Ryhmä 3: Laboratoriotyöt 02.11.2021

 

Laboratorioharjoitus

Kokonaisfosforin- ja väriluvun määritykset

Työssä määritettiin kokonaisfosforiarvot 12 eri näytteestä, jossa toimittiin standardia noudattaen. Työskentelyssä käytettiin apuna LCK 349 pakkauksen ohjetta. Ensiksi avattiin analyysikyvetin (kuva 1) foliosinetti ja poistettiin korkki. Kyvettiin laitettiin mikropipetillä 2,0 ml (2000 µl) näytevettä. Korkki laitettiin takaisin, mutta nurinpäin. Putkiloa ravistettiin edestakaisin muutaman kerran. Tämä sama vaihe toistettiin kaikille näytteille. Nyt putkilot laitettiin lämpötilahauteeseen (kuva 2). Laite suoritti myös jäähdyttelyn. 

Tämän jälkeen kyvetit aseteltiin pieniin telineisiin. Niitä sekoitettiin taas ravistamalla edestakaisin. Niiden korkit avattiin ja lisättiin 0,2 ml (200 µl) reagenssi B-kemikaalia. Nyt kyvetit suljettiin harmailla korkeilla, jotka sisälsivät valkoista analyysiainetta. Kyvettejä käänneltiin ylösalaisin muutaman kerran. Nyt odoteltiin 10 minuuttia. Kyvetissä oleva seos reagoi muuttumalla hieman sinertäväksi. Tämän jälkeen voitiin määrittää fosfaatti-ionien määrä spektofotometrilla. Ennen ajoa kyvetti pyyhittiin pehmytpaperilla, jonka jälkeen se laitettiin sille tarkoitettuun analysointilokeroon. Laite osasi valita käytettävän ohjelman oikein näytepulloissa olevien viivakoodien avulla. Sama vaihe toistettiin kaikille näytteille. Kokonaisfosforinlukuarvot olivat yksikköä mg/l.

Kuvat. LCK 349 -analyysikyvetit (vas.) ja Lange HT 200S -lämpöhaudutin (oik.) 

Väriluvun määritys oli yksinkertaisempi. Se suoritettiin myös 12 eri näytevedelle. Ensiksi spektofotometriin (kuva 3) valittiin ohjelma 120 Color 455 nm ja nollatiin kyvetissä olleella ionivaihdetulla vedellä. Nyt toiseen kyvettiin laitettiin näytevettä reilu 10 ml ja ulkopinta pyyhittiin pehmytpaperilla. Nyt laitteen kansi suljettiin ja näyte ajettiin. Tämän jälkeen kyvetissä ollut näytevesi vaihdettiin toiseen eli vanha näytevesi pois, huuhtelu tislatulla vedellä ja sitten huuhtelu seuraavaksi määritettävällä näytevedellä sekä uusi näytevesi tilalle. Tässäkin huomiona, että näytevettä on yli 10 ml rajaviivan. Nyt määritettiin väriluku.  Värilukuarvot olivat yksikköä (mg/l) PtCo.

Kuva. Lasinen kyvetti näytteitä varten ja spektofotometri HACH 2800

Veden kemiallisen hapenkulutuksen määrittäminen

Kemiallinen hapenkulutus määritettiin vesinäytteistä permanganaattihapetuksella. Jokaisesta vesinäytteestä otettiin kaksi rinnakkaisnäytettä erlenmeyer-pulloihin. Näytteet laimennettiin ionivaihdetulla vedellä 1:1, jolloin pulloissa oli yhteensä 10 ml ionivaihdettua vettä sekä näytettä ja 0-pulloissa pelkkää ionivaihdettua vettä. Laimennettuihin näytteisiin ja 0-pulloihin pipetoitiin 0,002 vahvuista kaliumpermanganaattiliuosta 2 ml sekä rikkihappoa 0,5 ml. Kaliumpermanganaatin lisäyksen jälkeen näytteiden väri muuttui violetiksi. 

Näytteet laitettiin foliolla suljettuina kiehumaan vesihauteeseen 20 minuutiksi.  

Tämän jälkeen, näytteiden jäähdyttyä kylmässä vedessä, näytteisiin lisättiin kaliumjodidiliuosta 1 ml sekä tärkkelystä 5 tippaa. Kaliumjodidi muutti näytteet keltaiseksi ja tärkkelys hyvin tummaksi. 

Näytteet titrattiin natriumtiosulfaattiliuoksella magneettisekoittajan päällä, kunnes näytteet kirkastuivat värittömiksi. Natriumtiosulfaatin kulutus kertoo vesinäytteen kemiallisen hapenkulutuksen.

Sameus- ja nitraattityyppimääritykset

Sameus- ja nitraattityppimääritykset tehtiin kurssin materiaalien mukaisesti ohjeistuksia noudattaen.

Sameusmittaukset

Näytevesien sameus määritettiin HACH 2100N IS turbidimetrillä. Lisäksi mittauksessa käytettiin pipettiä ja sameus-kyvettiä. Turbidimetrin toiminta perustuu valon lähetykseen ja sironnan mittaukseen.

Kuva. HACH 2100N IS turbidimetri, näytevesiastia ja työvälineitä (Autio 2021) 

Mittaus suoritettiin kaatamalla kukin näytevesi sameus-kyvettiin ja asettamalla se turbidimetriin. Turbidimetriä käyttäessä piti ottaa noin 3 minuuttia näytteen tasoittumiseksi, jonka jälkeen lukema otettiin ylös. 

Nitraattityppi-määritys

Nitraattityppi mitattiin HACH 2800 spektofotometrillä. Lisäksi mittauksessa tarvittiin LCK 339-analyysikittiä. 

Kuva. HACH 2800 spektofotometri (Autio 2021)

Analyysikitistä otettiin näyteputki jokaiselle 12:sta näytteelle. Näytettä tarvittiin putkeen 1 millilitra. 

Kuva . Näytevesien pipetointia nitraattityppimittausta varten (Autio 2021)

Analyysinestettä pipetoitiin näyteputkiin 0,2 millilitraa, ja näyteputkia käänneltiin ylösalaisin kolme kertaa näytteen sekoittamiseksi. Spektofotometrin piti mittauksessa olla asetuksella NO₃-N.  Näyteputket tasaantuivat 15 minuuttia, jonka jälkeen mittaus voitiin suorittaa.

Kuva. Analyysinesteen pipetointia nitraattityppimittausta varten (Autio 2021) 

Kaikki tulokset, sekä sameusmittausten, että nitraattityppimittausten, kirjattiin mittauspöytäkirjaan, sekä tietokoneelle koko luokan yhteiseen vesinäytetaulukkoon. 

Kiintoainemääritys

Kiintoaineen määrityksessä työn periaatteena oli suodattaa tunnettu näytemäärä suodattimen läpi, minkä jälkeen kuivata suodatin, punnita sen massa ja laskea tulokset. Tulos ilmoitetaan mg/l. Luonnonvesille sopiva suodatettava määrä on 250 – 500 ml, joten imupullo täytyi tyhjentää kahden tai kolmen näytteen suodatuksen jälkeen! Suodatin asetettiin pinseteillä suppiloon, kasteltiin suodatinpaperia ionivaihdetulla vedellä ja kytkettiin imu päälle.  Minkä jälkeen kaadettiin suppiloon, mittalasi huuhdeltiin 20 ml:lla tislattua vettä, joka kaadettiin myös suppiloon. Tyhjennyksen jälkeen oli tärkeää muistaa kuivata pullon suun sisäpuoli, tiivisteen molemmat puolet ja suppilon ulkopinta hyvin, jotta imuteho säilyy suodatuksen aikana mahdollisemman hyvänä. Vakuumi poistetaan, kun suodatin on kuivunut riittävän kuivaksi. Suodatin on riittävän kuiva silloin, kun sen reunat kipristyvät suppilosta poisotettaessa.
Huomioitavaa on, että jos suodatin jää liian märäksi, se tarttuu kuivauksen aikana helpommin kiinni alustaansa, eikä tuloksia pystytä laskemaan. Seuraavaksi suodattimet siirrettiin tylppäkärkisillä pinseteillä alustalleen ja lämpökaappiin (105 °C) tunnin ajaksi. Sillä aikaa, kun näytteet ovat kuivumassa lämpökaapissa voidaan tehdä ammoniumtyppimääritykset. Kuivauksen jälkeen näytteen annetaan jäähtyä eksikaattorissa ennen punnitustusta noin 10 min.  
 
Suodattimet punnittiin kuivauksen ja jäähdytyksen jälkeen. Jäähtyneet suodattimet punnittiin niin, että sopiva alusta tässä tapauksessa tyhjä folio petrimalja asetettiin vaa’alle ja vaaka taarattiin, jolloin vaa’an lukema näytti nollaa. Suodatin asetettiin pinseteillä maljalle, ja kirjattiin vaa’an näyttämä massa ylös paperille. Tuloksia kirjattaessa oli tärkeää huomioida, että vaaka näyttää punnitustulokset grammoina, mutta kiintoaineen laskentakaavassa massan yksikön tulee olla milligrammoina. Lopuksi tulokset kirjattiin ylös excel-taulukkoon, jossa oli kiintoaineen laskentakaava jo valmiina. Lopuksi kopioitiin lopulliset tulokset tulostaulukkoon. 

Kuvat. Kiintoaineen määrittämisen laitteistoa ja kiintoaineen määritys suodatinpapereiden punnitus (Iivanainen 2021)

Kuva. Kiintoaineen määrittämiseen tarvittavia lukuarvoja  

Ammoniumtyppi

Kyvetteihin, joissa oli jo valmiiksi jotain kemikaalia pipetoitiin jokaiseen 5 ml järvivesinäytettä. Näytteitä oli yhteensä 12 ja jokaiselle näytteelle tehtiin oma kyvetti. Ensimmäisen näytteen täytyi vaikuttaa vähintään 15 min ennen kuin näytettä voitiin alkaa analysoimaan HACH DR 6000 laitteella. HACH DR6000 laite analysoi ammoniumtyppi näytteen ammoniumin arvonperusteella. Laite tunnisti automaattisesti kyvettien kyljessä olevien viivakoodien avulla mitä menetelmää analysoinnissa halutaan käyttää. 

Ennen kuin kyvetin laittoi laitteeseen sen pinta oli tärkeä kuivata pehmeällä paperilla tarkemman tuloksen saamista varten. Esimerkiksi kyvetin pinnalle jäänyt pieni vesipisara voisi vaikuttaa analyysitulokseen.  

Kuva. Ammoniumtyppi analysointi tulokset (Iivanainen 2021)