แอมโมเนีย / แอมโมเนียม

แอมโมเนีย (ammonia)เป็นสารประกอบของก๊าซที่ไม่มีสีและกลิ่นของไฮโดรเจนและไนโตรเจน (ไนโตรเจน 1 อะตอมและไฮโดรเจน 3 อะตอม NH3) ซึ่งสามารถละลายได้สูงในน้ํา แอมโมเนียเกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยเป็นผลมาจากการสลายตัวทางจุลชีววิทยาของอินทรียวัตถุในไนโตรเจน (โปรตีนจากสัตว์และพืช) นอกจากนี้ยังสามารถผลิตเป็นปุ๋ย หรือใช้ในการผลิตพลาสติก ยา และสารเคมีอื่นๆ

แอมโมเนียจะอยู่ในน้ําบาดาลเนื่องจากกระบวนการทางจุลชีววิทยา อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ําผิวดินมักจะบ่งบอกถึงมลภาวะ แอมโมเนียที่มากเกินไปสามารถทําลายพืชพรรณและเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในน้ํา โดยเฉพาะการเพิ่มระดับ pH และอุณหภูมิที่สูงขึ้น>

Aqua Ammonia
สําหรับการใช้งานต่างๆ แอมโมเนียจะถูกละลายในน้ําเพื่อผลิต “ aqua ammonia” สารละลายแอมโมเนียในน้ําจํานวนมาก (aqua ammonia) ไม่เสถียร และความเข้มข้นของแอมโมเนียอาจลดลงในระหว่างการขนส่งหรือระหว่างเก็บรักษา ดังนั้น สารละลายที่ส่งมอบจะถูกเรียกเก็บเงินตามความเข้มข้นของแอมโมเนียที่ส่งไปยังโรงงานหรือผู้ใช้ปลายทาง (end-user)

แอมโมเนียม (ammonium) เป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยไนโตรเจนหนึ่งอะตอมและไฮโดรเจนสี่อะตอม (NH4+) แม้ว่าแอมโมเนียจะเป็นโมเลกุลที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนที่เป็นกลาง (weak base) แต่แอมโมเนียมก็เป็นไอออนที่มีประจุบวก นอกจากนี้แอมโมเนียยังส่งกลิ่นรุนแรง แต่แอมโมเนียม (ammonium)ไม่มีกลิ่นเลย

ปัจจัยหลักที่กําหนดสัดส่วนของแอมโมเนียต่อแอมโมเนียมในน้ําคือ pH กิจกรรมของแอมโมเนียยังได้รับอิทธิพลจากความแรงของไอออนิกและอุณหภูมิของสารละลายด้วย สิ่งสําคัญคือต้องจําไว้ว่าแม้ว่าโมเลกุลแอมโมเนียอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ํา แต่โดยพื้นฐานแล้วแอมโมเนียมไอออนก็ไม่เป็นอันตราย ในอุตสาหกรรมน้ํา สิ่งสําคัญคือต้องทราบความเข้มข้นของไนโตรเจนที่จับกับไฮโดรเจน ดังนั้น คําว่าแอมโมเนียและแอมโมเนียมจึงใช้แทนกันได้ โดยแสดงเป็น NH3-N หรือ NH4-N ตามลําดับ และโดยปกติจะแสดงเป็น mg/L หรือ PPM ของ N

สมการทางเคมีที่ขับเคลื่อนความสัมพันธ์ระหว่างแอมโมเนียกับแอมโมเนียม คือ” NH3 + H2O <-> NH4+ + OH-

เมื่อค่า pH ต่ํา สมดุล (equilibrium) จะถูกขับเคลื่อนไปทางขวา และเมื่อค่า pH สูง สมดุลจะถูกขับเคลื่อนไปทางซ้าย โดยทั่วไปแล้ว ณ อุณหภูมิห้องที่มีค่า pH น้อยกว่า 6 สัดส่วนของแอมโมเนีย‐N เช่น NH3 จะต่ํามาก และแอมโมเนียไนโตรเจนเกือบทั้งหมดจะมีอยู่ในรูปของ NH4+ ในขณะที่ค่า pH ประมาณ 8 ส่วนของ NH3 คือ 10% หรือน้อยกว่า และขณะที่ค่า pH มากกว่า 9 เล็กน้อยจะอยู่ที่ประมาณ 50% เมื่อค่า pH เท่ากับ > 11 แอมโมเนียมไอออนทั้งหมดในสารละลายจะถูกแปลงเป็นรูปแบบโมเลกุลของแอมโมเนีย กิจกรรมของแอมโมเนียในน้ําจะต่ํากว่ามากที่อุณหภูมิต่ํา

การวัดค่าไนโตรเจน-แอมโมเนียสามารถทําได้โดยใช้สเปกโตรโฟโตมิเตอร์ (หรือคอลอริมิเตอร์) หรืออีเลกโทรดไฟกไอออนเซเลกทีฟ (ISE) ของไอออนแอมโมเนีย. ด้านล่างนี้คือวิธีการที่ได้รับการยอมรับหรือเทียบเท่าจากหน่วยงาน Environmental Protection Agency (USEPA) สหรัฐสําหรับการวิเคราะห์น้ําเสีย..

Nitrogen-Ammonia Nessler Method 8038 - USEPA ยอมรับสําหรับการวิเคราะห์น้ําเสีย (distillation required), Method 350.2.
Nitrogen-Ammonia TNTplus Method 10205 - เทียบเท่า
Nitrogen Ammonia Ion Selective Electrode (ISE) method 10001 and 10002 - ใช้สําหรับการตรวจสอบน้ําและน้ําเสียมาตรฐาน 4500-NH3 E สําหรับรายงาน USEPA NPDES.

ชุดตัวทดสอบแอมโมเนีย TNTplus รุ่น TNT830, TNT831 และ TNT832 ถือว่าเทียบเท่ากับมาตรฐานของสํานักงานป้องกันและบรรเทาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสหรัฐ (USEPA) สําหรับการวิเคราะห์และรายงานน้ําเสีย. ต่อไปนี้คือข้อมูลเสริมเกี่ยวกับเทียบเท่ากับ USEPA:

ชุดตัวทดสอบแอมโมเนีย TNTplus:ชุดตัวทดสอบเหล่านี้ถูกพิจารณาเทียบเท่ากับมาตรฐาน USEPA สําหรับการวิเคราะห์และรายงานน้ําเสีย. ข้อมูลสนับสนุนและข้อมูลเสริมที่รองรับข้อมูลการวิเคราะห์ MUR และความเทียบเท่าของรัฐถูกจัดทําในรูปแบบของ EPA เพื่อให้เหมาะสมกับชุดตวทดสอบแอมโมเนีย TNTplus.

ชุดตัวทดสอบแอมโมเนีย TNT Amver:ชุดตัวทดสอบเหล่านี้ไม่ได้ถูกพิจารณาเทียบเท่ากับการรายงาน USEPA. ไม่มีข้อมูลสนับสนุนที่เตรียมไว้ในรูปแบบของ EPA สําหรับชุดตัวทดสอบแอมโมเนีย TNT Amver ที่เก่ากว่า.

หากผู้ใช้ต้องการพิจารณาการใช้ทดสอบแอมโมเนีย TNT Amver เพื่อปฏิบัติตามข้อกําหนดของกฎหมาย, พวกเขายังสามารถพูดคุยกับหน่วยงานกํากับดูแลได้.

Reference EPA formatted method, "TNTplus Ammonia-Spectrophotometric Measurement of Ammonia Nitrogen and Total Kjeldahl Nitrogen in Water and Wastewater" for information on USEPA equivalency to 350.1 and 351.1.

ทั้งวิธี Nessler และ salicylate ใช้ปฏิกิริยากับโมเลกุลแอมโมเนียในสารละลายด่าง เมื่อตัวอย่างต้นฉบับมีไอออนแอมโมเนีย, สารประจําจะแปลงมันเป็นโมเลกุลแอมโมเนียและจากนั้นมันจะตอบสนองและมีส่วนร่วมในผลทดสอบสุดท้าย. อย่างไรก็ตาม, ทดสอบแอมโมเนียที่เรียบง่ายเหล่านี้ไม่รวมถึงแอมโมเนียที่อยู่ในกลุ่มอะมิโนที่มีการผูกกัน การทดสอบแอมโมเนียที่แท้จริงต้องรวมถึงคลอรามีนและต้องการทําให้ตัวอย่างเรียนรู้ในสารละลายกรดเพื่อย่อยสลายแอมโมเนียอินทรีย์.

เนื่องจากผลทดสอบคือผลรวมของทั้งโมเลกุลแอมโมเนีย (NH3) และไอออนแอมโมเนียม (NH4+), หน่วยที่ใช้สําหรับรายงานคือเป็นไนโตรเจน (NH3-N). ส่วนใหญ่ colorimeters และ spectrophotometers จาก Hach มีตัวเลือกในการแปลงผลทดสอบระหว่างไนโตรเจน, แอมโมเนีย, และแอมโมเนียม. สิ่งนี้ไม่เปลี่ยนเคมีของการทดสอบ, มันเพียงแค่เปลี่ยนหน่วย. ควรระบุว่า ในขณะที่มีปริมาณของไนโตรเจนเท่ากันในแอมโมเนียและไอออนแอมโมเนียม, อัตราสัมพัทธ์ตั้งต้นของ N ถึง NH3 และ NH4+ ไม่ได้เท่ากันเนื่องจากจํานวนของอะตอมไฮโดรเจนที่แตกต่างกัน.

• To convert from mg/L NH 3 -N to mg/L NH 3, multiply by 1.216.
• Calculated from the mass of NH 3 divided by the mass of N (17.034 ÷ 14.01 = 1.216).
• To convert from mg/L NH 3 -N to mg/L NH 4, multiply by 1.288.
• Calculated from the mass of NH 4 + divided by the mass of N (18.042 ÷ 14.01 = 1.288).

เมื่อการวัดแสดงบน Amtax sc, หน่วยเป็น "NH4-N" หรือ "NH4" ซึ่งหมายถึงการวัดของเครื่องมือถูกแสดงเป็นอะโมเนียมและรายงานค่าเป็นไนโตรเจน (ที่กล่าวถึงในบางครั้งว่า "NH4 เป็น N") หรือเป็นอะโมเนียมโดยตรง ไม่มีความแตกต่างระหว่างการแสดงความConcentration ของแอมโมเนีย ("NH4-N" หรือ "NH3-N") เพราะในทั้งสองกรณีนี้ มักถูกคํานวณเป็นไนโตรเจน ซึ่งมีปริมาณเท่ากันในทั้งสองรูปแบบของแอมโมเนีย.

Analyser Amtax sc เพิ่มโซเดียมไฮโดรไซด์ (NaOH) เพื่อปรับ pH และแปลงไอออนแอมโมเนียม (NH4+) เป็นแอมโมเนียก๊าซ (NH3) ซึ่งผ่านทางเมมเบรนสําหรับแก๊สแอมโมเนียและทําให้เกิดการเปลี่ยน pH เป็น electrolyte solution จะถูกวัดเป็นสัญญาณ mV ซึ่งเป็นสัมพันธ์กับความ Concentration ของแอมโมเนีย (NH3) ในตัวอย่างน้ํา.

Ammonia มีอยู่ในน้ําเป็น ammonium ion (NH4+) หรือ non-ionized ammonia (NH3) ซึ่ง Non-ionized ammonia เป็นพิษต่อปลา, ในขณะที่ ammonium ion ไม่เป็นพิษ ยกเว้นว่าจะมีค่าความเข้มข้นที่สูงมาก. ในสภาพค่า pH เป็นกลางที่ 7 และอยู่ในอุณหภูมิที่เหมาะสม แอมโมเนียมส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของ NH4+ เมื่อค่า pH และอุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้น จะทำให้ปริมาณ NH3 เพิ่มขึ้นและทำให้ปริมานของ NH4+ ลดลง

เพื่อวัดความเข้มข้นของnon-ionized ammonia ในตัวอย่าง โปรดทําตามขั้นตอนที่ให้ด้านล่าง:

1. Measure the ammonia concentration using any ammonia method, except the free ammonia method.
2. Measure pH and sample temperature. Reference the table titled “Percentage Un-ionized Ammonia in Aqueous Solution by pH Value and Temperature Calculated from data in Emerson, et. al*” on page 11 in the FF2 Freshwater Aquaculture Test Kit Manual.
3. Determine the percentage of NH 3 using the table, sample pH, and sample temperature.
4. Multiply your ammonia concentration by the percent from the table and then divide by 100.