INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
	CHEMIA SANITARNA
II ROK INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA DZIENNE GRUPA 27 B	8.04.2013
TEMAT 6 Azot i jego formy. AUTORZY OPRACOWANIA: Piotr Waśkowicz

I CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Związki azotu zawarte w wodach naturalnych mogą być pochodzenia organicznego jak produkty biochemicznego rozkładu białek roślinnych i zwierzęcych) lub pochodzenia mineralnego tj. mogą one pochodzić z gleby nawożonej nawozami sztucznymi, ze ścieków przemysłowych, a niekiedy też z atmosfery zawierającej tlenki azotu (po wyładowaniach elektrycznych). W wodach podziemnych amoniak może powstać na skutek redukcji azotanów i azotynów przez siarkowodór, piryty a w wodach bagiennych przez związki humusowe. W wyniku biochemicznego rozkładu białek przez drobnoustroje powstaje amoniak. W wodach naturalnych kation amonowy jest nietrwały i pod wpływem czynników chemicznych i biochemicznych przechodzi w inne postacie związków azotu. Przy dostatecznej ilości tlenu rozpuszczonego w wodzie wydzielający się amoniak może być utleniany do kwasu azotawego wskutek działania bakterii Nitrosomonas. Proces utleniania amoniaku do kwasu azotawego można przedstawić w formie uproszczonej za pomocą sumarycznego równania:

NH₃ + 3/2O₂ = HNO₂ + H₂O

W warunkach aerobowych proces nitryfikacji amoniaku nie zatrzymuje się na tym etapie, ponieważ pod wpływem działania innych bakterii (z rodzaju Nitrobacter) kwas azotawy utlenia się do kwasu azotowego:

HNO₂ + 1/2O₂ = HNO₃

Azotany są, więc końcowym produktem złożonego procesu biochemicznego utleniania substancji organicznych zawierających azot.

W przeciwieństwie do procesu nitryfikacji w wodach zanieczyszczonych (ubogich w tlen) zachodzi proces denitryfikacji, w którym jony NO₃^- są z kolei rozkładane do NO₂^-, NH₃ lub N₂ pod wpływem działania bakterii zwanych denltryfikacyjnymi. Proces denitryfikacji azotanów do amoniaku można przedstawić w prostej formie:

HNO₃ + H₂O = NH₃ + 2CO₂

Tlen pochodzący z azotanów jest zużywany na utlenianie związków organicznych bezazotowych zawartych w wodzie. W warunkach anaerobowych proces denitryfikacji azotanów połączony z równoczesnym utlenianiem związków organicznych rozpuszczonych w wodzie prowadzi do tworzenia się azotu zgonie z równaniem:

5C₆H₁₂O₆ + 24KNO₃ = 26KHCO₃ + 6CO₂ + 12N₂

Dzięki nitryfikacji i denitryfikacji związki azotu w wodach naturalnych mogą przechodzić z jednej postaci w drugą. W związku z tym przy ocenie stopnia zanieczyszczenia wód naturalnych azotem rozpatruje się pod kątem ich jakościowego i ilościowego wstępowania w wodach. Obecność w wodzie powierzchniowej amoniaku wobec braku azotynów wskazuje na świeże zanieczyszczenie wody ściekami gospodarczymi lub innymi związkami organicznymi zawierającymi azot. Obecne występowanie amoniaku i azotynów świadczy o tym, że od zanieczyszczenia minął jakiś czas.

W ocenie wody z punktu higieniczno-sanitarnego istotne znaczenie ma nie ilość amoniaku w wodzie, co jego pochodzenie, gdyż amoniak pochodzący z odpadków zwierzęcych jest wskaźnikiem zanieczyszczenia i wzbudza zawsze podejrzenie, że woda jest zanieczyszczona ściekami gospodarczymi, w których znajdują się czynniki chorobotwórcze.

Woda pitna zgodnie z przepisami nie powinna zawierać amoniaku i azotynów pochodzenia zwierzęcego lub innych produktów mogących ostrzegać o jej zanieczyszczeniu. Natomiast amoniak i azotyny pochodzenia mineralnego nie są normowane dla wód użytkowych, gdyż związki te występują w wodach podziemnych w niewielkich ilościach i same nie mają szkodliwego wpływu na zdrowie.

II CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA 

Oznaczanie azotu amonowego metodą bezpośredniej Nessleryzacji.

Do cylindra Nesslera odmierzono 50 cm³ badanej wody, do której dodano 1 cm³ soli Seignetta i następnie 1 cm³ odczynnika Nesslera. Próbkę wymieszano i po 10 minutach zmierzono intensywność zabarwienia na spektrofotometrze, przy długości fali 425 nm, równą 0,044. Korzystając z krzywej wzorcowej obliczono zawartość azotu amonowego w badanej wodzie równą 0,014 mg/dm³.

Oznaczanie azotu azotynowego.

Do cylindra Nesslera odmierzono 100 cm³ badanej wody i dodano 1 cm³ roztworu kwasu sulfanilowego, poczym zawartość wymieszano i pozostawiono na 5 minut. Po tym czasie do próbki dodano 1 cm³ roztworu α-naftyloaminy i 1 cm³ roztworu octanu sodu. Zawartość próbki ponownie wymieszano i po upływie 10 minut zmierzono intensywność zabarwienia roztworu równą 0,080 przy długości fali 520 nm. Następnie obliczono stężenie azotu azotynowego, korzystając z krzywej wzorcowej, równą 0,7 mg/dm³

III WNIOSKI

W badanej wodzie znaleziono śladowe ilości amoniaku, nieprzekraczające dopuszczalnego progu 0,5 mg/dm³.

Zawartość azotynów w badanej wodzie przekracza przyjętą dopuszczalną zawartość dla wód spożywczych wynoszącą 0,5 mg/dm³.

literatura: B. Gomółka, E. Gomółka Ćwiczenia laboratoryjne z chemii wody, Wrocław 1992