Hidrológiai Közlöny 1983 (63. évfolyam)
7. szám - Huszár Gizella–Dr. Csanády Mihály–Ullrich Edéné–Somló Lajos: Vizek ammóniumion-tartalmának meghatározása indofenolos spektorfotometriás módszerrel
Hidrológiai Közlöny 1983. 7. sz. 307 Vizek ammónium-ion tartalmának meghatározása indofenolos spektrofotometriás módszerrel HUSZÄ11 GIZELLA*, — DR. CSANÁDY MIHÄL Y**, ULLRICH EDÉN É*,—SOMLÓ LAJOS** Bevezetés Az ammónium-ion a nitrogén körfolyamat egyik komponense. Természetes úton főleg a növényi és állati hulladékanyagoknak, szerves nitrogén vegyületeknek a baktériumok és gombák áltatörténő lebomlásakor keletkezik ammónium-ion, amit a vízkémiai gyakorlatban (pontatlanul) ammóniának szokás nevezni. Emberi tevékenység során trágyázással és műtrágyázással jut a talajba. A nitrogén körfolyamatban az ammóniát a talajbaktériumok a nitrifikáció során előbb nitritté, majd nitráttá oxidálják. A különböző nitrogénvegyületek a csapadékvíz hatására kioldódnak a talajból, és bekerülnek a talajvízbe. Az ammónium-ion meghatározásának közegészségügyi szempontból nagy jelentősége van, mivel a vizek ammónia tartalma (felszíni vízben, talajvízben) a szerves szennyezettség jelzője: jelenléte — természetes körülmények között — bomló fehérjét vagy fehérjebomlás terméket jelez. Az ammónia tartalom ismerete akkor is lényeges, ha nincs szennyezésjelző szerepe (pl. mélyfúrású kutak vizében), mivel az ammónia a víz klórozása során klóramin-képződés miatt nehézségeket okozhat: csökkenti a klór fertőtlenítő hatását, kellemetlen szagot adhat a víznek. Úgy tűnik, hogy a nagy ammónia tartalmú vizek esetében a hálózatban bekövetkező minőségromlásnak is nagyobb a valószínűsége. Egyes felszíni vizek (pl. a Duna) ammónia tartalma a bevezetett házi és ipari szennyvizek következtében növekszik (ez főleg a téli hónapokban észlelhető),anii a belőlük nyert ivóvíz ammónia tartalmának növekedésével járhat. Ez a jelenség is alátámasztja az ammónia meghatározás fontosságát. Előzmények Az ammónium-ion meghatározásása a vízanaliti-. kai gyakorlatban fotometriás, potenciometriás és — desztilláció után — térfogatos eljárásokat használnak. A térfogatos eljárás természeténél fogva csak nagyobb koncentrációk mérésére használható, ezért csak szennyvizek vizsgálatánál van gyakorlati jelentősége [1]. Az ionszelektív elektróddal történő potenciometriás mérés korszerű, gyors, bizonyos métertartományban nagyon jó. Az ivóvízminősítési szabvány [2] legszigorúbb határértéke 0,1 mg NH + 4/l, tehát ennél kisebb értékeket megbízhatóan mérni kell. A potenciometriás módszer alsó méréshatára — mértékadó nemzetközi szervezet állásfoglalása szerint [3] — 0,2 mg/l; vagyis az ivóvizek esetében átfogandó * Pest megyei KÖJÁL, Budapest. ** Országos Közegészségügyi Intézet, Budapest. koncentráció-tartomány alsó részén már nem megfelelő ez az eljárás sem. Az ivóvizek ammónia-nitrogén tartalmának spektrofotometriás mérésére legelterjedtebben a Nessler által kidolgozott módszert használják. A módszer lényege az, hogy a vízmintához adott ún. Nessler-reagens (kálium-higany(II)-jodid lúgos oldata) hatására a felszabaduló ammóniából higany(H)-amido-jodid képződik, ami sárgásbarna színeződést okoz: Ntf ,CI + 2K 2HgJ 4 + 4KOH -HgO • Hg(NH 2) J + + KC1 + 7KJ+3H,0 A reakcióelegy színintenzitása — meghatározott körülmények között — a minta ammónium-ion tartalmával arányos. A legrégebben alkalmazott változatnál [4] a színegyenlőségig történő titrálást használták. Ennél az eljárásnál a lassú reakció (színkialakulás), és a titrálás során gyakran képződő csapadék megnehezítette az értékelést. Használják a Nessler-módszer olyan változatát, is, amelynél a minták színintenzitását színmérő sorozattal hasonlítják össze, vagy kalibráció után fotométerrel mérik [5]. Ennek a változatnak is több hátránya van. A reakcióelegy kolloidikailag nem stabil, így a spektrofotométerrel mérhető abszorbancia értéke időben változik. Ugyancsak nem állandó az NH 3-t nem tartalmazó) „vakpróba" színintenzitása (ill. abszorbancia értéke), amely a mintákétól eltérően változik. A Nessler-reagens színes, ami egyrészt szükségessé teszi az eljárás során a pontos adagolását, másrészt a „vakpróbának" nagy abszorbancia értéket ad. A meghatározást befolyásolják az ivóvizekben jelenlévő vas(II)ionok (pozitív hibát okoznak), továbbá a kalciumés magnézium-sók, amelyek nagy koncentrációban csapadékot képezve lehetetlenné teszik a fotometriás mérést. Ez utóbbi ugyan megfelelő komplexképző adagolásával kiküszöbölhető, a vas zavaró hatása azonban csak csökken, de nem szűnik meg. A Nessler módszer helyettesítésére Berthelot már 1859-ben kidolgozott egy más elven alapuló ammónia meghatározási eljárást. Reagensként fenolt és nátrium-hipokloritot alkalmazott lúgos közegben, amelyek hatására az ammóniával kék színű indofenol képződött. A reakció lassan (70 °C-on 45 perc) ment végbe. A reakció sebességének a növelésére Riely az izopropanol és n-butanol, vagy az aceton és metilalkohol elegyét is tartalmazó fenol oldatot alkalmazta eredményesen [6]. Ezzel a változtatással a reakcióidő szobahőfokon 20 percre csökkent. Mivel a reakció a Nessler módszerhez hasonlóan lúgos közegben megy végbe, számolni kell a
