DIN 38405-9-2011 German standard methods for examination of water waste water and sludge - Anions (group D) - Part 9 Spectrometric determination of nitrate (D 9)《德国检验水 废水和污泥的标准方法 阴.pdf

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1、September 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.060.50!$tq“1812578www.din.deDDIN 38405-

2、9Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- undSchlammuntersuchung Anionen (Gruppe D) Teil 9: Photometrische Bestimmung von Nitrat (D 9)German standard methods for examination of water, waste water and sludge Anions (group D) Part 9: Spectrometric determination of nitrate (D 9)Mthodes normali

3、ses allemandes pour lanalyse des eaux, des eaux rsiduaires et desboues Anions (groupe D) Partie 9: Dosage spectromtrique de nitrate (D 9)Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 38405-9:1979-05www.beuth.deGesamtumfang 17 SeitenDIN 38405-9:2011-09 Inhalt Seite Vorwor

4、t . 3 Einleitung 4 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen. 5 3 Grundlagen des Verfahrens. 6 4 Strungen 6 5 Bezeichnung 7 6 Reagenzien 7 7 Gerte. 8 8 Probenahme, Probenkonservierung und -lagerung 8 9 Durchfhrung 8 10 Auswertung . 9 11 Angabe des Ergebnisses . 9 12 Analysenbericht 10 13 Verfah

5、renskenndaten . 10 Anhang A (informativ) Photometrische Bestimmung von Nitrat mittels p-Fluorphenol in Verbindung mit einer Wasserdampfdestillation 11 Anhang B (informativ) Umrechnungsfaktoren 15 Anhang C (informativ) Erluterungen 16 Literaturhinweise . 17 Bilder Bild 1 Reaktionsgleichung der Nitrie

6、rung von 2,6-Dimethylphenol 6 Bild A.1 Reaktionsgleichung der Nitrierung von p-Fluorphenol zu 2-Nitro-4-fluorphenol 11 Tabellen Tabelle 1 Chlorid-Toleranzen, gemessen in einer 1-cm-Rechteckkvette bei 338 nm 6 Tabelle 2 Verfahrenskenndaten nach DIN ISO 5725-2 fr die photometrische Bestimmung des Nitr

7、at-Stickstoffs (NO3-N) .10 Tabelle D.5 Verdnnungsstufen 12 Tabelle B.1 Umrechnungsfaktoren15 2 DIN 38405-9:2011-09 Vorwort Dieses Dokument wurde im NA 119-01-03-01 UA Allgemeine und anorganische Analytik“ des NA 119-01-03 AA Wasseruntersuchung“ im Normenausschuss Wasserwesen (NAW) erarbeitet. Es wir

8、d auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Diese Norm wurde gemeinsam mit der Wasserchemischen Gesellschaft eine Fachgruppe in der Gesellschaft

9、 Deutscher Chemiker aufgestellt (siehe Anhang C). Es ist erforderlich, bei den Untersuchungen nach dieser Norm Fachleute oder Facheinrichtungen einzuschalten und bestehende Sicherheitsvorschriften zu beachten. Bei Anwendung der Norm ist im Einzelfall je nach Aufgabenstellung zu prfen, ob und inwiewe

10、it die Festlegung zustzlicher Randbedingungen erforderlich ist. Zu DIN 38405 Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Anionen (Gruppe D)“ gehren weitere Teile. Eine bersicht der Gruppen A bis T der Deutschen Einheitsverfahren“ enthlt Anhang C. nderungen Gegenber DIN

11、38405-9:1979-05 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) das Verfahren wurde vllig neu bearbeitet, indem der Anwendungsbereich auf Konzentrationen von 0,1 mg/l bis etwa 25,0 mg/l erweitert wurde; nderung der Wellenlnge von 324 nm auf 338 nm; der Abschnitt Strungen aufgenommen wurde, da Chlorid je n

12、ach vorhandener Nitrat-Konzentration in unterschiedlichen Konzentrationen stren kann; die Probenkonservierung festgelegt wurde, Salzsure nicht zur Konservierung verwendet werden darf; Validierungsdaten aufgenommen und neue Verfahrenskenngren ermittelt wurden. Einzelheiten zum Ringversuch und die Ver

13、fahrenskenndaten des Nitrat-Standardverfahrens sind im Abschnitt 13 enthalten. b) das Verfahren DIN 38405 D 9 1 wurde ersatzlos gestrichen; c) das Verfahren DIN 38405 D 9 2 wird zu DIN 38405 D 9; d) das Verfahren DIN 38405 D 9 3 wird zum informativen Anhang A; e) die Norm wurde redaktionell berarbei

14、tet. Frhere Ausgaben DIN 38405-9: 1979-05 WARNUNG Anwender dieser Norm sollten mit der blichen Laborpraxis vertraut sein. Diese Norm gibt nicht vor, alle unter Umstnden mit der Anwendung des Verfahrens verbundenen Sicherheitsaspekte anzusprechen. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders, angemess

15、ene Sicherheits- und Schutzmanahmen zu treffen und sicherzustellen, dass diese mit nationalen Festlegungen bereinstimmen. 3 DIN 38405-9:2011-09 Einleitung Nitrat-Ionen kommen in Trink-, Grund-, Oberflchenwasser und Abwasser in unterschiedlichen Konzentrationen vor und sind auch in den Ablufen biolog

16、ischer Abwasserbehandlungsanlagen sowie in bestimmten industriellen Abwssern enthalten, in letzteren auch in hheren Konzentrationen. 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt ein Verfahren zur photometrischen Bestimmung des Nitrat-Ions mittels 2,6-Dimethylphenol fest (siehe Bild 1). Das Verfahren ist zur

17、Bestimmung von Nitrat-Stickstoff im Konzentrationsbereich von 0,10 mg/l bis 5,00 mg/l bei Verwendung einer 5-cm-Rechteckkvette sowie von 0,5 mg/l bis etwa 25,0 mg/l bei Verwendung einer 1-cm-Rechteckkvette geeignet. Es ist fr Trinkwasser, Grundwasser und wenig verschmutztes Oberflchenwasser bzw. Abw

18、asser anwendbar. ANMERKUNG Bei unbekannten Proben bzw. Proben mit hheren Nitratkonzentrationen haben sich Vortests mittels im Handel verfgbarer Nitrat-Teststbchen bewhrt. Damit erhlt der Anwender im Vorfeld vor der photometrischen Messung eine Information zum mglichen Messbereich bzw. eine Vorabinfo

19、rmation zur notwendigen Verdnnung. 4 DIN 38405-9:2011-09 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bez

20、ug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 32645, Chemische Analytik Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze unter Wiederholbedingungen Begriffe, Verfahren, Auswertung DIN 38402-11, Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Allgemeine Angaben (G

21、ruppe A) Probenahme von Abwasser (A 11) DIN 38402-12, Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Allgemeine Angaben (Gruppe A) Probenahme aus stehenden Gewssern (A 12) DIN 38402-13, Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Allgemeine An

22、gaben (Gruppe A) Probenahme aus Grundwasserleitern (A 13) DIN 38402-15, Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Allgemeine Angaben (Gruppe A) Probenahme aus Fliegewssern (A 15) DIN 38402-51, Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser und Schlammuntersuchung Al

23、lgemeine Angaben (Gruppe A) Kalibrierung von Analysenverfahren, Auswertung von Analysenergebnissen und lineare Kalibrierfunktionen fr die Bestimmung von Verfahrenskenngren (A 51) DIN 38405-1, Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Anionen (Gruppe D) Bestimmung der

24、Chlorid-Ionen (D 1) DIN 58963-1, Kvetten fr photometrische Messungen Begriffe DIN 58963-2, Kvetten fr photometrische Messungen Przisions-Rechteckkvetten; Mae, Anforderungen DIN EN ISO 648, Laborgerte aus Glas Vollpipetten DIN EN ISO 1042, Laborgerte aus Glas Messkolben DIN ISO 1773, Laborgerte aus G

25、las Erlenmeyer-, Rund- und Stehkolben, enghalsig DIN ISO 3696, Wasser fr analytische Zwecke Anforderungen und Prfungen DIN ISO 5667-5, Wasserbeschaffenheit Probenahme Teil 5: Anleitung zur Probenahme von Trinkwasser aus Aufbereitungsanlagen und Rohrnetzsystemen DIN ISO 8466-2, Wasserbeschaffenheit K

26、alibrierung und Auswertung analytischer Verfahren und Beurteilung von Verfahrenskenndaten Teil 2: Kalibrierstrategie fr nichtlineare Kalibrierfunktionen zweiten Grades 5 DIN 38405-9:2011-09 3 Grundlagen des Verfahrens Nitrat-Ionen reagieren in schwefel- und phosphorsaurer Lsung mit 2,6-Dimethylpheno

27、l zu 4-Nitro-2,6-dimethylphenol innerhalb einer Reaktionszeit von etwa 5 min. Bild 1 Reaktionsgleichung der Nitrierung von 2,6-Dimethylphenol Das entstandene 4-Nitro-2,6-dimethylphenol wird bei einer Wellenlnge von 338 nm gemessen. 4 Strungen In der Probe vorhandenes Chlorid kann zu Strungen fhren,

28、siehe Tabelle 1. Tabelle 1 Chlorid-Toleranzen, gemessen in einer 1-cm-Rechteckkvette bei 338 nm Standard NO3-N Aufstockung Chlorid Wiederfindung Nitrat mg/l mg/l % 0 100,0 100 95,2 200 85,6 250 84,6 300 89,2 1 500 58,2 0 100,0 100 97,9 200 95,0 250 93,1 300 93,4 10 500 79,3 0 100,0 100 97,1 200 93,9

29、 250 91,0 300 92,1 20 500 78,0 Daher ist es zwingend notwendig, vor der Analyse auf Nitrat die Proben auf eventuell vorhandenes Chlorid zu untersuchen. Betrgt die Wiederfindung von Nitrat weniger als 95 %, sollte das Verfahren DIN 38405 D 9 Anhang A (p-Fluorphenolverfahren) angewendet werden. 6 DIN

30、38405-9:2011-09 Fr die Untersuchung von Strungen auf Chlorid knnen Schnelltests oder auch entsprechende genormte Verfahren, wie z. B. DIN 38405-1, eingesetzt werden. Nitrit-Ionen stren in Massenkonzentrationen von mehr als 0,2 mg/l Nitrit-Stickstoff (NO2-N). Sie werden durch Zusatz von Amidoschwefel

31、sure zu Stickstoff reduziert und auf diese Weise beseitigt. Zu diesem Zweck werden in der dem zu untersuchenden Wasser zugesetzten Suremischung (siehe Abschnitt 10) etwa 50 mg Amidoschwefelsure aufgelst. Nach einer Wartezeit von 10 min die Durchfhrung der Bestimmung durch Zugabe der Dimethylphenol-L

32、sung fortsetzen. Eine Eigenabsorption des Wassers bei 338 nm strt die photometrische Bestimmung. 5 Bezeichnung Bezeichnung des Verfahrens zur photometrischen Bestimmung von Nitrat (D 9) mittels 2,6-Dimethylphenol: Verfahren DIN 38405 D 9 6 Reagenzien 6.1 Allgemeines Als Regenzien, wenn nicht anders

33、angegeben, solche des Reinheitsgrades zur Analyse“ verwenden. 6.2 Wasser der Qualitt 1 nach DIN ISO 3696 oder destilliertes Wasser zur Herstellung der Lsung einsetzen. 6.3 Dimethylphenol-Lsung, C8H10O. 1,2 g 2,6-Dimethylphenol in 1 l Essigsure, CH3COOH, wasserfrei, lsen. Die Lsung wchentlich neu ans

34、etzen. 6.4 Suremischung Ein Volumen Schwefelsure, H2SO4, = 1,84 g/ml, wird mit einem Volumen Phosphorsure, H3PO4, = 1,71 g/ml, gemischt. Die Suremischung ist bei einer Temperatur von 15 C bis 25 C ein Jahr haltbar. 6.5 Amidoschwefelsure, H2NSO3H. 6.6 Nitrat-Stammlsung 0,360 9 g Kaliumnitrat, KNO3, b

35、ei 105 C im Trockenschrank getrocknet und im Exsikkator ber Kieselgel aufbewahrt, in destilliertem Wasser lsen. Die Lsung mit destilliertem Wasser auf 1 l aufgefllen. 1 ml dieser Lsung enthlt 0,05 mg Nitrat-Stickstoff (NO3-N). Die Lsung ist bei einer Temperatur von 15 C bis 25 C im Dunkeln 30 Tage h

36、altbar. 6.7 Bezugslsung Je nach Messbereich die Nitrat-Stammlsung zur Ermittlung der Kalibrierfunktion verdnnen. 6.8 Schwefelsure, H2SO4, = 1,18 g/ml zum Konservieren der Probe. 7 DIN 38405-9:2011-09 7 Gerte 7.1 Photometer, in Gitter-, Prismen- oder Filterausfhrung, geeignet fr die Aufnahme von Kvet

37、ten mit einer optischen Weglnge von 1 cm bis 5 cm. Das gewhlte Photometer muss fr die Messung der Extinktion im sichtbaren und nahen UV-Bereich geeignet sein. Am empfindlichsten ist die Messung bei einer Wellenlnge von 338 nm. ANMERKUNG Der empfohlene Wellenlngenbereich fr Filterphotometer liegt von

38、 320 nm bis 345 nm. 7.2 Kvetten, surefest, mit einer geeigneten Durchlssigkeit bei oben angegebener Wellenlnge, Schichtdicke 1 cm bzw. 5 cm, z. B. nach DIN 58963-1 und DIN 58963-2. 7.3 Erlenmeyerkolben, Nennvolumen 100 ml, z. B. Kolben nach DIN ISO 1773. 7.4 Vollpipetten, Nennvolumen 5 ml, 20 ml, z.

39、 B. Pipette der Klasse AS mit Wartezeit nach DIN EN ISO 648. 7.5 Messkolben, Nennvolumen 1 000 ml, z. B. Messkolben ISO 1042 A1 000 C. 8 Probenahme, Probenkonservierung und -lagerung Proben unter Bercksichtigung der Festlegungen nach DIN 38402-11, DIN 38402-12, DIN 38402-13, DIN 38402-15 und DIN ISO

40、 5667-5 nehmen. Die Anforderungen an die Probenlagerung und -konservierung hngen von der Probenart und deren biologischer Aktivitt ab. Proben sind in der Regel nach dem Ansuern mit Schwefelsure auf pH = 1 bis pH = 2, sieben Tage haltbar. WICHTIG Es darf keine Salzsure zur Konservierung verwendet wer

41、den. Membranfiltrierte Grund- und Oberflchenwasserproben sind wegen ihrer geringen biologischen Aktivitt in der Regel gekhlt (2 C bis 5 C) fnf Tage, tiefgefroren mehrere Wochen haltbar. Unkonservierte Abwasserproben mssen innerhalb von 24 h gemessen werden, tiefgefroren ( -18 C) sind sie nach Membra

42、nfiltration mehrere Wochen haltbar. In Wssern mit besonders instabilen Redoxverhltnissen kann es erforderlich sein, die Proben unkonserviert sofort zu messen. 9 Durchfhrung In einen Erlenmeyerkolben (7.3) 5 ml des zu untersuchenden Wassers geben, 40 ml Suremischung (6.4) und 5 ml Dimethylphenol-Lsun

43、g (6.3) pipettieren, mischen und die Lsung nach einer Reaktionszeit von 10 min bei einer Wellenlnge von 338 nm in Kvetten (7.2) photometrisch bestimmen. Die Kvetten mssen vor der Messung mit der Suremischung (6.4) gesplt werden. Die Extinktion des produzierten Farbstoffs bleibt etwa eine Stunde kons

44、tant. In gleicher Weise wird eine Blindprobe untersucht, die anstelle der Wasserprobe 5 ml destilliertes Wasser enthlt. War eine Vorbehandlung der Wasserprobe ntig, so mssen die dafr zugesetzten Chemikalien auch in der Blindprobe enthalten sein. Zur Ermittlung der Bezugsfunktion werden anstelle der

45、Wasserprobe 5 ml einer Bezugslsung eingesetzt, die durch geeignete Verdnnung aus der Nitrat-Stammlsung (6.6) hergestellt wird. Die Konzentrationen der verschiedenen Standardlsungen sollen den erwarteten Messbereich mglichst gleichmig abdecken. 8 DIN 38405-9:2011-09 Die Extinktion der Bezugslsung (au

46、f der y-Achse) gegen die Nitratmassenkonzentration (auf der x-Achse) in Milligramm je Liter als Kalibrierkurve auftragen. Die Beziehung zwischen der Extinktion und der Konzentration ist linear. Die Steigung der Geraden bestimmen. Die Kalibriergerade regelmig auf Gltigkeit prfen, insbesondere, wenn n

47、eue Chargen von Reagenzien verwendet werden. Fr jede Probenreihe unabhngig eine Kalibrierkurve erstellen. Die Bezugsfunktion durch lineare Regressionsrechnung aus den Messdaten der Bezugslsungen nach DIN 38402-51 ermitteln. Statistische Verfahrenskenndaten wie die Bestimmungsgrenze werden nach den A

48、nforderungen nach DIN 32645 berechnet. 10 Auswertung Die Massenkonzentration der Wasserprobe an Nitrat-Stickstoff (NO3-N) nach Gleichung (1) ermitteln: sfAA =)(0 (1) Dabei ist die Massenkonzentration der Wasserprobe an Nitrat-Stickstoff (NO3-N), in Milligramm je Liter (mg/l); A die Extinktion der Wasserprobe; A0die Extinktion der Blindprobe; f die Steigung der Kalibrierfunktion mit der Einheit cm mg/l; s die Schichtdicke der Kvette, in Zentimeter (cm). 11 Angabe des Ergebnisses Die bei der Anwendung dieser Norm erhaltenen Analysenergebnisse sind mit einer Messunsicherheit