DUSIČNANOVÉ IONTY

Go Direct Nitrate

Sonda dusičnanových aniontů

V projektu Znečištění-vod.cz se k měření koncentrace dusičnanových iontů NO3-využívá čidlo Go Direct Nitrate ISE Electrode od firmy Vernier.

Měření je prováděno buď v podélném profilu měřeného toku nebo u odebraných vzorků. V obou případech se měří minimálně po dobu tří minut a s následnou ustálenou hodnotou se dále pracuje.

Jak sonda dusičnanových iontů funguje

Sonda měří napětí mezi referenční elektrodou na bázi Ag/AgCl a snímací elektrodou, která obsahuje membránu z PVC. Tato membrána (vpodstatě porézní plastový disk) je propustná pro dusičnanové anionty, nikoliv však pro vodu. Jak se mění počet dusičnanových iontů procházejících membránou ke snímací elektrodě, mění se také měřené napětí. Na základě toho vypočítává připojené rozhraní koncentraci iontů v roztoku.

Zdroj: vernier.cz

Rozsah měření: 1 mg/l až 10 000 mg/l

Přesnost: ±10 % z rozsahu kalibrace (při kalibraci s dodanými kalibračními roztoky 1 mg/L a 100 mg/L je tedy přesnost ±10 mg/L)

Rozsah pH, ve kterém lze sondu používat: 2,5 – 11

Teplotní rozsah, ve kterém lze sondu používat: 0 °C až 50 °C

Interferující ionty: CIO₄⁻, I⁻, ClO₃⁻, CN⁻ a BF₄⁻

Zdroj: vernier.cz

CHEMICKÝ VZOREC: NO3-

OXIDAČNÍ STAV: -1 (záporný náboj na celém iontu)

Dusičnanové ionty (NO₃⁻) jsou záporně nabité částice (anionty), které vznikají jako konečný produkt nitrifikace v půdě a vodě. Tyto ionty jsou součástí dusíkového cyklu a vznikají oxidací dusitanů (NO₂⁻) za přítomnosti kyslíku. Při denitrifikaci se dusičnany za nepřítomnosti kyslíku mohou opět přeměnit na plynný dusík (N₂), což uzavírá koloběh dusíku:

NO₂⁻ + 0,5 O₂ → NO₃⁻

Dusičnanové ionty jsou stabilní ve vodním prostředí, avšak za anaerobních podmínek se mohou mikrobiálně redukovat zpět na dusík (N₂).

Původ dusičnanových iontů

Dusičnanové ionty se v prostředí vyskytují jak přirozeně, tak v důsledku lidské činnosti:

Přirozené procesy: Dusičnany vznikají během nitrifikace jako konečný produkt oxidace amonných iontů (NH₄⁺) přes dusitany na dusičnany. Tento proces provádějí nitrifikační bakterie, které oxidují amoniak za přítomnosti kyslíku.
Lidská činnost: Dusičnany se mohou dostávat do půdy a vodních zdrojů použitím dusíkatých hnojiv, která se rozpouštějí a pronikají do podzemních a povrchových vod. Významný přísun dusičnanů pochází také z odpadních vod a průmyslových aktivit.

Vliv dusičnanových iontů na kvalitu vody

Dusičnanové ionty mohou mít významný dopad na vodní prostředí a zdraví organismů, zejména v případě vysokých koncentrací. Mezi hlavní vlivy patří:

1. Eutrofizace

Dusičnanové ionty jsou důležitou živinou pro růst řas a sinic, což při jejich nadměrném přísunu způsobuje eutrofizaci. Tento proces podporuje růst řas, který může vést k vyčerpání kyslíku ve vodě, což ohrožuje ryby a další vodní organismy. Výsledkem je zhoršení kvality vody a její estetické hodnoty.

2. Zhoršení kvality pitné vody

Přítomnost dusičnanů v pitné vodě představuje riziko, zejména pro kojence, u kterých mohou dusičnany způsobit methemoglobinémii („modrou nemoc“). Vysoké koncentrace dusičnanů mohou také přispívat k tvorbě zdraví škodlivých nitrosaminů, které jsou potenciálně karcinogenní. Úprava vody s vysokým obsahem dusičnanů je nákladná a může vést ke zvýšení obsahu dalších chemických látek.

Limitní hodnoty výskytu dusičnanových iontů

Limity pro obsah dusičnanů ve vodě se různí podle norem a účelu použití vody. Pro povrchové vody jsou obvykle stanoveny následující hodnoty:

Pitná voda: Podle českých a evropských norem by obsah dusičnanů neměl překročit 50 mg/l, protože vyšší koncentrace představují zdravotní riziko.

Voda pro ochranu vodních ekosystémů: Pro citlivé ekosystémy se doporučuje obsah dusičnanů pod 10 mg/l, aby byla zajištěna ochrana vodních organismů.

Ostatní povrchové vody: Limity dusičnanů pro vody, které nejsou určeny k pitným účelům, se pohybují do 25 mg/l, přičemž vyšší koncentrace mohou signalizovat znečištění nebo problém s kvalitou vody.