TN-09-81.pdf (912.6Kb)

DATO:AUGUST 1981

FORSØK MED LAGRING AV NEDBØR FOR A UNDER- SØKE _STABILITETEN AV NOEN UORGANISKE IONER

AV

HELGE STRAY

NORSK INSTITUTT FOR LUFTFORSKNING POSTBOKS 130, 2001 LILLESTRØM

NORGE

INNHOLDSFORTEGNELSE

1 INNLEDNING

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 PRØVETAKING OG ANALYSE

3 VURDERING AV ANALYSERESULTATENE

4 KONKLUSJ.ON

5 REFERANSER VEDLEGG

...

...

Side

3 3 4

6 7 8

FORSØK MED LAGRING AV NEDBØR FOR Å UNDERSØKE STABILITETEN AV NOEN UORGANISKE IONER

1 INNLEDNING

At konsentrasjonen av uorganiske ioner i en oppsamlet nedbørprøve vil kunne forandre seg ved lagring, er noe man har kjent til

lenge. For å se nærmere på hvilken betydning dette kan ha for analysene som utføres ved NILU, ble et lagringsforsøk påbegynt våren 1980. Nedbørprøvene ble analysert med hensyn på pH,

ammonium, nitrat og sulfat. Man ønsket også å undersøke om lagring av prøvene i kjØleskap hadde en konserverende virkning.

2 PRØVETAKING OG ANALYSE

DØgnprøver av nedbør ble samlet opp i NILUs regnsamler på taket av NILUs lokaler i Lillestrøm. Bare døgnprøver som inneholdt mer enn 200 ml nedbør ble benyttet til forsøket fordi man måtte ha et relativt stort prøvevolum for å få nok til analysene. Før prøvetakingen ble regnsamlerens trakt og beholder skyldt med destillert vann. Det ble ikke benyttet noen form for sil i oppsarnlingstrakten. Etter oppsamlingen ble nedbøren fordelt på to 200 ml polyetylenflasker med skrukork. Det ble forsøkt å unngå å få med synlige insekter ved overføringen av nedbøren til flaskene. Prøvene ble analysert så raskt som mulig med hensyn på

+ - 2- pH, NH

4 , NO

3 og

so

4. I enkelte tilfelle var det ikke praktisk mulig å få utført alle analysene samme dag slik at de måtte utstå til senere. Den ene polyetylenflasken ble lagret i

kjøleskap ved ca 6°c og den andre ved romtemperatur (20-30°c).

En enkelt av døgnprøvene (prøve nr. 2) ble fordelt på 3 poly- etylenflask~r. En av de tre ble lagret i kjøleskap, en ble lagret ved romtemperatur og den siste ble tilsatt et par insekter

(mygg) og lagret ved romtemperatur.

Alle flaskene ble analysert fra 5 til 7 ganger i løpet av en lagringsperiode på fra 20 til 33 uker. 9 nedbØrprøver ble samlet opp og etter fordeling på flaskene ble det 19 prøver til lagrings- forsØket.

Til pH-analysen ble benyttet et Radiometer pH meter model 28 med kombinert referense og glasselektrode med kaliumhydrogenftalat pH 4.01 som kalibreringsløsning. Ammonium ble analysert etter en automatisert utgave av den såkalte indofenolmetoden (NILU forskrift FUN 6/73) og nitrat- og sulfatanalysen ble utført

med en Dionex model 10 ionekromatograf (NILU-forskrift FUN 2/80).

3 VURDERING AV ANALYSERESULTATENE Figur 1-9 viser nivået av pH, NH

4+,

soi-

lagret i kjøleskap er markert med en firkant, mens flasker lagret ved romtemperatur er merket av som et punkt. I prøve nr. 2 er analyseresultatet fra flasken som ble tilsatt insekter markert med en trekant.

Som det fremgår av figurene har sulfatkonsentrasjonen holdt seg på et nær konstant nivå for alle prøvene i lagringsperioden.

Analyseresultatene svinger innenfor mindre enn± 6% av den gjennom- snittlig målte verdien, og til sammenligning vil den ionekromato- grafiske metodens reproduserbarhet normalt ligge innenfor ±2%.

De fleste prøvene viser en tendens til at sulfatkonsentrasjonen stiger svakt i lØpet av de første ca 20 ukene, hvoretter konsen- trasjonen begynner å avta noe. De første 10 ukene er analyse- resultatene så stabile at det ikke er mulig å si om variasjonene skyldes en reell endring av konsentrasjonen. Det er ingen markert forskjell på prøver lagret ved romtemperatur og i kjøleskap.

Heller ikke prøven som ble tilsatt insekter viser noen større endring av sulfatinnholdet.

Også måleresultatene for nitrat varierer forholdsvis lite ved lagring. For noen av prøvene Øker nitratkonsentrasjonen svakt de første 10 ukene, hvoretter den begynner å synke igjen, mens andre prøver er tilnærmet konstante i hele perioden. Resultatene avviker med mindre enn 12% fra den opprinnelige målte verdien etter 5 ukers lagring og med maksimalt 23% etter 10 ukers lagring. Bare prøvene som er tatt om våren og på forsommeren viser denne tendensen til at nitratinnholdet Øker ved lagringen, mens prøvene som er tatt

på sensommeren og høsten er mer stabile. Dette tyder på at de første prøvene inneholder mer organisk materiale (pollen, insekter etc) som ved nedbryting gir Økt nitratinnhold. Konsentrasjonen Øker tross dette ikke med mer enn 5% de første 3 ukene. Det er ingen vesentlig forskjell på stabiliteten av avkjølte og tempererte prøver, og heller ikke av prøven som var tilsatt insekter.

pH-verdien og ammoniuminnholdet i prøvene varierer i langt større grad enn nitrat og sulfat. Dette har antagelig sammenheng med innholdet av organisk materiale. Bortsett fra prøve nr. 1 viser alle prøvene som er tatt om våren og tidlig på sommeren en

klar tendens til at ammoniuminnholdet Øker de første 10 ukene

hvorpå det igjen begynner å avta. Bortsett fra prøve 1 og 2 ligger ammoniuminnholdet innenfor± 5% fra opprinnelig målt verdi etter

3 ukers lagring. Prøvene som er tatt i siste halvdel av sommer- halvåret og som er lagret i kjøleskapet har et relativt stabilt innhold av ammonium, mens de som er lagret ved romtemperatur

minker i konsentrasjon. Dette kan skyldes at ammoniakk diffunderer ut av flaskene.

Prøvene som ble tilsatt insekter og lagret ved romtemperatur, viser en markert Økning av ammoniuminnholdet. Etter 10 uker var ammoniuminnholdet 3-doblet og etter 20 uker var konsentrasjonen begynt å avta igjen. pH-verdien fØlger stort sett det samme variasjonsmønstret som ammonium.

4 KONKLUSJON

Undersøkelsen viser følgende:

1. Sulfatinnholdet er nær stabilt i alle prøver i hele lagrings- perioden (opptil 33 uker).

2. Nitratinnholdet er også nær stabilt over hele perioden, men kan Øke noe (opptil 23%) i enkelte prøver etter ca 10 tiker antagelig som fØlge av nedbryting av organisk materiale.

3. Ammoniumkonsentrasjonen kan Øke drastisk hvis prøven inneholder organisk materiale (insekter, pollen e.l.) Prøver som ble opp- samlet om høsten og som inneholdt lite av synlig organisk materiale, var nær stabile i hele lagringsperioden hvis opp- bevart i kjøleskap. Ammoniuminnholdet i tilsvarende prøver

lagret ved romtemperatur sank relativt raskt etter 3-5 uker.

4. pH-verdien fØlger stort sett det samme mønstret som ammonium- innholdet og det antas at svingningene i pH vesentlig skyldes dannelse eller tap av ammoniakk.

Undersøkelsen viser i likhet med tidligere forsøk (1) at en filtrering av nedbøren ved prøvetakingen er vesentlig for prøvens stabilitet. Hvis dette gjøres og prøven oppbevares i kjøleskap, vil den kunne holde seg godt i flere måneder, kanskje opptil et halvt år. Ved romtemperatur vil pH-verdi og ammonium- innhold da kunne reduseres merkbart etter 3-5 uker.

Dette tyder på at den praksis som følges ved NILU nemlig filtrering av nedbøren med kvartsull i oppsamlingstrakten og analyse vanlig- vis innen 3 uker etter lagring i kjØleskap,er god nok når det gjelder hensynet til prøvens stabilitet.

5 REFERANSER

(1) O.Anda Analyse av nedbørprøver kontaminert med insekter og fugleekskrementer.

Lillestrøm 1974. (NILU notat 2.oktober 1974).

VEDLEGG

Prøve nr. 1 (8.mai-14.nov. 1980)

l.,00 2.00

3.00

-~---l!l

2.00

- _-

----æ~-1!1- -~i---m----lil

0 5 10 15 20 25 UKER

Figur 1: Diagram som viser stabiliteten av sulfat, nitrat, ammonium og pH i nedbør~ Firkantene representerer prøver lagret i kjøleskap og punktene prøver lagret ved romtemperatur;

Prøve nr. 2 (27.mai-14.nov 1980)

. pH }Jg/ml

6.00 3.00

Å Å

/ \

5.00

~~~

;;,r;J, □

-H

·-·

1..00 ^2JX)

2.00

1.00"dJ-;:::~===

t,

0 5 10 15 20 UKER

Figur 2: Diagx'am som viser stabiliteten av sulfat, nitrat, ammonium og pH

·i nedbør. Firkantene representerer. prøver lagret i kjøleskap,

punktene prøver lagret ved romtemperatur og trekantene prøven som er tilsatt insekter og lagret ved romtemperatur.

Prøve nr. 3 (10.juni-14.no~ 1980)

pH JJQlml 6.00 3.00

1.,00 2.00:s:::Qe;

3,00

---==::co

0 5 10 15 20 UKER

Figur' 3: Diagram som viser stabiliteten av sulfat, nitrat,.ammoniwn og pH i nedbør. Firkantene representerer prøver lagret i kjøleskap og punktene prøver lagret ved romtemperatur'.

P~Øve nr. 4 (20.juni - 14.nov 1980) pH pg/ml

5.00

~-========-=~u=2 -~=----lil

1..00. 2,.00

3.00

_lil -,(i][i] æ liil S0

4

-S

lil.--===.I;_:======---

^....;;il

:::=====---~

--lil-

0 5 10 15 20 UKER

Figu.P 4: Diagram som viser stabiliteten av sulfat, nitrat, ammonium og pH i nedbør. Firkantene representerer prøver lagret i kjøleskap og punktene prøver lagret ved romtemperatur.

Prøve nr. 5 (27~juni 1980-27.jan. 1981)

pH }Jg/ml

5.00

L..00 2.00

1.00

---[iiJCiil---1!1

•

fi11::---11:z::-~;=======lil

• D NH -N

---. 4

0 s 10 15 20 25 30 UKER

Figur 5: Diagram som viser stabiliteten av sulfat, nitrat, ammoniwn og pH i nedbør. Firkantene representerer prøver Zagret i kjøleskap og punktene prøver Zagret ved romtemperatur.

PrØVE? nr. 6 (30.jun.:!:_ -~8_9-:27.j?-!1.· 1981) pH µg/ml

S.00

r---====='

:=====::::~=::::::::.:~---u.

l..00 ^2DO

3.00

1.00

111---lil---

0 5 10 15 20 25 30 UKER

Figur 6: Diagram som viser stabiliteten av sulfat, nitrat, ammoniwn og pH i nedbør. Firkantene representerer prøver lagret i kjøleskap og punktene prøver lagret ved romtemperatur.

Prøve nr. 7 (6~august 1980-26.mars 1981) pH pg/ml

j

5.00--

► --== ^□ ,=---=:_:(?,. =======~=======---~

L..00,. _• .-2.00 _:-<:-

3.00-

~100

I~-

-lil---i~---'!!---@

111---111---lil--->lil---1!1N03-N

t•--==::.1r:---

4

I I I • • I I I • I I I I I I I • I • • I I I I I I I I I I •

0 S 10 15 20 25 30 UKER

-

Figur?: Diagram som viser stabiliteten av sulfat, nitrat, ammoniwn og pH i nedbør. Firkantene representerer prøver lagret i kjøleskap og punktene prøver lagret ved romtemperatur.

Prøve nr. 8 (20.a~g~st 1980-26.mars 1981)

pH µg/ml 5.00

1..00 2.00

---~:ia---==

2.::=----1!1

2.00 \00

____ !!! _

$-11111111C:,1

,~=----lil---====·f!•============~

---1!1---l!!!lt---•B---ol!!

0 5 10 15 20 25 30 UKER

Figur 8: Diagram som viser stabiliteten av sulfat, nitrat, corrmoniwn og pH i nedbør. Firkantene representerer prøver lagret i kjøleskap og punktene prøver lagret ved romtemperatur.

Prøve nr. ~ (15.sept. 1980- 26.rnars 1981)

pH µg/ml

5.0

, o lll---æ,---==9'===----====~ pH

... 2.00

2.0 1.00

,.o 11----=i-r.=---: <~)N~-N

~----~a=======

^NH-N

0 s 10 15 20 25

Figur 9: Diagram som viser stabiZiteten av suZfat, nitrat, amnonium og pH i nedbør. Firkantene representerer prøver Zagret i kjøZeskap og punktene prøver Zagret ved romtemperatur.

ANSV.SIGN. ANT.SIDER

AUGUST 1981 O.F.Skogvold 17

TITTEL PROSJEKTLEDER

Forsøk med lagring av nedbØr·for å under HPlaP Strav søke stabiliteten av noen uorganiske NILU PROSJEKT NR ioner.

01280

FORFATTER(E) TILGJENGELIGHET

**

A Helge Stray

OPPDRAGSGIVERS REF.

OPPDRAGSGIVER ^•·

NILU

3 STIKKORD (a maks.20 anslag)

Nedbørkjemi

I

REFERAT (maks. 300 anslag, 5-10 linjer)

Parallelle døgnprøver av nedbør ble lagret i kjøleskap og ved romtemperatur. Stabiliteten av sulfat, nitrat,

ammonium og pH ble undersøkt ved at prøvene ble analysert med jevne mellomrom. Sulfat- og nitratkonsentrasjohen forandret seg lite, mens ammoniumkonsentrasjonen og pH- verdien kunne endre~ mye, avhengig av innhold av organisk materiale og temperaturen.

I nve Stig at io

nO-r-

I

ABSTRACT (max. 300 characters, 5-10 lines)

Duplicate precipitation samples were stored, one in the refrigerator and one at room temperature. The stability of sulphate, nitrate and ammonium ions and pH was studied by analysing the samples at uniform intervals. The concentra- tions of sulphate and nitrate changed very little, while the concentration of ammonium ions and th.e pH-value could change significantly depending on the content of organic material

and on the temperature. _,

,·

**Kategorier:.Åpen - kan bestilles fra NILU A Må bestilles gjennom oppdragsgiver B

Kan ikke utleveres .C