Azoto, total

 Imprimir

O que é o azoto?

O azoto é um elemento químico com o símbolo N, o número atómico 7 e a massa atómica 14. Pode apresentar-se em forma molecular diatómica (N 2) como gás incolor e fazer parte de um composto líquido ou sólido. Cerca de 78% da atmosfera terrestre é composta por uma forma gasosa de azoto, tornando-o o elemento não combinado mais abundante. Durante o ciclo do azoto, o azoto desloca-se da atmosfera para a biosfera (em compostos orgânicos) e, em seguida, volta para a atmosfera. Os organismos complexos necessitam de azoto para construir moléculas essenciais, como aminoácidos (e, consequentemente, proteínas), ácidos nucleicos (ADN e ARN) e trifosfato de adenosina (ATP - molécula de transferência de energia). Uma vez que as plantas não podem utilizar azoto gasoso, dependem de bactérias fixadoras de azoto no solo para o converter em amoníaco e nitrito. As bactérias que formam nitratos convertem o nitrito em nitrato em condições aeróbias. O nitrato representa o estado de azoto mais completamente oxidado.

Nitrificação e desnitrificação

A nitrificação é a oxidação biológica de dois passos de amoníaco para nitrito e, finalmente, para nitrato. A desnitrificação é um processo microbiológico através do qual o nitrato é reduzido para produzir, em última análise, azoto molecular. A nitrificação/desnitrificação é mais amplamente utilizada nos processos de tratamento de águas residuais. Nestes processos, diferentes condições nas zonas óxicas (aeróbias) e anóxicas de tratamento de águas residuais são utilizadas por bactérias autotróficas, como as nitrosomonas, ou bactérias heterotróficas, como as nitrobactérias, para converter amoníaco, nitrito e nitrato em azoto.

O controlo do oxigénio é essencial para a nitrificação, entre outros fatores importantes, como a alcalinidade. O oxigénio dissolvido (OD) deve ser monitorizado e controlado durante a nitrificação. A desnitrificação eficaz depende da falta de oxigénio dissolvido e de uma quantidade adequada de carbono facilmente degradável.

Azoto Kjeldahl total

O termo "azoto Kjeldahl total" refere-se à combinação de amoníaco e azoto orgânico. No entanto, não inclui o azoto contido nos nitritos ou o azoto contido nos nitratos.

Azoto total

O azoto total é a soma de todas as diferentes formas de azoto presentes na água, incluindo azoto orgânico e amoniacal (azoto Kjeldahl total), bem como azoto contido nos nitritos e nitratos.

Amoníaco e amónia

O amoníaco e a amónia têm uma relação específica de pH e temperatura.

Tratamento de água

As propriedades corrosivas do amoníaco (na forma gasosa e em soluções concentradas) podem causar desde uma ligeira irritação ocular ou cutânea até uma queimadura química, consoante a concentração. Além disso, mesmo a presença de baixos níveis de amoníaco pode causar problemas estéticos, como sabor ou odor desagradável.

Tratamento de águas residuais

O amoníaco é tóxico para a vida aquática, mesmo em concentrações muito baixas. As estações de tratamento de águas residuais descarregam água tratada numa grande variedade de locais. A maioria das estações de tratamento descarrega em águas recetoras com utilizações específicas e vida aquática. A combinação destes fatores determina o nível de amoníaco que pode ser descarregado em segurança de uma estação de tratamento de águas residuais.


Compre já

Porquê medir o azoto?

Embora o azoto sob a forma de amoníaco, nitrito e nitrato seja um nutriente essencial para plantas e animais, o excesso de azoto pode ser prejudicial em muitos casos.

  • Em massas de água, elevadas concentrações de azoto podem levar ao esgotamento do OD e, consequentemente, afetar negativamente a vida aquática.
  • A água potável com teor excessivo de azoto sob a forma de amoníaco ou de nitrato pode constituir um risco para a saúde pública. Além disso, as alterações nas concentrações de nitrito nos sistemas de distribuição de água potável podem indicar o início da nitrificação, o que compromete a qualidade da água.
  • No tratamento de águas residuais, elevadas concentrações de amoníaco combinadas com um pH elevado podem ser tóxicas para os micróbios de digestão de lamas.

Na Hach ®, encontre o equipamento de teste, os recursos, a formação e o software de que necessita para monitorizar e gerir com sucesso os níveis de azoto na sua aplicação de processo específica.

 

LCK

Produtos em destaque para medir o azoto

Analisadores de nitrogênio total da série EZ

Os analisadores online da série EZ oferecem várias opções para monitorizar o azoto total na água.

Compre já

Espectrofotómetros

A Hach cria soluções que facilitam os seus testes de rotina diários.

Compre já

Analisador TOC/TN/TP B7000 Hach BioTector

Um único analisador para contaminação por carbono e níveis de nutrientes de azoto/fósforo na água.

Compre já

Reagentes de Azoto Total

A Hach dedica-se a fornecer reagentes de elevada qualidade para análises de água de rotina e exigentes.

Compre já

LT200

O LT200 foi concebido para poupar tempo e garantir a precisão durante a análise.

Compre já

 

Que processos requerem a monitorização de nitrato/nitrito?

Água superficial, água misturada e água subterrânea

O amoníaco, o nitrito e o nitrato podem ocorrer naturalmente em massas de água ou estar presentes devido ao escoamento de fertilizantes, ao escoamento de resíduos animal, à falha dos sistemas sépticos, à mistura com água tratada com cloramina ou a descargas industriais que contenham inibidores de corrosão. Por conseguinte, é importante monitorizar os níveis de amoníaco, nitrito e nitrato a fim de orientar e otimizar o tratamento.

Uma reserva de água de cor turquesa brilha numa gruta. As fontes de água subterrânea incluem frequentemente azoto que ocorre naturalmente sob a forma de amoníaco, nitrito e nitrato.

Tratamento de água potável

Quando o amoníaco não é utilizado para desinfeção, a sua presença num sistema de distribuição pode indicar a lixiviação dos materiais utilizados na construção da tubagem ou a contaminação da água devido a danos no sistema. Quando o amoníaco indesejável é combinado com cloro, a capacidade de desinfeção do tratamento com cloro diminui.

Quando o amoníaco é utilizado para desinfeção no processo de tratamento com cloramina, os seus níveis devem ser monitorizados e controlados para proteger a saúde pública.

Esta estação de tratamento de água utiliza amoníaco, uma fonte de azoto, na desinfeção.

Aquicultura

Como produto residual da vida aquática, o amoníaco pode ser tóxico para peixes e plantas aquáticas em níveis tão baixos como 0,5 mg/L. Em aquários estabelecidos, o amoníaco pode ser rapidamente convertido em nitrito e, eventualmente, em nitrato. A maioria dos aquários tem por objetivo eliminar a presença de amoníaco.

Em ambientes aquáticos naturais, os elevados níveis de amoníaco podem resultar no crescimento excessivo de algas que bloqueiam a luz solar, prejudicando a alimentação visual e a fotossíntese.

Gaiolas de rede para aquicultura com crustáceos e moluscos cultivados. O amoníaco é um subproduto da agricultura que também pode ser tóxico para os peixes.

Agricultura

O azoto sob a forma de amoníaco é utilizado pelas plantas para criar moléculas orgânicas essenciais necessárias para organismos complexos. Para facilitar ou melhorar este processo natural (que faz parte do ciclo do azoto), o amoníaco é frequentemente adicionado aos fertilizantes. Por exemplo, as soluções de nutrientes hidropónicos introduzem o azoto como sal amoníaco. O amoníaco também pode estar presente no solo devido à dosagem de ureia.

Um trator agrícola fertiliza as culturas introduzindo azoto na forma de amoníaco.

Indústria farmacêutica

Na produção farmacêutica, a solução de amoníaco é utilizada para regenerar resinas de troca aniónica fraca e ajustar o pH da água de processo.

Produtos farmacêuticos que utilizam uma solução de amoníaco para regenerar resinas de troca aniónica fraca. O amoníaco é uma fonte de azoto.

Tratamento de águas residuais

Os métodos de azoto total medem as cargas de azoto nos cursos de água afluente, nas fases intermédias do tratamento de água para lamas, e nos efluentes para avaliar a eficiência geral da estação de tratamento. A determinação dos níveis de azoto permite a monitorização, o ajuste e a eficiência da redução de azoto nos processos ao longo de todo o tratamento.

Os níveis normais de amoníaco em águas residuais municipais não tratadas variam entre 30 mg/L - 50 mg/L de NH 3 -N. Os níveis de nitrato indicam a fase de conversão de amoníaco e azoto orgânico em nitrato através das etapas de tratamento biológico aeróbio durante a nitrificação.

Um tanque de equalização de águas residuais monitoriza o azoto total proveniente de águas afluentes durante as fases intermédias do tratamento de lamas.

Tempo de retenção de lamas

Um tempo de retenção de lamas (SRT) e um nível de sólidos suspensos no licor misto adequados na bacia de aeração são fundamentais para obter conformidade e para um tratamento eficiente do ponto de vista energético que permita garantir uma nitrificação estável.

O tratamento de lamas nesta bacia de aeração inicia a nitrificação de amoníaco. A monitorização do azoto nesta fase garante conformidade e um tratamento eficiente do ponto de vista energético.

Que meios são utilizados para monitorizar o azoto total?


Conjunto de reagentes de azoto amoniacal da Hach, TNT, AmVer (salicilato), gama baixa

Método de redução de cloreto de titânio (azoto inorgânico total)

Os iões de titânio (III) reduzem o nitrato e o nitrito a amoníaco num ambiente básico. Após a centrifugação para remover sólidos, o amoníaco é combinado com cloro para formar monocloramina. A monocloramina reage com o salicilato, formando 5-aminossalicilato (uma solução verde), tal como no método de salicilato em azoto amoniacal (consultar azoto e amoníaco).

De bancada:

Azoto inorgânico total


Hach Nitrogen (Total Kjeldahl) Reagent Set

Método de digestão com persulfato (azoto total)

Uma digestão com persulfato alcalina converte todas as formas de azoto em nitrato. O metabissulfito de sódio é adicionado após a digestão para eliminar interferências de óxidos de halogéneo. Em condições extremamente ácidas, o nitrato reage com ácido cromotrópico para tratar os anéis bifenílicos com azoto em vários locais, formando vários produtos nitrados. Os produtos nitrados são medidos a 410 nm.

De bancada/portáteis:

TNT LR

TNT HR

Os compostos inorgânicos e orgânicos de azoto são digeridos com peroxodissulfato e oxidados a nitrato. Os iões de nitrato reagem com 2,6-dimetilfenol numa solução de ácido sulfúrico e fosfórico para formar um nitrofenol. O comprimento de onda de medição é de 345 nm.

De bancada:

LCK138 - Teste em cuvete de azoto total

LCK238 - Teste em cuvete para azoto total 5-40 mg/L TNb

LCK338 - Teste em cuvete para azoto total 20-100 mg/L TNb

LCK438 - Teste em cuvete para azoto total 100-250 mg/L TNb

Os compostos inorgânicos e orgânicos de azoto são digeridos com peroxodissulfato e oxidados a nitrato. O nitrato é reduzido a nitrito através da adição de um reagente redutor. O nitrito reage num meio ácido com o reagente de cor para produzir um complexo azo violeta. O comprimento de onda de medição é de 546 nm.

Online:

Analisadores de nitrogênio total da série EZ

Online:

Analisador TOC/TN/TP BioTector B7000 da Hach

 

Para saber mais sobre a monitorização de outras formas de azoto, visite estas páginas de parâmetros relacionados: amoníaco e amónia, nitrato e nitrito.

Perguntas frequentes

Que gamas TN estão disponíveis nos analisadores da série EZ?

Os analisadores online da série EZ oferecem várias opções para monitorizar o azoto total na água. As aplicações típicas são águas residuais e superficiais.

  • Azoto, total, 0,1 - 2 mg/L EZ7700
  • Azoto, total, 0,2 - 5 mg/L EZ7701
  • Azoto, total, 0,25 - 10 mg/L EZ7702
  • Azoto, total, 0,5 - 20 mg/L EZ7703

A série EZ também oferece analisadores com TN/TP:

  • Azoto, total, 0,05 - 2 mg/L e fósforo, total, 0,01 - 1 mg/L EZ7600
  • Azoto, total, 0,1 - 5 mg/L e fósforo, total, 0,02 - 2 mg/L EZ7601
  • Azoto, total 0,2 - 10 mg/L e fósforo, total, 0,05 - 5 mg/L EZ7602
  • Azoto, total 0,5 - 50 mg/L e fósforo, total, 0,05 - 10 mg/L EZ7603
    A série EZ também pode ser configurada para medir TN, NO 3 e NO 2:
    Azoto, total, 0,1 - 2 mg/L e nitrato, 5 - 600 µg/L e nitrito, 10 - 800 µg/L EZ7750

Qual é a relação entre os compostos que contêm azoto?

É apresentado a seguir um resumo da relação entre diferentes compostos de azoto e o método de azoto recomendado para análise:

(TIN) = (NH 3) + (NO 3 -) + (NO 2 -)

(TN) = azoto orgânico (todo) + NH 3 + NO 3 - + NO 2 -

(TKN) = azoto orgânico (oxidativo trinegativo *) + NH 3

*Oxidativo trinegativo: não contabilizará azida, azina, azo, hidrazona, nitrilo, nitro, nitroso, oxima e semicarbazona

Comparar resultados de TKN

TKN = (aprox.) TN - (NO 3 - + NO 2 -)

TKN = (aprox.) NH 3 + azoto orgânico

Azoto orgânico:

TKN - NH 3 = azoto orgânico

TN-TIN = azoto orgânico

Legenda do acrónimo:

Azoto inorgânico total (TIN)
Amoníaco (NH 3)
Amónia (NH 4 +)
Nitrato (NO 3 -)
Nitrito (NO 2 -)
Azoto Kjeldahl total (TKN)
Azoto total (TN)

A Hach tem um teste de azoto orgânico total?

A Hach não tem um método para medir diretamente o azoto orgânico total.

Existem duas formas de determinar o azoto orgânico total de uma amostra:

  • Medir o TKN (azoto Kjeldahl total) e subtrair os resultados de amoníaco para calcular o azoto orgânico total ou;
  • Medir o azoto total e subtrair o resultado de azoto inorgânico total para calcular o azoto orgânico total.