Biogēnie elementi dabas ūdeņos ir dzelzs, silīcija, fosfora un slāpekļa savienojumi. Slāpeklim tie ir neorganiskie joni (NH4+, NO2-, NO3-) un slāpekļa organiskie savienojumi.
Slāpekļa savienojumu atrašanās formas ir savstarpēji saistītas, un tie var pārvērsties viens otrā. Slāpeklis tiek saistīts ekosfērā un iekļauts bioģeoķīmiskos ciklos, galvenokārt specifisku, slāpekli fiksējošu mikroorganismu darbības ietekmē.
Ūdens ķīmiskais sastāvs nosaka ūdens kvalitāti. Slāpekļa saturs ūdenī ir viens no galvenajiem piesārņojuma pakāpes rādītājiem. Ūdens kvalitāti var ietekmēt gan cilvēka darbība, gan dabiskie procesi. Virszemes ūdens kvalitāti ietekmējošie faktori ir minerālmēslu izskalošanās no augsnes, organisko un neorganisko vielu pārvērtības un notiekošie transformācijas procesi. Slāpekļa savienojumi virszemes ūdeņos nonāk ar atmosfēras nokrišņiem, virszemes noteces ūdeņiem vai arī slāpekļa asimilācijas veidā. Gruntsūdeņu sastāvu būtiski ietekmē virszemes ūdeņu – upju, ezeru sastāvs. Tādējādi abu šo hidrosfēras komponentu sastāvs ir cieši saistīts. Pazemes ūdeņu ķīmisko sastāvu nosaka arī minerālu dēdēšana un dažādu iežu izšķīšana. Atmosfēras nokrišņi var saturēt aerosolu daļiņas un atmosfērā esošās gāzes, kas spēj izšķīst ūdenī, piemēram, nokrišņi var saturēt NH4+ un NO3-. Arī notekūdeņi satur slāpekļa savienojumus. Slāpekļa saturs dzeramajā ūdeni un notekūdenī atkarīgs no attīrīšanas efektivitātes. [1]
Slāpekļa noteikšanai dabas ūdeņos izmanto dažādas metodes – kadmija kolonnas metodi, Kjeldāla metodi, hemiluminiscences metodi. Katrai metodei ir savas īpatnības, tās atšķiras laika un darbietilpības ziņā, atšķirīgs ir nosakāmo koncentrāciju intervāls, izmantotie reaģenti, taču visas ir piemērotas slāpekļa noteikšanai dabas ūdeņos.
Darbā aplūkota arī kvalitātes nodrošinājuma nepieciešamība un kontrole rutīnas analīzēs, vērtētas kopējā slāpekļa noteikšanas metožu nenoteiktības un to ietekmējošie faktori.
Eksperimentālā daļa izstrādāta un dati kontrolgrafiku izveidei iegūti Latvijas Vides, ģeoloģijas un meteoroloģijas aģentūras (LVĢMA) Vides laboratorijā.
Darba mērķis – iepazīties ar kopējā slāpekļa noteikšanas metodēm un salīdzināt tās, izvērtējot to lietošanas iespējas un efektivitāti ūdens kvalitātes noteikšanā.
Darba uzdevumi – veikt kopējā slāpekļa noteikšanu ūdens paraugos ar kadmija kolonnas metodi un hemiluminiscences metodi, veidot kontrolgrafikus abām metodēm, novērtēt nenoteiktību kadmija kolonnas metodei.
Slāpeklis dabā galvenokārt sastopams brīvā veidā. Slāpekļa tilpuma daļa gaisā ir 78,1%, bet masas daļa – 75,6%. Nelieli slāpekļa savienojumu daudzumi atrodas augsnē. Slāpeklis ietilpst olbaltumvielu, kā arī daudzu citu dabisko organisko savienojumu sastāvā. Kopējā slāpekļa masas daļa Zemes garozā ir 0,01%.
Slāpeklis ir gāze bez krāsas, smakas un garšas. Tas ir vieglāks par gaisu. Dabā esošais slāpeklis sastāv no diviem stabiliem izotopiem ar masas skaitļiem 14 (99,6%) un 15 (0,4%). Slāpekļa atoma ārējā enerģijas līmenī atrodas 5 elektroni, tāpēc slāpekļa oksidēšanas pakāpes ir -3, un +5, kā arī +4, +3, +2, +1, -1 un -2. Slāpekļa molekula sastāv no diviem atomiem. Lai slāpeklis varētu ķīmiski reaģēt ar citiem elementiem, N2 molekula jānoārda līdz brīviem atomiem. Šajā nolūkā jāpatērē diezgan daudz enerģijas, tāpēc slāpeklis kļūst reaģētspējīgs tikai paaugstinātā temperatūrā. [2]
Zemes garoza satur relatīvi maz slāpekļa, bet lielākā tā daļa ekosfērā pastāv bioķīmiski un biofizikāli inertas gāzes – slāpekļa N2 vaidā atmosfērā. Apmēram 1% ir izšķīdis pasaules okeānā. Ķīmiski un bioloģiski aktīvā daļa ir tā sauktais “saistītais slāpeklis”. Slāpeklis tiek saistīts ekosfērā un iekļauts bioģeoķīmiskos ciklos, galvenokārt specifisku, slāpekli fiksējošu mikroorganismu darbības ietekmē. Zināmā mērā līdzīgs ģeofizikāls process norit atmosfēras elektriskās izlādes jeb zibens laikā. Nedaudz saistītā slāpekļa izplūst arī no litosfēras vulkānu darbības laikā. [3]…
