeldahlov dušik (TKN)
Skupni dušik (TN)

Ali družba Hach ponuja test skupnega organskega dušika?

Družba Hach nima metode za neposredno merjenje skupnega organskega dušika.

Obstajata dva načina za določanje skupnega organskega dušika v vzorcu:

  • Izmerite TKN (skupni Kjeldahlov dušik) in za izračun skupnega organskega dušika odštejte rezultate amoniaka; ali
  • Izmerite skupni dušik in za izračun skupnega organskega dušika odštejte rezultat skupnega anorganskega dušika.