مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش فلزات سنگین و شبه‌فلزات (As, Pb, Hg, Cd, Cr⁶⁺, Ni, Cu, Fe, Mn) در آب و فاضلاب

۱. آماده‌سازی نمونه و پیش‌تصفیه

• اسیدی‌سازی نمونه با HNO₃ با هدف pH<2 فوراً پس از برداشت

• نگهداری در دمای 4 °C و آنالیز در کمتر از 6 ماه (EPA)

• فیلتراسیون (0.45 µm) برای جداسازی ذرات معلق قبل از آنالیز محلول

۲. روش‌های آنالیتیکال

• ICP–MS (EPA 200.8, ISO 17294‑2)

  • ظرفیت چندعنصری، حد تشخیص ppt–ppb

  • مناسب برای همه فلزات فهرست‌شده

• ICP–OES (EPA 200.7, ISO 11885)

  • آنالیز همزمان Cu, Ni, Fe, Mn, Cd, Pb

  • Cr و As با دقت کمتر؛ Hg نیاز به پیش‌تصفیه خاص

• AAS شعله‌ای (Flame AAS, EPA 7000B, ASTM D 5673)

  • Cu, Ni, Fe, Mn, Cd, Pb

  • حد تشخیص ~ 0.01–0.1 mg/L

• AAS کوره گرافیتی (GFAAS, EPA 200.9)

  • افزایش حساسیت برای Cd, Pb, As, Se

  • حد تشخیص ~ µg/L

• Hydride Generation AAS (HG‑AAS, EPA 206.3)

  • As (all species → AsH₃)، Se, Sb

• Cold Vapor AAS (CV–AAS, EPA 245.1)

  • Hg⁰ از Hg²⁺ با NaBH₄ → اندازه‌گیری Hg

• Speciation for Cr⁶⁺ (EPA 7196A, Colorimetric DPC)

  • واکنش دی‌فنیل‌کاربازید (DPC) در pH≈2–3 → رنگ بنفش در λ≈540 nm

• الکترودهای ISE

  • Fe²⁺/Fe³⁺ و Cu²⁺ در غلظت‌های بالا (mg/L)

۳. دستگاه‌ها و کیت‌های میدانی

• ICP–MS / ICP–OES دستگاه رومیزی با توربواتومتر اتوماتیک نمونه

• AAS شعله‌ای و GFAAS با کوره گرافیت و پمپ تزریق خودکار

• فتومتر یا اسپکتروفوتومتر برای روش‌های رنگ‌سنجی As/Cr⁶⁺

• Cold Vapor Generator برای Hg

• Hydride Generator برای As

• کیت‌های تجاری (Hach, Merck) برای نمونه‌گیری سریع (As, Cr⁶⁺, Cu, Fe, Mn)

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• EPA Methods:

  • 200.8 (ICP–MS), 200.7 (ICP–OES), 245.1 (Hg CV–AAS), 206.3 (As HG–AAS), 7196A (Cr⁶⁺ colorimetric)

• ISO Standards:

  • 17294‑2 (ICP–MS), 11885 (ICP–OES), 8288 (GFAAS), 8288‑2 (Flame AAS)

• Standard Methods (APHA):

  • 3111 B (Flame AAS), 3114B (GFAAS), 3500 As D (HG–AAS), 3500 Hg B (CV–AAS), 3500 Cr C (DPC)

۵. نکات اجرایی و کنترل کیفیت

• استفاده از blankهای اسیدی، نمونه‌های مرجع (CRM) و duplicate

• درونیابی داخلی (Internal Standard) در ICP–MS برای اصلاح تداخل ماتریسی

• ماتریس مطابقتی (Matrix Matching) در کالیبراسیون برای آب‌های شور یا فاضلاب صنعتی

• حفظ شرایط تمیزی ظروف و پراب‌ها جهت جلوگیری از آلودگی ثانویه

• کنترل دوره‌ای غلظت HNO₃، غلظت کاتالیزگر (Ag₂SO₄ در COD)، و بررسی افت جریان آمونیاک در Cold Vapor

• آزمون Recovery با افزودن استاندارد known spike به نمونه برای اطمینان از صحت بازیابی فلزات

خلاصه:
برای پوشش طیف وسیع فلزات و شبه‌فلزات در آب و فاضلاب، معمولاً ICP–MS یا ICP–OES روش‌های مرجع اصلی هستند و برای موارد خاص HG–AAS, CV–AAS, Cr⁶⁺ Colorimetric و Flame/GF AAS به‌کار می‌روند. رعایت نمونه‌برداری اسیدی، کالیبراسیون مطابقتی، کنترل کیفیت مستمر و ماتریس‌سازی برای نتایج دقیق و قابل‌اتکا ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش سختی کل (Ca²⁺ + Mg²⁺) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• تیترومتری EDTA (Complexometric Titration)

  • نمونه را با بافر آمونیاکی تا pH≈10 تنظیم می‌کنند (برای حذف تداخل فلزات دیگر).

  • افزودن معرف اِرِیترو‌برموتیمول (EBT) → رنگ بنفش (Ca²⁺) یا قرمز (Mg²⁺).

  • تیتر با محلول استاندارد EDTA (معمولاً 0.01 N) تا تغییر رنگ به آبی.

  • محاسبه سختی کل بر حسب mg CaCO₃/L از حجم مصرفی EDTA.

• فلزسنجی اتمی (Atomic Absorption Spectroscopy, AAS)

  • هضم اسیدی نمونه و اندازه‌گیری جذب Ca و Mg در طول موج‌های مخصوص (422.7 nm برای Ca, 285.2 nm برای Mg).

  • تبدیل غلظت فلزات به سختی معادل CaCO₃.

• ICP‑OES / ICP‑MS

  • نمونه با اسید هضم می‌شود یا مستقیماً اسپری می‌گردد.

  • آنالیز عناصر Ca و Mg و محاسبه سختی کل.

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography)

  • تزریق نمونه صاف‌شده به ستون کاتیونی.

  • تفکیک Ca²⁺ و Mg²⁺ و آشکارسازی با هدایت‌سنج.

• روش رنگ‌سنجی تجاری (Colorimetric Test Kits)

  • کیت‌های آماده با معرف EBT یا لونتروسین برای سختی کل.

  • خوانش مستقیم با فتومتر در λ≈610–655 nm.

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• بورت و پیپت حجمی برای تیترومتری EDTA

• پی‌اچ‌متر و محلول بافر آمونیاکی (pH 10)

• EDTA استاندارد (0.01 N) و معرف EBT

• AAS با کوره گرافیتی یا شعله اترنیتی

• ICP‑OES / ICP‑MS برای غلظت عناصر کم

• Ion Chromatograph با ستون آنیونی/کاتیونی و آشکارساز conductivity

• فتومتر یا اسپکتروفوتومتر برای کیت‌های رنگ‌سنجی

• فیلتراسیون نمونه (0.45 µm) برای حذف ماتریس معلق

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 2340 C: EDTA Titrimetric Method for Hardness

• ISO 6059: Determination of Calcium and Magnesium (EDTA)

• EPA Method 200.7: AAS for Ca & Mg

• Standard Methods 3111 B: Flame AAS for Hardness Ions

• ASTM D 1126: Titrimetric Hardness Method

• ISO 11885: ICP‑OES determination of elements

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• بافر pH و تداخل‌ها

  • pH باید دقیق در 10 نگه داشته شود تا Mg²⁺ کاملاً توسط EDTA پیچیده شود و فلزات Fe²⁺/Al³⁺ مسدود شوند.

• کالیبراسیون EDTA

  • تیتراسیون محلول EDTA با استاندارد CaCO₃ برای تعیین دقیق نرمالیته قبل از آزمایش.

• انتخاب شاخص رنگی

  • EBT برای سختی کل و calmagite (لونتروسین) در کیت‌های تجاری برای دامنه حساس‌تر.

• پیش‌ساده‌سازی نمونه برای AAS/ICP

  • اسیدی‌سازی با HNO₃ به pH<2 برای جلوگیری از رسوب Ca/Mg.

  • برای فاضلاب غلیظ یا مات، رقیق‌سازی یا فیلتراسیون لازم است.

• پایش روش گرافیتی در AAS

  • تنظیم طول موج و دمای کوره مناسب برای Ca و Mg

  • استفاده از استانداردهای چند نقطه‌ای (0.1–10 mg/L)

• کنترل کیفیت

  • اجرای blank (آب مقطر اسیدی شده)، نمونه spike recovery (90–110 %) و duplicate (%RSD < 5).

• واحد گزارش

  • mg CaCO₃/L یا °dH (آلمان)، ppm Knoop (آمریکا)؛ تبدیل برحسب معادله:

    Hardness (mg CaCO₃/L)=[Ca (mg/L)×2.497]+[Mg (mg/L)×4.115].\{Hardness (mg CaCO₃/L)} = \bigl[\{Ca (mg/L)}\times 2.497\bigr] + \bigl[\{Mg (mg/L)}\times 4.115\bigr].

خلاصه:
سختی کل را اغلب با تیترومتری EDTA (APHA 2340 C، ISO 6059) و معرف EBT تعیین می‌کنند و برای دقت بالاتر از AAS یا ICP بهره می‌برند. رعایت pH=10 دقیق، کالیبراسیون EDTA، پیش‌تصفیه نمونه و کنترل کیفیت برای نتایج معتبر ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش سولفات (SO₄²⁻) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• توربیدیمتری باریوم (Turbidimetric Barium Sulfate)

  • واکنش SO₄²⁻ با محلول BaCl₂ در محیط اسیدی → رسوب BaSO₄

  • اندازه‌گیری کدورت (λ≈420 nm) یا پراکندگی نور (90°)

• رسوب‌گیری گراومتریک (Gravimetric Barium Sulfate)

  • افزودن BaCl₂ و نگه‌داشتن pH≈2–4 → رسوب

  • شستشو، خشک‌کردن (105 °C) و توزین BaSO₄

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography)

  • تزریق نمونه صاف‌شده به ستون آنیونی

  • جداسازی SO₄²⁻ و آشکارسازی با هدایت‌سنج یا UV (λ≈200–210 nm)

• ICP‑OES / ICP‑MS

  • هضم اسیدی نمونه → اندازه‌گیری S (عنصر) → محاسبه غلظت SO₄²⁻

• آزمایش رنگ‌سنجی تجاری (Methylthymol Blue)

  • واکنش SO₄²⁻ با معرف Methylthymol Blue⁺Ba²⁺ → تغییر رنگ (λ≈600 nm)

• الکترود Selective Ion (ISE)

  • الکترود پلیمری حساس به SO₄²⁻، کالیبراسیون با محلول‌های استاندارد

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر با فیلتر 420 nm (تurbidimetric) یا 600 nm (colorimetric)

• تجهیزات گراومتریک: فر (105 °C)، باسکول دقیق (±0.1 mg)

• Ion Chromatograph با ستون آنیونی و آشکارساز conductivity/UV

• ICP‑OES / ICP‑MS برای تحلیل عنصری دقیق

• الکترود ISE سولفات و مولتی‌متر/پتانسیومتر دیجیتال

• سیستم FIA برای بررسی سریع با کیت‌های SO₄²⁻

• فیلتراسیون نمونه: سرنگ‌فیلتر 0.45 µm یا فیلتر خلأ

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods 4500‑SO₄²⁻ E: Turbidimetric Method

• Standard Methods 4500‑SO₄²⁻ B: Gravimetric Method

• ISO 10304‑1/2: Determination of anions by IC

• EPA Method 375.4: Turbidimetric Sulfate

• ASTM D 516: Gravimetric Sulfate

• ASTM D 5414: Turbidimetric Sulfate

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• pH نمونه: برای روش باریوم، pH را به 2–4 تنظیم کنید تا BaSO₄ به‌خوبی رسوب کند.

• پیش‌تصفیه: نمونه‌های مات یا حاوی روغن را فیلتر یا سانتریفیوژ نمایید.

• کالیبراسیون:

  • منحنی استاندارد با محلول‌های SO₄²⁻ (5, 10, 25, 50, 100 mg/L)

  • بررسی خطی بودن پاسخ (R²≥0.995)

• تداخل‌ها:

  • حضور PO₄³⁻ و SiO₂ می‌تواند در روش توربیدیمتری اختلال ایجاد کند؛ از حذف یا بلوک‌کننده‌های مناسب استفاده کنید.

  • در IC، کدورت و مواد آلی مانع تفکیک می‌شوند؛ نمونه را صاف و در صورت نیاز رقیق کنید.

• دامنه اندازه‌گیری و رقت:

  • Gravimetric: 50–3 000 mg/L

  • Turbidimetric: 1–250 mg/L

  • IC: 0.05–500 mg/L

  • ICP: 0.01–100 mg/L

  • ISE: 10–1 000 mg/L (حساسیت محدود در پایین‌تر)

• کنترل کیفیت:

  • اجرای blank، نمونه spike recovery (90–110 %) و duplicate (٪RSD < 5)

  • استفاده از استاندارد مرجع (CRM) سولفات

خلاصه:
برای تعیین سولفات از روش توربیدیمتری (APHA 4500‑E, EPA 375.4) یا گراومتریک (APHA 4500‑B, ASTM D516) استفاده کنید. برای غلظت‌های پایین‌تر می‌توانید از Ion Chromatography (ISO 10304) یا ICP بهره ببرید. رعایت «تنظیم pH، کالیبراسیون دقیق، حذف تداخل‌ها و کنترل کیفیت مستمر» برای نتایج دقیق ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش‌های مربوط به کلرید (Cl⁻) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• تیترومتری آرژانتومتریک (Silver Nitrate Titration):

  • نمونه را با افزودن محلول AgNO₃ تیتر می‌کنند تا AgCl سفید تشکیل شود.

  • نقطه انتهایی با نشانه‌گر کرومات (K₂CrO₄) مشخص می‌شود (رنگ قرمز–قهوه‌ای Ag₂CrO₄).

• روش کلرید سنج نقره (Mercuric Nitrate Titration):

  • مشابه روش آرژانتومتریک، ولی به‌جای کرومات از Hg(NO₃)₂ و معرف diphenylcarbazone استفاده می‌شود.

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography):

  • جداسازی Cl⁻ در ستون آنیونی و آشکارسازی با هدایت‌سنج یا UV (λ≈190–210 nm).

• الکترود Selective Ion (ISE):

  • الکترود پلیمری یا شیشه‌ای حساس به Cl⁻، کالیبراسیون با محلول‌های استاندارد (1–100 mg/L).

• روش رنگ‌سنجی تجاری (Mercuric Thiocyanate):

  • واکنش Cl⁻ با Hg(SCN)₂ → آزادسازی SCN⁻ → تشکیل Fe(SCN)₃ قرمز (λ≈465 nm).

• آنالیز آنلاین کلرید (Flow Injection/Photometric):

  • تزریق نمونه به سیستم FIA با معرف نقره یا سیانید→ خوانش خودکار نوری.

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات مورد نیاز

• تیتراتور حجمی الکترونیک با دوشاخ خودکار و گردش‌گر (magnetic stirrer)

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر با فیلتر 465 nm یا UV

• Ion Chromatograph با ستون آنیونی و آشکارساز conductivity/UV

• الکترود ISE کلرید و مولتی‌متر/پتانسیومتر دیجیتال

• سیستم FIA با پمپ و سلول نوری

• کیت‌های کلرید رنگ‌سنجی (Merck, Hach)

• فیلتراسیون نمونه (0.45 µm) برای حذف ذرات معلق

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 4500‑Cl⁻ B: Argentometric Method

• APHA 4500‑Cl⁻ D: Mercuric Thiocyanate Colorimetric

• ISO 9297: Chloride Determination by Titration with Silver Nitrate

• EPA Method 325.1: Colorimetric Determination Using Mercuric Thiocyanate

• ISO 11206: Determination of chloride by Ion Chromatography

• ASTM D 512: Chloride Ion in Water

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری:

  • pH نمونه باید نزدیک خنثی باشد (3–11)؛ در صورت اسیدی یا قلیایی بودن، قبل از تیتر pH را تنظیم کنید.

  • ذخیره در یخچال (4 °C) و آنالیز حداکثر تا 48 h.

• کالیبراسیون:

  • تیتراتور با استاندارد NaCl (0, 10, 50, 100 mg/L) کالیبره شود.

  • الکترود ISE با محلول‌های مرجع کلرید (10, 100, 1000 mg/L) الگوبرداری گردد.

• تداخل‌های رایج:

  • برومید/یدید: در تیترومتری آرژانتومتریک هم‌رسوب می‌دهند؛ ممکن است نتیجه را بزرگ‌تر کنند.

  • نیتریت/سولفید: در روش رنگ‌سنجی با Hg(SCN)₂ با تداخل واکنش می‌کنند؛ نمونه را پیش‌تصفیه کنید.

  • مواد معلق: برای جلوگیری از واکنش سطحی Ag یا Hg، نمونه را فیلتر یا سانتریفیوژ کنید.

• دامنه اندازه‌گیری و رقت:

  • Argentometric: 0.1–200 mg/L

  • Colorimetric: 0.05–10 mg/L

  • IC: 0.01–500 mg/L

  • ISE: 1–10 000 mg/L (در غلظت‌های پایین دقت کمتر)

• کنترل کیفیت:

  • اجرای blank، نمونه spike recovery (90–110 %) و duplicate (%RSD < 5)

  • بررسی صحت با نمونه مرجع CRM کلرید

خلاصه:
کلرید را معمولاً با تیترومتری آرژانتومتریک (APHA 4500‑B, ISO 9297) یا Ion Chromatography (ISO 11206) تعیین می‌کنند. برای مقادیر پایین می‌توان از رنگ‌سنجی مرکوری‌تیوسیانات (EPA 325.1) و ISE استفاده نمود. رعایت «نمونه‌برداری و pH مناسب، کالیبراسیون دقیق، پیش‌تصفیه برای حذف تداخل‌ها و کنترل کیفیت مستمر» برای نتایج معتبر ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش فسفات (PO₄³⁻) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• روش رنگ‌سنجی آبی مولیبدات–آسکوربیک (Molybdenum Blue)

  • افزودن معرف آمونیم مولیبدات در اسید سولفوریک → تشکیل فسفو–مولیبدات

  • افزوده شدن اسکوربیک اسید → کاهش → رنگ آبی

  • خوانش جذب در λ≈880 nm یا 700 nm

• روش فسفومولتوکرسول (Phosphomolybdate-Kjeldahl)

  • هضم اسیدی با پرکلریک اسید + نیترات نقره → فسفومولتوکرسول

  • تیتر دورقمی با تیوسولفات یا رنگ‌سنجی

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography)

  • جداسازی طیفی آنیون‌ها در ستون مخصوص

  • آشکارسازی با هدایت‌سنج یا UV در λ≈210 nm

• ICP‑OES / ICP‑MS

  • هضم اسیدی نمونه → اندازه‌گیری فسفر (P) → تبدیل به PO₄³⁻

  • حد تشخیص پایین (µg/L) برای فاضلاب‌های رقیق

• الکترود Selective Ion (ISE)

  • الکترود پلیمری حساس به PO₄³⁻ با پتانسیل خروجی

  • کالیبراسیون با محلول‌های فسفات 0.1–10 mg P/L

• فلو‑اینJECTION (FIA) با رنگ‌سنجی

  • تزریق سریالی نمونه + معرف مولیبدات/اسکوربیک

  • آشکارسازی نوری خودکار

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر با فیلتر 880 nm (یا 700 nm)

• کیت مولیبدات–آسکوربیک (Merck, Hach)

• Ion Chromatograph با ستون آنیونی مناسب

• ICP‑OES / ICP‑MS برای اندازه‌گیری P کل

• الکترود ISE فسفات و مولتی‌متر با جبران دما

• سیستم FIA برای تست‌های پرسرعت

• فیلتراسیون نمونه (0.45 µm) جهت حذف ذرات معلق

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 4500‑P E/F: Phosphorus, Colorimetric (Molybdenum Blue)

• ISO 6878: Water quality – Determination of phosphate

• EPA Method 365.1: Phosphate by Ascorbic Acid Method

• Standard Methods 4500‑P (Colorimetric & Titrimetric)

• ASTM D 1426: Phosphate determination by colorimetry

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری

  • pH نمونه را به ~ 2 (با H₂SO₄) تنظیم کنید تا پلی‌فسفات‌ها هیدرولیز نشوند

  • نگهداری در 4 °C و تحلیل حداکثر طی 48 h

• کالیبراسیون دقیق

  • منحنی استاندارد 0.02, 0.1, 0.5, 1, 5 mg P/L

  • اطمینان از خطی بودن پاسخ (R²≥0.995)

• تداخل‌های رایج

  • آروماتیک‌ها یا ترکیبات رنگی: جذب زمینه را با blank تصحیح کنید

  • آلاینده‌های فلزی (Fe, Al): با EDTA یا فسفات مس مهار نمایید

  • نیترات و سیترات: در IC تداخل نزدیک پیک دارند؛ جریان eluate را بهینه کنید

• دامنه اندازه‌گیری و رقت

  • Colorimetric: 0.02–5 mg P/L

  • IC: 0.005–50 mg P/L

  • ICP: 0.001–10 mg P/L

  • ISE: 1–100 mg P/L

• کنترل کیفیت

  • اجرای blank، spike recovery (90–110 %) و duplicate (%RSD < 5)

  • نمونه کنترل داخلی (check standard) برای نظارت بر پایداری دستگاه

خلاصه:
تعیین فسفات با روش مولیبدات–آسکوربیک (APHA 4500‑P E, ISO 6878, EPA 365.1) یا Ion Chromatography و ICP‑OES انجام می‌شود. رعایت «تنظیم pH، کالیبراسیون استاندارد، کنترل تداخل‌ها و QC مستمر» برای نتایج دقیق ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش‌های مربوط به آمونیاک (NH₃/NH₄⁺) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• روش فنول–حلال‌سازی گلول (Phenate Method)

  • نمونه را در pH≈11 با NaOH و EDTA قلیایی می‌کنند تا آمونیوم به آمونیاک آزاد تبدیل شود.

  • افزودن معرف فنول و کلر آزاد (سورفکتانت + کلر) → تشکیل رنگ آبی‌سبز (at λ≈640 nm).

• روش نسلر (Nesslerization)

  • واکنش NH₃/NH₄⁺ با محلول نسلر (HgI₂+KI در محیط قلیایی) → رنگ زرد یا قهوه‌ای (λ≈425 nm).

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography)

  • تزریق نمونه صاف‌شده به ستون کاتیونی ویژه، جداسازی NH₄⁺ از دیگر کاتیون‌ها.

  • آشکارسازی با الکترود هدایت (conductivity) یا UV (λ=190–210 nm).

• الکترود Selective Ion (ISE)

  • الکترود شیشه‌ای یا پلیمری حساس به NH₄⁺، کالیبراسیون با محلول‌های استاندارد (0.1–100 mg/L).

• آنالیز جریان‌تزریقی (Flow Injection Analysis, FIA)

  • تزریق نمونه و معرف فنول/سالیسیلات در مسیر جریان، آشکارسازی نوری سریالی.

• آنالایزر آنلاین آمونیاک

  • اتوماتیک در تصفیه‌خانه‌ها با روش‌های رنگ‌سنجی یا ISE و ثبت پیوسته داده‌ها.

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات مورد نیاز

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر با فیلتر 640 nm (Phenate) یا 425 nm (Nessler)

• کیت‌های فنول–سالیسیلات و نسـلر (مرک، هَک)

• Ion Chromatograph با ستون کاتیونی و آشکارساز conductivity/UV

• الکترود ISE آمونیوم و مولتی‌متر/پتانسیومتر دیجیتال

• سیستم FIA با پمپ فشار و سلول نوری

• آنالایزر آنلاین با مبدل خودکار نمونه و دیتالاگر

• فیلتراسیون نمونه (0.45 µm) برای حذف ذرات معلق

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 4500‑NH₃ G (Phenate)

• APHA 4500‑NH₃ H (Nessler)

• ISO 7150‑1: Determination of ammonium by Spectrometric method

• EPA Method 350.1: Phenate method for ammonia

• ISO 10304‑1: Ion Chromatography for dissolved ions

• ASTM D 1426: Nessler method for ammonia

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری

  • pH نمونه را به ≤ 2 (با H₂SO₄) برای جلوگیری از نوسان بین NH₃/NH₄⁺ و فعالیت میکروبی تنظیم کنید.

  • نگهداری در 4 °C و تحلیل حداکثر طی 24 h برای جلوگیری از تغییر غلظت.

• کالیبراسیون

  • منحنی استاندارد با محلول‌های NH₄⁺ شناخته‌شده (0.1, 1, 5, 10, 20 mg/L).

  • بررسی خطی بودن پاسخ (R²≥0.995).

• تداخل‌های رایج

  • رنگ محلول یا کدورت: در روش رنگ‌سنجی با بلوک کردن آشکارساز یا رقیق‌سازی نمونه اصلاح شود.

  • آمین‌ها یا ترکیبات آلی نیتروژن‌دار: ممکن در Nessler تداخل کنند؛ در روش Phenate کنترل می‌شوند.

  • فلزات دوظرفیتی (Fe²⁺، Mn²⁺): با EDTA یا فلزگیرها مهار شوند.

• دامنه اندازه‌گیری و رقت

  • Phenate: 0.02–2 mg/L

  • Nessler: 0.1–10 mg/L

  • IC: 0.01–50 mg/L

  • ISE: 1–200 mg/L (حساسیت پایین‌تر در پیکو–میلی‌گرم).

• کنترل کیفیت

  • blank (آب مقطر)، نمونه مرجع (spike recovery 90–110 %) و نمونه duplicate (%RSD < 5).

  • بررسی صحت با استاندارد مرجع (CRM) در فواصل زمانی منظم.

خلاصه:
غلظت آمونیاک را می‌توان با روش Phenate (APHA 4500‑G) یا Nessler (4500‑H)، Ion Chromatography یا ISE مطابق ISO 7150‑1 و EPA 350.1 تعیین کرد. کلید موفقیت «تنظیم pH مناسب، کالیبراسیون دقیق، کنترل تداخل‌های ماتریسی و نگهداری صحیح نمونه» است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش‌های مربوط به نیتریت (NO₂⁻) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• روش رنگ‌سنجی (Griess Reaction):

  1. نمونه را با معرف Griess (سولفانامید + N‑(1‑naphthyl)ethylenediamine) در محیط اسیدی مخلوط می‌کنند.

  2. NO₂⁻ با معرف واکنش داده و تشکیل رنگ صورتی می‌دهد.

  3. خوانش جذب نوری در طول موج حدود 540 nm.

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography):

  1. تزریق نمونه صاف‌شده به ستون آنیونی مناسب.

  2. تفکیک NO₂⁻ از دیگر آنیون‌ها با محلول جریان ثابت (eluent).

  3. آشکارسازی با هدایت‌سنج (conductivity) یا UV در λ≈210 nm.

• الکترود Selective Ion (ISE):

  1. استفاده از الکترود پلیمری یا شیشه‌ای حساس به NO₂⁻.

  2. کالیبراسیون در چند نقطه (مثلاً 0.1، 1، 10 mg/L NO₂⁻).

  3. ثبت پتانسیل و تبدیل آن به غلظت با منحنی کالریبراسیون.

• طیف‌سنجی UV مستقیم (Methaemoglobin Method):

  1. افزودن معرف قلیل (به طور مثال متهموگلوبین) که با NO₂⁻ واکنش داده و جذب در λ≈546 nm تغییر می‌کند.

  2. تصحیح جذب زمینه با خوانش در λ≈630 nm.

۲. دستگاه‌ها و لوازم مورد نیاز

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر با فیلتر/مونومتر 540 nm (رنگ‌سنجی).

• ست رنگ‌سنجی تجاری (Hach, Merck) یا معرف Griess خشک‌شده در ویال.

• Ion Chromatograph با پمپ جریان بالا و آشکارساز هدایت یا UV.

• الکترود ISE نیتریت و پتانسیومتر/مولتی‌متر دیجیتال.

• فیلتراسیون نمونه: سرنگ‌فیلتر 0.45 µm یا سیستم خلأ.

• کیت‌های میدانی سریع (test strips) مبتنی بر Griess برای حدود ppm.

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods 4500‑NO₂⁻ B: Colorimetric, Griess reaction.

• EPA Method 353.2: Colorimetric for nitrite plus nitrate (with cadmium reduction).

• ISO 6777: Water quality – Determination of nitrite – Spectrometric method (Griess).

• ISO 10304‑1/2: Determination of dissolved anions (including nitrite) by IC.

• ASTM D 4327: Spectrophotometric method for nitrite in water.

• APHA 4500‑NO₂⁻ C: Electrode method.

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری:

  • اسیدی‌سازی نمونه تا pH ~ 2 (با H₂SO₄ ملایم) برای جلوگیری از تبدیل نیتریت به نیترات توسط باکتری‌ها.

  • نگهداری در 4 °C و تحلیل در بازه ≤ 24 h.

• کالیبراسیون دقیق:

  • تهیه­ محلول‌های استاندارد NO₂⁻ (0.05، 0.5، 1، 5 mg/L)

  • اطمینان از خطی بودن منحنی (R²≥0.995).

• تداخل‌های رایج:

  • آمونیوم/آمونیاک: در روش Griess تداخل ندارد، اما در IC ممکن است نزدیک به پیک‌ش است.

  • نیترات: در روش Griess فقط NO₂⁻ را رنگ‌سنج می‌کند؛ در روش EPA 353.2 نیترات ابتدا با کادمیوم به NO₂⁻ تبدیل می‌شود.

  • آهن (Fe²⁺/Fe³⁺): می‌تواند رنگ‌سنجی را مخدوش کند؛ نمونه را در صورت لزوم با EDTA بافر کنید.

• دامنه اندازه‌گیری و رقت:

  • روش Griess: 0.02–2 mg/L

  • IC: 0.005–50 mg/L

  • ISE: 1–100 mg/L (حساسیت کمتر در غلظت‌های پایین)

• کنترل کیفیت:

  • اجرای blank (آب مقطر)، نمونه مرجع (spike recovery 90–110 %) و duplicate (٪RSD < 5).

  • بررسی پایداری خوانش‌ها با نمونه کنترل داخلی (check standard) در فواصل زمانی.

خلاصه:
نیتریت را معمولاً با Griess Colorimetry (Standard Methods 4500‑NO₂⁻ B, ISO 6777) یا Ion Chromatography (ISO 10304) تعیین می‌کنند. دقت در نمونه‌برداری/نگهداری، کالیبراسیون استاندارد، کنترل تداخل‌های ماتریسی و کنترل کیفیت مداوم برای دستیابی به نتایج معتبر ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب