Brom v pitné vodě, vodě z bazénů, odpadních vodách a dezinfekčních roztocích

Fotometrické stanovení pomocí DPD (dipropyl-p-fenylendiamin) 

Úvod

Brom je oxidační činidlo a lze jej použít jako dezinfekční prostředek, zejména k dezinfekci bazénů, lázní a vody v chladicích věžích. Stanovení bromu ve vodných vzorcích se provádí zejména za účelem zajištění účinnosti dezinfekce a prevence negativního vlivu na zdraví lidí.

Podle normy ANSI/APSP/ICC-11 pro kvalitu vody ve veřejných bazénech je ideální rozmezí pro brom 2 až 4 ppm pro bazény a 4 až 6 ppm pro lázně.¹

Brom se nepoužívá při úpravě pitné vody pro veřejnost, ale je registrovaným dezinfekčním prostředkem USA. Environmental Protection Agency pro použití v pitné vodě na palubách některých námořních lodí a ropných vrtných plošin.² Podle 40 CFR, oddíl 180.519 nesmí hladina bromu překročit konečnou koncentraci 1.0 ppm v upravené vodě.³

Tato aplikační poznámka popisuje metodu, která byla dříve k dispozici pod názvem Spectroquant^® Bromine Test (1.00605), jejíž používání bylo ukončeno. Metoda je dále k dispozici jako předprogramovaná metoda ve fotometrech a kolorimetrech Spectroquant^® Prove 100/300/600, Nova 60 a Move 100 a lze ji provádět s použitím činidla Spectroquant^® Chlor test (1.00598).

Činidlo Cl₂-1 kat. No. 1.00598 Spectroquant^® Chlor Test má identické složení činidla jako činidlo Br₂-1 z ukončené kat. č. 1.00605 Spectroquant^® Bromine Test.

Metoda s rozsahem měření 0,020 - 10,00 mg/l Br₂ je vhodná ke stanovení koncentrace bromu v pitné vodě, vodě v bazénech, odpadních vodách a dezinfekčních roztocích.

Experimentální metoda

V slabě kyselém roztoku reaguje volný brom s dipropyl-p-fenylendiaminem (DPD) za vzniku červenofialového barviva, které se stanovuje fotometricky.

Tabulka 1. Rozsah měření a číslo metody

Metoda č. 1: "Zpracování dat".	Rozsah měření	Buňka	Přístroje
146	0.020 - 2.000 mg/l Br2	Obdélníková cela o průměru 50 mm	.Proveďte 100/300/600, Nova 60A
146	0.05 - 5.00 mg/l Br2	Obdélníková cela o průměru 20 mm	.Proveďte 100/300/600, Nova 60A
146	0.10 - 10.00 mg/l Br2	Obdélníková cela o průměru 10 mm	.Proveďte 100/300/600, Nova 60A
90	0.10 - 5.00 mg/l Br2	Obdélníková cela o průměru 24 mm	Přesun 100

Materiál pro vzorky

Pitná voda, voda z bazénů, odpadní voda, dezinfekční roztoky 

Vliv cizích látek

Jiné složky ve vzorku - než cílový analyt Br₂ - mohou rušit zde popsanou detekční chemii. Některé z nich byly ověřeny v roztocích obsahujících 3,5 a 0 mg/l Br₂. Do koncentrací cizorodých látek uvedených v tabulce stanovení zatím není rušeno. Kumulativní účinky nebyly kontrolovány; takové účinky však nelze vyloučit.

Tabulka 2. Koncentrace cizorodých látek

Koncentrace cizorodých látek v mg/l nebo %<./b>
Al3+ Al3+/p>	250	Mn2+	100	Cl2	0.05
Ca2+	1000	NO2-	0.1	ClO2	0.1
CN-	0.1	S2-	0.1	I2	0.15
CO3 Překlad: J. B.sup>2-	1000	Sup>Podle údajů v tabulce se jedná o 1,5 % z celkové spotřeby CO2 v ČR.		H	H	H	0.05
Cr3+	250	Výsledky měření jsou uvedeny v tabulce 1.		O3	0.01
Cr2O72-	0.1			NaCl	10%
100			NaNO3	NaNO3	10%
Fe sup>3+	100			Na2SO4	10%

Reagencie, přístroje a materiály

Reagencie

• Spectroquant^® Chlor test (1.00598)

Přístroje

Pro měření bromu je nutný jeden z následujících fotometrů Spectroquant®:

• Spektrofotometr Spectroquant^® VIS Prove 100 (173016)
• Spectroquant^® UV/VIS spektrofotometr Prove 300 (173017)
• Spectroquant^® UV/VIS spektrofotometr Prove 600 (173018)
• Spectroquant^® fotometr Nova 60A (1.09752)
• Spectroquant^® Kolorimetr Move 100 (1.73632)

POZNÁMKA: Software pro údržbu dat (pouze přístroje Prove)

Softwarový balíček Spectroquant^® Prove Connect to LIMS poskytuje snadný způsob přenosu dat do stávajícího systému LIMS. Tento software lze zakoupit pod:

Prove Connect to LIMS (Y.11086)

Materiály

• Obdélníková buňka 10 mm (1.14946)
• Obdélníková buňka 20 mm (1.14947)
• Obdélníková buňka 50 mm (1.14944)
• Pouhé buňky 24 mm se šroubovacími uzávěry (12 ks) (1.73650)
• Pipety pro pipetovací objem 10.0 ml

Další činidla a příslušenství

• Proužky s pH indikátorem MQuant^® pH 5,0 - 10.0 (1.09533)
• MQuant^® pH-indikátorové proužky pH 0 - 6,0 (1.09531)
• Roztok hydroxidu sodného 1 mol/l Titripur^® (1.09137)
• Kyselina sírová 0,5 mol/l Titripur^® (1.09072)

Příprava vzorku

• Analýzu je třeba provést ihned po odběru vzorku!
  
• Přidané pH se musí pohybovat v rozmezí 4 - 8. Při odběru vzorku je třeba dodržet rozmezí pH. V případě potřeby se upraví roztokem hydroxidu sodného nebo kyseliny sírové.
• Zakalené vzorky se přefiltrují.

Příprava měřicího roztoku

• Přidejte 1 hladkou modrou mikroskopickou lžičku (v uzávěru lahvičky s činidlem) činidla Cl₂-1 z kat. No. 1.00598 Spectroquant^® Chlor test do zkumavky. Ihned po použití lahvičku s činidlem znovu uzavřete.
• Přidejte 10 ml předem upraveného vzorku (5 - 40 °C) a silně protřepejte, dokud se činidlo zcela nerozpustí.
  
• Nechte 1 min stát (reakční doba), poté vzorek naplňte do cely a změřte ve fotometru.

Měření

Při této metodě se doporučuje provádět nastavení nuly každý nový pracovní den. Podrobnosti týkající se nastavení nuly naleznete v uživatelské příručce k přístroji.

Doporučuje se používat stejnou celu pro nastavení nuly i pro měření vzorku. Pro seřízení nuly naplňte celu destilovanou vodou (nebo vodou pro analýzu) a postupujte podle pokynů v uživatelské příručce vašeho přístroje.

1. Proveďte testování a nastavení přístroje Nova

• Zvolte metodu č. 146 ze seznamu metod.
• Naplňte předem upravený vzorek do 10mm, 20mm nebo 50mm obdélníkové kyvety a vložte kyvetu do prostoru kyvety, měření se provede automaticky.
• Na displeji se zobrazí obsah bromu v mg/l Br₂ .

2. Přesun 100

• Zvolte ze seznamu metod metodu č. 90.
• Naplňte cca 1,5 l vzorku. 10 ml destilované vody do 24mm cely a uzavřete ji šroubovacím uzávěrem (Prázdná cela).
• Vložte prázdnou celu do prostoru cely.
• Srovnejte značku na cele se značkou na fotometru.
• Stiskněte tlačítko "Zero".
• Naplňte připravený měřicí roztok do 24mm cely, uzavřete šroubovacím uzávěrem (Vzorková cela).
• Vložte vzorkovací buňku do prostoru buňky.
• Srovnejte značku na buňce se značkou na fotometru.
• Stiskněte tlačítko "Test".
• Na displeji se zobrazí obsah bromu v mg/l Br₂.

Tipy pro měření

• Při použití 50mm cely se pro zvýšení přesnosti doporučuje měřit proti vlastnímu připravenému slepému vzorku (příprava jako u měřeného vzorku, ale s destilovanou vodou místo vzorku). Nastavte fotometr na měření slepého vzorku (pouze přístroje Prove a Nova).
• Pro fotometrické měření musí být buňky čisté. V případě potřeby je otřete čistým suchým hadříkem.
• Měření zakalených roztoků vede k falešně vysokým hodnotám.
• Ph měřicího roztoku musí být v rozmezí 4,0 - 5,0. V případě, že je roztok zakalený, je nutné jej otřít.
• Barva měřicího roztoku zůstává stabilní po dobu 30 min po uplynutí výše uvedené reakční doby.
• V případě koncentrace bromu vyšší než 50 mg/l se tvoří další reakční produkty a vznikají falešně nízké hodnoty. V takových případech se doporučuje provést kontrolu věrohodnosti výsledků měření zředěním vzorku (1:10, 1:100).

Analytické zajištění kvality

Poznámka:

Pro kontrolu fotometrického měřicího systému (zkušební činidlo, měřicí zařízení, manipulace) a pracovního režimu lze použít čerstvě připravený standardní roztok bromu obsahující 5,00 mg/l Br₂ (aplikace viz webové stránky). Interference závislé na vzorku (matricové efekty) lze stanovit pomocí přídavku standardu.

Odkazy

1. American National Standards Institute. American National Standard for Water Quality in Public Pools and Spas. . New York (NY): ANSI; 2018 (ANSI/APSP/ICC-11 2019).

2. Bromine: Reregistration Eligibility Decision (RED) Fact Sheet, US EPA Archive Document. [Internet].[cited 26 May 2021]. Available from: https://archive.epa.gov/pesticides/reregistration/web/pdf/4015fact.pdf

3. Bromide ion and residual bromine; tolerances for residues. 40 CFR Section 180.519. [Internet].[cited 26 May 2021]. Available from: https://ecfr.io/Title-40/Section-180.519