Ammoniakin potentiometrisia määrityskokeita jäteveden analyysia varten

Tutkimus kuuluu osana projektiin, jonka tavoitteena on jäteveden puhdistamoiden typenpoistoprosessin mittaus- ja säätöjärjestelmän kehittäminen. Projekti rajoitettiin siten, että mittausantureina käytettiin vain ioniselektiivisiä elektrodeja. Näillä voidaan mitata typen esiintymismuodoista ammoniakki (NH3), nitraatti-ioni ja nitriittityppi (happamaksi tehdystä vedestä haihtuvat typen oksidit). Tässä työssä on tutkittu vain ammoniakkimuotoisen typen määrittämistä. Kokeet on tehty laboratoriossa malliliuoksilla. Mittaukset suoritettiin ns. jatkuvavirtausmenetelmällä eli näyteliuokset pumpattiin jatkuvasti mittausantureiden kautta. Kahta periaatteellisesti erilaista menetelmää käytettiin: a) ammoniakki määritettiin suoraan alkaliseksi tehdystä näyteliuoksesta läpivirtausammoniakkikaasuelektrodilla, b) ammoniakki erotettiin alkaliseksi tehdystä liuoksesta kaasulla (typpi tai ilma) ja määritettiin joko kaasusta suoraan läpivirtausammoniakkielektrodilla tai absorboimalla ammoniakki toiseen liuokseen, jonka pH:n muutos mitattiin pH-lasielektrodilla. Menetelmän b) etuna on se, että mittausanturit voidaan panna puhtaaseen liuokseen, joten niiden voidaan olettaa pysyvän toimintakunnossa pidemmän aikaa kuin jäteveteen upotetun anturin. Menetelmät, joissa käytettiin ammoniakkikaasuelektrodia, olivat tarkempia ja vasteajaltaan nopeampia kuin lasielektrodia absorptioliuoksessa käyttävät menetelmät, mutta kaikki menetelmät arvioitiin jätevesianalyysiin riittävän tarkoiksi ja nopeiksi. Vasteajat vaihtelivat yhdestä minuutista (menetelmä a) 15 minuuttiin (absorptioastia) ja konsentraatiomittauksen suhteellinen virhe 3:sta 20 %:iin. Ammoniakkikaasuelektrodien todettiin toisaalta vaativan huoltoa kohtalaisen usein, elektrodin kaasumembraanin uusimisväli vaihteli yhdestä päivästä kahteen viikkoon. pH-lasielektrodi toimii sen sijaan ilman huoltoa useita kuukausia. Vaikkakin ammoniakin määritys todettiin mahdolliseksi kaikilla kokeilluilla menetelmillä, on vielä suoritettava lisäkokeita edullisimman menetelmän valitsemiseksi ja todellisten jätevesiolosuhteiden vaikutusten huomioon ottamiseksi.