การวิเคราะห์หาไนโตรเจนและฟอสฟอรัสทั้งหมด (Persulfate oxidation)(Grasshoft et al., 1983)

พิมพ์
ให้เรตสมาชิก
ไม่ดีดี 

ในปัจจุบันการหาไนโตรเจนทั้งหมด (total nitrogen, TN)ในน้ำมีหลายวิธี เช่น วิธีเปอร์ซัลเฟตออกซิเดชัน วิธีโฟโต้ออกซิเดชัน วิธีเจลดาห์ล เป็นต้น วิธีเจลดาห์ลเป็นวิธีดั้งเดิมที่ใช้กันทั่วไปแต่วิธีดังกล่าวมีข้อเสียหลายประการ เช่น ใช้เวลานาน ใช้สารเคมีพวกกรดซัลฟูริกเข้มข้นและเมอร์คิวริกออกไซด์ ซึ่งเป็นอันตรายต่อผู้วิเคราะห์และสิ่งแวดล้อม รวมทั้งผู้วิเคราะห์ต้องสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงในขณะทำการวิเคราะห์ ตลอดจนถึงต้องใช้ตู้ควัน (fume hood) หรืออุปกรณ์ความปลอดภัยพิเศษอื่นๆ ค่าที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยวิธีเจลดาห์ลจะไม่รวมไนโตรเจนที่อยู่ในรูปไนไตรท์กับไนเตรท

สำหรับวิธีเปอร์ซัลเฟตออกซิเดชันนั้น หลังจากย่อยตัวอย่างในหม้อนึ่งความดันสูงแล้วนำตัวอย่างที่ผ่านการย่อยไปวิเคราะห์หาไนเตรทด้วยวิธี cadmium reduction และ diazotization แม้ว่าวิธีนี้มีข้อเสียตรงที่ใช้แคดเมียมซึ่งเป็นอันตรายต่อผู้วิเคราะห์และสิ่งแวดล้อม แต่เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีเจลดาห์ลแล้วน่าจะเหมาะสำหรับการหาไนโตรเจนทั้งหมดในน้ำในตัวอย่างที่เป็นน้ำทะเล ซึ่งนอกจากใช้อุปกรณ์ง่ายๆ ไม่ซับซ้อน ห้องปฏิบัติการทั่วไปๆ สามารถจัดหาได้หรือมีอยู่แล้ว เช่น หม้อนึ่งความดันสูง คอลัมน์ไนเตรท เป็นต้น ยังวิธีนี้ยังปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากกว่าอีกด้วย

ข้อดีอีกประการหนึ่งของวิธีนี้ก็คือ หากผู้วิเคราะห์ต้องการวิเคราะห์ฟอสฟอรัสทั้งหมดหรือต้องการวิเคราะห์หาไนโตรเจนหรือฟอสฟอรัสที่ละลายน้ำ (TDN หรือ TDP)ก็สามารถทำพร้อมกันไปได้เลย และถ้าวิเคราะห์ไนโตรเจนหรือฟอสฟอรัสทั้งหมดและไนโตรเจนหรือฟอสฟอรัสที่ละลายน้ำจากตัวอย่างเดียวกันผลที่ได้ยังสามารถนำไปหาไนโตรเจนหรือฟอสฟอรัสในอนุภาคได้อีกด้วย

 

เครื่องมือและอุปกรณ์

๑. ขวดย่อยตัวอย่าง ขวดย่อยตัวอย่างอาจเป็นขวดที่เนื้อวัสดุทำด้วย polypropylene หรือ teflon หรือขวดแก้วที่มีฝาปิดเป็นเกลียวและสามารถใส่ตัวอย่าง ๑๐-๕๐ มิลลิลิตรได้ ก่อนใช้ทำความสะอาดด้วยการล้างด้วยน้ำกลั่นหลายๆ ครั้ง

๒. หม้อนึ่งความดันสูงหรือหม้อหุงข้าวไฟฟ้า

๓. คอลัมน์ไนเตรทตามวิธีการใน Strickland and Parsons (1972)

 

น้ำยาเคมีและวิธีเตรียม 

๑. น้ำกลั่น

น้ำกลั่นที่ใช้ควรมีไนโตรเจนต่ำ เช่น น้ำกลั่น de-ionized น้ำกลั่นควรมีค่าการดูดกลืนแสงไม่เกิน ๐.๐๑

๒. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ๐.๐๗๕ M

ละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์(ACS grade) ๓.๐ กรัม ในน้ำกลั่น แล้วปรับปริมาตรให้ได้ ๑ ลิตร เก็บไว้ในขวดพลาสติกที่มีฝาปิดสนิท

๓. สารละลายออกซิไดซิง

ละลายโปแตสเซียมซัลเฟต ๑๐ กรัม และกรดบอริก ๖ กรัม ในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ๐.๐๗๕ M จำนวน ๑ ลิตร เก็บรักษาสารละลายที่ได้ในขวดพลาสติกที่มีฝาปิดสนิทไว้ในที่อุณหภูมิห้องได้เป็นเวลา ๗ วัน

 

Autoclave

Autoclave ที่ใช้ในการวิเคราะห์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสทั้งหมด

๔. สารละลายมาตรฐานไนโตรเจน

๑) stock standard solution : สารละลายมาตรฐานไนโตรเจนใช้ไกลซีนเป็นตัวแทนของอินทรีย์ไนโตรเจน เตรียมโดยชั่งไกลซีน ๐.๕๓๖๒ กรัม ละลายในน้ำกลั่นและปรับปริมาตรให้ได้ ๑ ลิตร สารละลายนี้ความเข้มข้น ๑๐๐ mg-N/L

๒) intermediate standard solution :เตรียมโดยดูดสารละลายจาก stock มา ๑๐ มิลลิลิตร ใส่ลงในขวดวัดปริมาตรขนาด ๑๐๐ มิลลิลิตร ปรับปริมาตรให้ได้ ๑๐๐ มิลลิลิตร สารละลายที่ได้มีความเข้มข้น ๑๐ mg-N/L 

๓) working standard solution : เตรียมโดยดูดสารละลายจากข้อ ๒) มา ๑๐ มิลลิลิตร ใส่ลงในขวดวัดปริมาตรขนาด ๑๐๐ มิลลิลิตร และปรับปริมาตรให้ได้ ๑๐๐ มิลลิลิตร สารละลายที่ได้มีความเข้มข้น ๑ mg-N/L

๕. สารละลายมาตรฐานฟอสฟอรัส

๑) stock standard solution :ละลายโปแตสเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต(KHPO ) (อบ ๑๐๕ องศาเซลเซียส เป็นเวลา ๑ ชั่วโมง) ๐.๒๑๙๗ กรัม ในน้ำกลั่นแล้วเติมน้ำกลั่นให้ครบ ๑ ลิตร สารละลายจะมีความเข้มข้น ๕๐ mg-P/L

๒) intermediate standard solution : เตรียมโดยไปเปต stock standard solution มา ๒ มิลลิลิตร ใส่ในขวดวัดปริมาตรขนาด ๑๐๐ มิลลิลิตร แล้วปรับปริมาตรให้ได้ ๑๐๐ มิลลิลิตร สารละลายที่ได้จะมีความเข้มข้น ๑ mg-P/L

๓) working standard solution : เตรียมโดยปิเปต intermediate standard solution มา ๕ มิลลิลิตร ใส่ลงในขวดวัดปริมาตรขนาด ๑๐๐ มิลลิลิตร และปรับปริมาตรให้ได้ ๑๐๐ มิลลิลิตร สารละลายที่ได้มีความเข้มข้น ๐.๐๕ mg-P/L

 

การเก็บตัวอย่างและการรักษาตัวอย่าง

การเก็บตัวอย่างน้ำใช้ขวดแก้วหรือขวดพลาสติก หากเก็บตัวอย่างไว้ในที่เย็นและมืด สามารถเก็บไว้ได้ ๑ วัน ถ้าต้องการเก็บไว้นานควรแช่แข็งตัวอย่างทันที (quick deep-freezing) ถ้าต้องกรองตัวอย่างควรกรองทันทีไม่เกิน ๑ ชั่วโมงหลังจากเก็บตัวอย่างด้วยอุปกรณ์ด้วยใช้แผ่นกรอง GF/C หรือ GF/F

 

ขั้นตอนวิเคราะห์

๑. วิเคราะห์ทั้งไนโตรเจนและฟอสฟอรัสทั้งหมด(TN และ TPพร้อมกัน)

- ดูดน้ำตัวอย่าง ๒๕ มิลลิลิตร ใส่ในขวดย่อยตัวอย่างพร้อมกับเติมสารเคมี สำหรับออกซิไดส์ ๕ มิลลิลิตร ด้วยไปเปตแบบกระเปาะ (ถ้าตัวอย่างแช่เย็นหรือแช่แข็งต้องให้อุณหภูมิของน้ำ ตัวอย่างมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้องก่อน) 

- ดูดสารมาตรฐานของไกลซีนจาก stock ความเข้มข้น ๑.๐๐ mg-N/L จำนวน ๕ มิลลิลิตร และสารมาตรฐานของฟอสเฟต ๐.๐๕ mg-P/L ๒๐ มิลลิลิตร ลงในขวดย่อย แล้วเติมสารเคมีสำหรับออกซิไดส์ ๕ มิลลิลิตร 

- สำหรับ reagent blank เติมเฉพาะสารเคมีสำหรับออกซิไดส์ ๕ มิลลิลิตร เท่านั้น

- นำไปย่อยด้วยหม้อนึ่งความดันสูง (๑๒๑ องศาเซลเซียส , ๑๕ ปอนด์/ตารางนิ้ว) เป็นเวลา ๓๐ นาที

- หลังจากตัวอย่างเย็นแล้ว เขย่าขวดตัวอย่างเพื่อให้ตะกอนขาวละลาย จากนั้นจึงใช้ไปเปตดูดสารละลายที่ได้ ๕ มิลลิลิตร ลงในขวดวัดปริมาตร เจือจางให้เป็น ๑๐๐ มิลลิลิตร แล้วนำไปวิเคราะห์เช่นเดียวกับการวิเคราะห์หาไนเตรท ส่วนสารละลายที่เหลือนำไปวิเคราะห์หาฟอสเฟตตามวิธีการใน Strickland and Parsons (1972)

๒. วิเคราะห์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสที่ละลายน้ำทั้งหมด (TDNและTDP) พร้อมกัน ดำเนินการเช่นเดียวกับการวิเคราะห์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสทั้งหมดเพียงแต่ใช้ตัวอย่างน้ำที่กรองผ่านแผ่นกรอง GF/C หรือ GF/F หรือแผ่นกรองมิลลิพอร์

๓. วิเคราะห์เฉพาะไนโตรเจน (ทั้งTNและTDN)

- ดูดน้ำตัวอย่าง ๒๕ มิลลิลิตร ใส่ในขวดย่อยตัวอย่างพร้อมกับเติมสารเคมี สำหรับออกซิไดส์ ๕ มิลลิลิตร ด้วยไปเปตแบบกระเปาะ(ถ้าตัวอย่างแช่เย็นหรือแช่แข็งต้องให้อุณหภูมิของน้ำตัวอย่างมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้องก่อน)

- ดูดสารมาตรฐานของไกลซีนจาก stock ความเข้มข้น ๑.๐๐ mg-N/L จำนวน ๒๕ มิลลิลิตร แล้วเติมสารเคมีสำหรับออกซิไดส์ ๕ มิลลิลิตร

- สำหรับ reagent blank เติมเฉพาะสารเคมีสำหรับออกซิไดส์ ๕ มิลลิลิตร

- นำไปย่อยด้วยหม้อนึ่งความดันสูง (๑๒๑ องศาเซลเซียส , ๑๕ ปอนด์/ตารางนิ้ว) เป็นเวลา ๓๐ นาที

- หลังจากตัวอย่างเย็นแล้ว เขย่าขวดตัวอย่างเพื่อให้ตะกอนขาวละลาย จากนั้นจึงใช้ไปเปตดูดสารละลายที่ได้ ๕ มิลลิลิตร ลงในขวดวัดปริมาตร เจือจางให้เป็น ๑๐๐ มิลลิลิตร แล้วนำไปวิเคราะห์เช่นเดียวกับการวิเคราะห์หาไนเตรท ส่วนสารละลายที่เหลือทิ้งไป

๔. วิเคราะห์เฉพาะฟอสฟอรัส (ทั้งTPและTDP)

- ดูดน้ำตัวอย่าง ๒๕ มิลลิลิตร ใส่ในขวดย่อยตัวอย่าง เติมสารเคมีสำหรับออกซิไดส์ ๕ มิลลิลิตร ด้วยไปเปตแบบกระเปาะ(ถ้าตัวอย่างแช่เย็นหรือแช่แข็งต้องให้อุณหภูมิของน้ำตัวอย่างมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้องก่อน)

- ดูดสารมาตรฐานของฟอสเฟต ๐.๐๕ mg-P/L ๒๕ มิลลิลิตร ลงในขวดย่อยแล้วเติมสารเคมีสำหรับออกซิไดส์ ๕ มิลลิลิตร

- สำหรับ reagent blank เติมเฉพาะสารเคมีสำหรับออกซิไดส์ ๕ มิลลิลิตร

- นำไปย่อยด้วยหม้อนึ่งความดันสูง(๑๒๑ องศาเซลเซียส , ๑๕ ปอนด์/ตารางนิ้ว) เป็นเวลา ๓๐ นาที

- หลังจากตัวอย่างเย็นแล้ว เขย่าขวดตัวอย่างเพื่อให้ตะกอนขาวละลาย จากนั้นจึงใช้ไปเปตดูดสารละลายที่ได้ทิ้งไป ๕ มิลลิลิตร ส่วนที่เหลือนำไปวิเคราะห์หาฟอสเฟตตามวิธีการใน Strickland and Parsons (1972)

 

การคำนวณ

๑. กรณีวิเคราะห์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสพร้อมกัน

๑) ไนโตรเจน (TN หรือ TDN)

เมื่อ C = ความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานไกลซีนในขั้นตอนสุดท้าย (= ๐.๐๐๘๓ mg-N/L)
Abs.Std. = ค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายมาตรฐาน
Abs.Blank = ค่าการดูดกลืนแสงของแบลงค์
Abs.Sample = ค่าการดูดกลืนแสงของน้ำตัวอย่าง
D = อัตราส่วนการเจือจาง (Dilution factor)(= ๒๔) 

๒) ฟอสฟอรัส(TP หรือ TDP)

 

เมื่อ C = ความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานฟอสเฟตในขั้นตอนสุดท้าย(= ๐.๐๓๐ mg-P/L)
Abs.Std. = ค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายมาตรฐาน
Abs.Blank = ค่าการดูดกลืนแสงของแบลงค์
Abs.Sample = ค่าการดูดกลืนแสงของน้ำตัวอย่าง
D = อัตราส่วนการเจือจาง (Dilution factor)( = ๑.๓๒)

๒. กรณีแยกวิเคราะห์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส 

๑) ไนโตรเจน(TN หรือ TDN) 

เมื่อ C = ความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานไกลซีนในขั้นตอนสุดท้าย (= ๐.๐๔๒ mg-N/L)
Abs.Std. = ค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายมาตรฐาน
Abs.Blank = ค่าการดูดกลืนแสงของแบลงค์
Abs.Sample = ค่าการดูดกลืนแสงของน้ำตัวอย่าง
D = อัตราส่วนการเจือจาง (Dilution factor) )( = ๒๔) 

๒) ฟอสฟอรัส(TP หรือTDP)

 

 


เมื่อ C = ความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานฟอสเฟตในขั้นตอนสุดท้าย ( = ๐.๐๓๘ mg-P/L)
Abs.Std. = ค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายมาตรฐาน
Abs.Blank = ค่าการดูดกลืนแสงของแบลงค์
Abs.Sample = ค่าการดูดกลืนแสงของน้ำตัวอย่าง
D = อัตราส่วนการเจือจาง (Dilution factor) ( = ๑.๓๒)

๓) ฟอสฟอรัสหรือไนโตรเจนในรูปอนุภาค(PP หรือ PN)

PN (mg-N/L) = TN-TDN 

PP (mg-N/L) = TP-TDP 


การควบคุมคุณภาพและการประกันคุณภาพ

๑. ในกรณีที่มีการเจือจางตัวอย่างด้วยน้ำกลั่น ใช้น้ำกลั่นเป็นแบลงค์ แล้ววิเคราะห์เช่นเดียวกับตัวอย่าง

๒. ในแต่ละชุดตัวอย่างจะต้องวิเคราะห์ตัวอย่างซ้ำ ๑ ตัวอย่างเพื่อตรวจสอบความเที่ยงตรง

๓. การวิเคราะห์แต่ละวันจะต้องมีการวิเคราะห์ตัวอย่างที่รู้ค่าเพื่อตรวจสอบความแม่นยำ

๔. หาประสิทธิภาพของคอลัมน์เช่นเดียวกับการวิเคราะห์ไนเตรท

2010-2013 www.aquatoyou.com สงวนไว้ซึ่งสิทธิทั้งหมด Free joomla templates |