Fosfor

 Drukuj

Czym jest fosfor?

Fosfor (P) jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 15 i masie atomowej 31. Ze względu na dużą reaktywność fosfor nie występuje naturalnie jako wolny pierwiastek. Fosfor jest obecny zazwyczaj jako fosforan w minerałach. Fosforan jest zwykle spotykany w skorupie ziemskiej w stężeniu około 1 grama na kilogram.

Istnieją dwa rodzaje fosforu elementarnego — fosfor biały i fosfor czerwony. W przypadku kontaktu z tlenem fosfor biały emituje słabe światło w wyniku reakcji utleniania (zjawisko to jest znane również jako chemiluminescencja).

Fosfor należy do grupy azotowców, która obejmuje azot, fosfor, arsen, antymon, bizmut i ununpentium (od 2016 roku pod nazwą moskow). Pierwiastki te należą do tej samej grupy ze względu na podobną budowę atomu, co daje im możliwość tworzenia stabilnych związków ze względu na ich skłonność do tworzenia podwójnych i potrójnych wiązań kowalencyjnych. Azotowce w temperaturze pokojowej mają stały stan skupienia — z wyjątkiem azotu, który pozostaje gazem.

Złożone organizmy, takie jak rośliny i zwierzęta, potrzebują fosforu, ponieważ fosforany są składnikami DNA, RNA, ATP i fosfolipidów. Fosfor ma zastosowanie w detergentach, pestycydach, środkach chemicznych działających na układ nerwowy i w przeważającym stopniu w nawozach.

Fosforany/ortofosforany

W ortofosforanach (jednym z najbardziej powszechnych fosforanów) jeden atom fosforu jest związany z czterema atomami tlenu. Ortofosforan jest czasami nazywany „reaktywnym fosforem”, ponieważ łatwo wiąże się z innymi elementami i związkami o deficycie elektronowym, ponieważ trzy „dodatkowe” elektrony na atomach tlenu silnie chcą wiązać się z protonami.

Skondensowane fosforany

Skondensowane fosforany to wielocząsteczkowe ortofosforany „skondensowane” ze sobą i połączone wiązaniem kowalencyjnym z atomami fosforu (P) i tlenu (O). Grupa ta obejmuje metafosforan, pirofosforan i polifosforan — często stosowane do kontroli korozji w systemach dystrybucji wody pitnej.

Fosfor całkowity/organiczny

Fosfor całkowity to całkowita ilość fosforu, czyli suma: ortofosforanów/fosforanów, skondensowanych fosforanów i fosforu organicznego. Fosfor organiczny jest zwykle obecny w postaci fosforanów zawartych wewnątrz lub związanych ze związkiem organicznym.


Kup teraz

Dlaczego warto mierzyć poziom fosforu?

Chociaż fosforany nie przyczyniają się do problemów ze smakiem i zapachem, przez co mogą nie być brane pod uwagę w wodzie pitnej, ich wysoki poziom w odprowadzanych ściekach może mieć znaczący wpływ na otaczający ekosystem. Wysoki poziom fosforanów w źródle wody może przyspieszyć wzrost glonów i roślin, prowadząc do eutrofizacji i zakwitów glonów. Wówczas rybom i organizmom wodnym zabierany jest tlen, co przyczynia się do masowego wymierania ryb i zniszczenia siedlisk.

Pomiar zawartości fosforanów w ściekach ma kluczowe znaczenie dla zdrowia ekosystemu

Pomiar fosforanów na wylocie z oczyszczalni ścieków ma kluczowe znaczenie dla utrzymania zdrowego ekosystemu i ochrony przyrody. Na wielu obszarach obowiązują rygorystyczne limity odprowadzania fosforanów do wody, przyjęte w celu ochrony ekosystemu. Brak monitorowania i kontroli poziomu fosforanów to nie tylko kwestia zaniedbań w zakresie ochrony ekosystemu — może również prowadzić do naruszeń przepisów i nałożenia kar.

W przypadku zakładów uzdatniania wody pitnej, które wykorzystują fosforany do kontroli korozji, może zajść potrzeba monitorowania fosforanów w uzdatnionej wodzie, systemie dystrybucji i na innych etapach procesu uzdatniania. Rozwiązania firmy Hach ® zostały zaprojektowane z myślą o zapewnieniu zgodności z przepisami, a także dostarczaniu operatorom wiedzy koniecznej do podejmowania odpowiednich decyzji dotyczących uzdatniania.

Hach oferuje sprzęt, zasoby, szkolenia i oprogramowanie, które są niezbędne do skutecznego monitorowania i zarządzania poziomami fosforu w danym zastosowaniu procesowym.

Polecane produkty do pomiaru fosforu

Analizatory fosforanów

Analizatory fosforanów firmy Hach są przeznaczone do instalacji w trudnych warunkach zewnętrznych i zapewniają łatwy dostęp do odczynników i części podlegających naprawie.

Kup teraz

Analizatory fosforanów i ogólnego fosforu z serii EZ

Analizatory online z serii EZ zapewniają wiele możliwości monitorowania fosforanów w wodzie.

Kup teraz

Analizator fosforanów 5500 sc

Analizator fosforanów 5500 sc wymaga tylko 2 litrów odczynnika, aby mógł działać bez nadzoru do 90 dni — dwa razy dłużej niż poprzednie przyrządy serii 5000.

Kup teraz

Spektrofotometry

Firma Hach jest pionierem w dziedzinie spektrofotometrii i oferuje wiele spektrofotometrów, które zajmują wiodącą pozycję na rynku w zakresie analizy wody.

Kup teraz

Kolorymetry

Niezależnie od tego, czy szukasz urządzenia do badania jednego parametru, np. DR300, czy bardziej zaawansowanego, prostego w obsłudze urządzenia, takiego jak DR900, które może mierzyć wiele parametrów za pomocą 90 metod, mamy rozwiązanie.

Kup teraz

LT200

Dzięki termostatowi LT200 otrzymasz dokładne wyniki badań wymagających mineralizacji próbki, jednocześnie oszczędzając sporo czasu.

Kup teraz

Przenośny analizator równoległy SL1000 (PPA) — przenośny kolorymetr z USB

Przenośny analizator kolorymetryczny i elektrochemiczny Hach SL1000 (PPA) umożliwia szybsze wykonywanie testów, dzięki zredukowaniu ręcznych czynności o połowę. Umożliwia uzyskanie bardzo precyzyjnych wyników przy zmniejszonym ryzyku błędów w dużo krótszym czasie.

Kup teraz

OWO

Analizator OWO firmy Hach przeprowadza pełny podział próbek procesowych w celu uzyskania wiarygodnych wyników. Dzięki technologii samoczyszczenia z oksydacją analizator B7000 OWO TN TP z łatwością radzi sobie z trudnymi próbkami, które mogą zawierać sole, cząstki stałe, tłuszcze, oleje i smary.

Kup teraz

 

Które procesy wymagają monitorowania fosforu?

Woda pitna

Woda z ujęcia może zawierać podwyższone stężenie fosforanów z powodu spływu wody z gleb rolniczych, co może powodować eutrofizację wód powierzchniowych, rozwój glonów oraz uwalnianie toksyn sinicowych. Skondensowane fosforany są często wykorzystywane przy kontroli korozji w systemach dystrybucji wody pitnej, dlatego procesy uzdatniania wody pitnej mogą wymagać monitorowania fosforanów zarówno w surowej, jak i rozprowadzonej uzdatnionej wodzie.

Uzyskanie tej szklanki czystej wody jest możliwe dzięki systemowi dystrybucji, który wykorzystuje skondensowane fosforany do kontroli korozji w systemach dystrybucji wody pitnej.

Oczyszczanie ścieków

Fosfor jest niezbędnym składnikiem odżywczym dla roślin, a zwłaszcza dla rozwoju glonów. Odprowadzanie fosforu wraz z innymi istotnymi, znajdującymi się w ściekach składnikami odżywczymi stymuluje wzrost glonów. Glony powodują problemy ze smakiem i zapachem, a także — co najważniejsze — mają ogromne zapotrzebowanie na tlen, gdy ich zakwit obumiera. Wyczerpywanie się zasobów tlenu, spowodowane przez obumierające zakwity glonów, jest toksyczne dla ryb i powoduje inne istotne zakłócenia w środowisku wodnym. Dlatego też agencje regulacyjne często uważnie kontrolują dopuszczalną ilość fosforu w ściekach.

Najbardziej popularnymi metodami usuwania fosforu ze ścieków są procesy biologicznego usuwania i chemicznego wytrącania. Procesy te są zwykle określane jako trzeci stopień oczyszczania i wymagają monitorowania fosforu.

Komora napowietrzania w zakładzie oczyszczania ścieków monitoruje fosfor. Zawartość rozpuszczalnego fosforu zmniejsza się w komorze napowietrzania podczas cyklu aerobowego.

W jaki sposób monitorowany jest fosfor?


Analizator fosforanów 5500 sc firmy Hach

Metody kolorymetryczne (ortofosforany)

Ortofosforany (reaktywny fosfor) łączy się z molibdenianem w środowisku kwaśnym, dając niebieską lub żółtą barwę. Należy pamiętać, że żadne badanie analityczne nie jest doskonałe, ale dzięki tym testom można zmierzyć również niektóre fosforany skondensowane. Ze względu na kwasowość niektóre zawiesiny ortofosforanu mogą zostać wykryte, jeśli próbka nie została uprzednio przefiltrowana do 0.45 mikrona. Aby zmierzyć cały fosfor, w tym cząstki stałe fosforanów, konieczne jest przeprowadzenie testu fosforu całkowitego, który rygorystyczne przekształca cząsteczki stałe fosforu w fosfor rozpuszczony.

Stacjonarny/przenośny:

Test kuwetowy fosforanów (orto/całkowitego) LCK349 0,05 - 1,5 mg/L PO₄-P

Test kuwetowy fosforanów (orto/całkowitego) LCK348 0,5 - 5,0 mg/L PO₄-P

Test kuwetowy fosforanów (orto/całkowitego) LCK350 2,0 - 20,0 mg/L PO₄-P

Test kuwetowy ortofosforanów LCK 049 1,6 - 30 mg/L PO₄-P

Saszetki ze sproszkowanym odczynnikiem fosforanów 0,02 - 2,50 mg/L PO₄

Fosforany, orto, TNT, 0,06 - 5,00 mg/L PO₄

Ortofosforany, TNT, 1,0 - 100 mg/L PO₄

Odczynniki chemiczne Chemkey, niski zakres (PPA) ortofosforany

Odczynniki chemiczne Chemkey, wysoki zakres (PPA) ortofosforany

Online:

Analizator fosforanów 5500 sc

Analizator fosforanów Phosphax sc

Analizatory fosforanów serii EZ


Metoda kwasu askorbinowego, fosforu (całkowity i zhydrolizowany kwasowo) | Hach

Fosforany zhydrolizowane kwasowo / skondensowane fosforany

Aby zmierzyć skondensowane fosforany, należy najpierw przekształcić je w ortofosforan za pomocą kwasu siarkowego i ciepła, mineralizując próbkę w temperaturze 150°C przez 30 minut. Jest to tzw. „fosforan zhydrolizowany kwasowo”, ponieważ skondensowane fosforany są hydrolizowane do ortofosforanów. Po mineralizacji do pomiaru ortofosforaów stosuje się kwas askorbinowy lub metody molibdenowanadowe. Niektóre fosforany organiczne są hydrolizowane również do ortofosforanów, więc nie są to „czyste” fosforany skondensowane. Oczywiście samo przeprowadzenie roztworzenia i testu kolorymetrycznego pozwoli określić stężenie zarówno pierwotnego ortofosforanu, jak i fosforanów skondensowanych. Jeśli potrzebne są jedynie dane dotyczące stężenia skondensowanych fosforanów, wystarczy przeprowadzić test ortofosforanów na tej samej próbce bez roztwarzania, a następnie odjąć te wyniki od pierwszej wartości stężenia.

Fosforany, orto/całkowity, TNT, 0,06-3,5 mg/L PO₄


LCK348

Fosfor całkowity/fosforan organiczny

Fosforany organiczne są „upartymi” związkami, które nie rozpadają się z łatwością. W celu ich badania konieczne jest nie tylko roztworzenie próbki w pierwszej kolejności za pomocą kwasu siarkowego i ciepła, ale również dodanie silnego utleniacza, takiego jak nadsiarczan potasu, w celu doprowadzenia do rozpadu wiązań ortofosforanów. Po roztworzeniu do pomiaru stężenia fosforanów można użyć tych samych metod wykorzystujących kwas askorbinowy lub odczynnik molibdenowanadowy. Opisany test przekształci wszystkie różne formy fosforanów w ortofosforan, co oznacza, że wynikiem jest fosfor całkowity. Jeśli potrzebne są jedynie dane dotyczące stężenia organicznie związanych fosforanów, konieczne jest przeprowadzenie testu hydrolizy kwasowej i odjęcie tych wyników od całkowitego stężenia fosforanów (całkowite stężenie fosforu będzie zawsze większe niż stężenie ortofosforanów).

Rozwiązanie stacjonarne:

Test kuwetowy fosforanów (orto/całkowitego) LCK349 0,05 - 1,5 mg/L PO₄-P

Test kuwetowy fosforanów (orto/całkowitego) LCK348 0,5 - 5,0 mg/L PO₄-P

Test kuwetowy fosforanów (orto/całkowitego) LCK350 2,0 - 20,0 mg/L PO₄-P

Fosfor, całkowity, TNT, 0,06 - 3,5 mg/L PO₄

Fosfor, całkowity, TNT, 1,0 - 100 mg/L PO₄

Online:

Analizatory fosforu serii EZ

Analizator Hach BioTector B7000 OWO/TN/TP

Często zadawane pytania

Czy analizatora Phosphax sc można używać do badania wody morskiej?

Nie, Phosphax sc nie nadaje się do stosowania w przypadku wody morskiej, ponieważ ta metoda jest skuteczna przy zawartości chlorku do 1000 mg/L. Zawartość chlorków w wodzie morskiej wynosi zwykle powyżej 19000 mg/L.

Jaka jest różnica między metodą niebieską a metodami żółtymi dla fosforanów?

Reaktywny fosfor można mierzyć kolorymetrycznie przy użyciu kilku różnych parametrów chemicznych. Po pierwsze, fosfor reaguje z molibdenianem w roztworze kwaśnym, tworząc kompleks fosfomolibdenianowy. W przypadku pomiarów niskiego zakresu kompleks fosfomolibdenianu jest redukowany albo aminokwasem, albo kwasem askorbinowym, tworząc charakterystyczny niebieski kompleks molibdenu. Pomiary wysokiego zakresu mogą być wykonywane poprzez reakcję kompleksu fosfomolibdenianu z odczynnikiem wanadu w celu utworzenia produktu w kolorze żółtym. Intensywność barwy zarówno odczynu niebieskiego, jak i żółtego jest proporcjonalna do stężenia fosforu w próbce.