Azote, total

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Qu'est-ce que l'azote ?

L'azote est un élément chimique dont le symbole est N, le numéro atomique 7 et la masse atomique 14. Il peut se produire sous forme moléculaire diatomique (N2) sous forme de gaz incolore et faire partie d'un composé liquide ou solide. Environ 78 % de l'atmosphère terrestre est composée d'une forme gazeuse d'azote, ce qui en fait l'élément non combiné le plus abondant. Au cours du cycle d'azote, l'azote se déplace de l'atmosphère vers la biosphère (dans les composés organiques), puis retourne dans l'atmosphère. Les organismes complexes ont besoin d'azote pour former des molécules essentielles telles que les acides aminés (et donc les protéines), les acides nucléiques (ADN et ARN) et l'adénosine triphosphate (ATP, molécule de transfert d'énergie). Comme les usines ne peuvent pas utiliser d'azote gazeux, elles s'appuient sur les bactéries de fixation de l'azote dans le sol pour le convertir en ammoniac et en nitrite. Les bactéries formant des nitrates convertissent les nitrites en nitrates dans des conditions aérobies. Le nitrate représente l'état d'azote le plus complètement oxydé.

Nitrification et dénitrification

La nitrification est l'oxydation biologique en deux étapes de l'ammoniac en nitrite et enfin en nitrate. La dénitrification est un processus facilité par les microbes au cours duquel le nitrate est réduit pour produire de l'azote moléculaire comme étape finale. La nitrification et la dénitrification sont principalement utilisées dans les processus de traitement des eaux usées. Dans ces processus, différentes conditions dans les zones oxiques (aérobies) et anoxiques du traitement des eaux usées sont utilisées par des bactéries autotrophes telles que nitrosomonas, ou des bactéries hétérotrophes telles que nitrobacter pour convertir l'ammoniac, le nitrite et le nitrate en azote gazeux.

Le contrôle de l'oxygène est essentiel à la nitrification, parmi d'autres facteurs importants tels que l'alcalinité.  L'oxygène dissous (OD) doit être surveillé et géré au cours de la nitrification. Une dénitrification efficace repose sur le manque d'oxygène dissous et une quantité appropriée de carbone facilement biodégradable.

Azote Kjeldahl total

Le terme azote Kjeldahl total fait référence à la combinaison d'ammoniac et d'azote organique. Cependant, il n'inclut pas les nitrites ni les nitrates.

Azote total

L'azote total est la somme de toutes les différentes formes d'azote présentes dans l'eau, y compris l'ammoniac et l'azote à liaison organique (azote Kjeldahl total), ainsi que le nitrite et le nitrate.

Ammoniac et ammonium

L'ammoniac et l' ammonium ont une relation spécifique avec le pH et la température.

Traitement de l'eau

Les propriétés corrosives de l'ammoniac (sous forme gazeuse et concentrée) peuvent provoquer une légère irritation des yeux ou de la peau, voire des brûlures chimiques en fonction de la concentration. De plus, même à des niveaux faibles, l'ammoniac peut causer des problèmes esthétiques tels qu'un goût ou des odeurs désagréables.

Traitement des eaux usées

L'ammoniac est toxique pour les organismes aquatiques, même à de très faibles concentrations. Les stations d'épuration des eaux usées évacuent l'eau traitée dans une grande variété d'endroits. La plupart des stations de traitement se déchargent dans des eaux de réception qui ont des usages spécifiques et une vie aquatique. La combinaison de ces éléments détermine le niveau d'ammoniac qui peut être évacué en toute sécurité d'une station de traitement des eaux usées.


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Pourquoi mesurer l'azote ?

Bien que l'azote sous forme d'ammoniac, de nitrite et de nitrate soit un nutriment essentiel pour les plantes et les animaux, l'excès d'azote peut être préjudiciable dans de nombreux cas.

  • Dans les plans d'eau, des concentrations élevées d'azote peuvent entraîner un appauvrissement de l'oxygène dissous et donc avoir un impact négatif sur la vie aquatique.
  • L'eau potable contenant un excès d'azote sous forme d'ammoniac ou de nitrate peut présenter des risques pour la santé publique. En outre, les variations des concentrations de nitrite dans les systèmes de distribution d'eau potable peuvent indiquer le début de la nitrification, ce qui compromet la qualité de l'eau.
  • Dans le traitement des eaux usées, des concentrations élevées d'ammoniac associées à un pH élevé peuvent être toxiques pour les microbes de digestion des boues.

Chez Hach ®, trouvez l'équipement de test, les ressources, la formation et le logiciel dont vous avez besoin pour surveiller et gérer avec succès les niveaux d'azote dans votre application de processus spécifique.

 

LCK

Produits associés pour mesurer l'azote

Transmetteurs d'azote Orbisphere 51x

Le transmetteur Orbisphere 51x, associé aux capteurs de conductivité thermique Orbisphere®, effectue des mesures sélectives, précises et fiables des niveaux de N2.

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Capteurs d'azote Orbisphere 315xx

Le capteur de conductivité thermique unique Orbisphere a été développé pour réaliser des mesures en continu de N2 en phase gazeuse ou dissoute dans un liquide.

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Analyseurs d'azote total de la série EZ

Les analyseurs en ligne de la série EZ fournissent plusieurs options pour mesurer la concentration totale d'azote dans l'eau.

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Spectrophotomètres

Hach crée des solutions qui facilitent vos tests de routine quotidiens.

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Analyseur de COT/TN/TP Hach BioTector B7000

Un analyseur unique pour la contamination au carbone et les niveaux de nutriments azote/phosphore dans l'eau.

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Produits chimiques, réactifs et étalons

Hach s'engage à fournir des réactifs de haute qualité pour les analyses de routine et les analyses complexes de l'eau.

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Thermostat sec DRB200

Le DRB200 est conçu pour vous faire gagner du temps et assurer la précision des tests.

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Quels processus nécessitent une surveillance du niveau de nitrate/nitrite ?

Eaux de surface, eau mélangée et eau souterraine

L'ammoniac, le nitrite et le nitrate peuvent naturellement apparaître dans les plans d'eau ou être présents en raison d'un écoulement d'engrais, d'un écoulement de déchets d'animaux, d'un dysfonctionnement des fosses septiques, d'un mélange avec de l'eau chloraminée ou de rejets industriels contenant des inhibiteurs de corrosion. Par conséquent, il est important de surveiller les niveaux d'ammoniac, de nitrite et de nitrate afin de guider et d'optimiser le traitement.

Une piscine d'eau turquoise scintille dans une grotte. Les sources d'eau souterraine ont souvent de l'azote naturellement présent sous forme d'ammoniac, de nitrite et de nitrate.

Traitement de l'eau potable

Lorsque l'ammoniac n'est pas utilisé pour la désinfection, sa présence dans un système de distribution peut indiquer une lixiviation des matériaux utilisés dans la tuyauterie ou une contamination de l'eau, en raison d'un endommagement du système. Lorsque l'ammoniac indésirable se combine au chlore, il diminue la force de désinfection de la chloration.

Lorsque l'ammoniac est utilisé pour la désinfection dans le processus de chloramination , ses niveaux doivent être surveillés et gérés pour protéger la santé publique.

Cette installation de traitement de l'eau utilise de l'ammoniac, une source d'azote pour la désinfection.

Aquaculture

En tant que déchet de la vie aquatique, l'ammoniac peut être toxique pour les poissons et les plantes aquatiques à des concentrations faibles, dès 0,5 mg/L. Dans les aquariums établis, l'ammoniac peut être rapidement converti en nitrite et éventuellement en nitrate. La plupart des aquariums visent à éliminer complètement l'ammoniac.

Dans les environnements aquatiques naturels, des niveaux élevés d'ammoniac peuvent entraîner une croissance excessive des algues, qui bloquent la lumière du soleil, ce qui peut nuire à l'alimentation à vue et à la photosynthèse.

Les filets d'aquaculture contiennent des fruits de mer cultivés. L'ammoniac est un sous-produit de l'agriculture qui peut également être toxique pour les poissons.

Agriculture

L'azote sous forme d'ammoniac peut ensuite être utilisé par les plantes pour créer des molécules organiques essentielles nécessaires aux organismes complexes. Pour faciliter ou améliorer ce processus naturel (qui fait partie du cycle de l'azote), l'ammoniac est souvent ajouté aux engrais. Par exemple, les solutions nutritives hydroponiques introduisent l'azote comme sel d'ammoniac. L'ammoniac peut également être présent dans le sol en raison du dosage d'urée.

Un tracteur agricole fertilise les cultures, introduisant de l'azote sous forme d'ammoniac.

Fabrication de produits pharmaceutiques

Dans la production pharmaceutique, la solution d'ammoniac est utilisée pour régénérer les résines échangeuses d'ions faibles et ajuster le pH de l'eau de traitement.

Les produits pharmaceutiques utilisent une solution d'ammoniac pour régénérer les résines échangeuses d'ions faibles. L'ammoniac est une source d'azote.

Traitement des eaux usées

Les méthodes d'azote total mesurent les charges d'azote sur les flux intrants, aux étapes intermédiaires du traitement des boues et sur les effluents pour évaluer l'efficacité globale de la station de traitement. L'évaluation des niveaux d'azote permet de surveiller et d'ajuster les processus, et d'optimiser l'efficacité de la réduction d'azote tout au long du traitement.

Les niveaux typiques d'ammoniac dans les eaux usées municipales non traitées varient de 30 mg/L à 50 mg/L NH3-N. Les niveaux de nitrate indiquent le stade de conversion de l'ammoniac et de l'azote organique en nitrate par les étapes de traitement biologique aérobie pendant la nitrification.

Un réservoir d'égalisation des eaux usées surveille l'azote total provenant des eaux brutes pendant les étapes intermédiaires du traitement des boues d'eau.

Temps de rétention des boues

Un temps de rétention des boues (SRT) et un niveau de matières solides en suspension dans la liqueur mixte (MLSS) corrects dans le bassin d'aération sont essentiels à la conformité et au traitement économe en énergie pour garantir la stabilité de la nitrification.

Le traitement des boues dans ce bassin d'aération démarre la nitrification de l'ammoniac. La surveillance de l'azote permet ici de garantir la conformité et un traitement économe en énergie.

Comment l'azote total est-il surveillé ?


Kit de réactifs pour l'azote ammoniacal Hach, TNT, AmVer (Salicylate), basse valeur

Méthode de réduction du chlorure de titane (azote inorganique total)

Les ions de titane (III) réduisent le nitrate et le nitrite en ammoniac dans un environnement basique. Après la centrifugation pour éliminer les solides, l'ammoniac est combiné au chlore pour former de la monochloramine. La monochloramine réagit avec le salicylate pour former du 5-aminosalicylate (une solution verte), comme dans la méthode du salicylate dans l'azote ammoniacal (voir azote et ammoniac).

De paillasse :

Azote inorganique total


Test en cuve LCK138 Hach pour azote (total), LR (1 - 16 mg/L N), 25 tests

Méthode de digestion par persulfate (azote total)

Une digestion par persulfate alcalin convertit toutes les formes d'azote en nitrate. Le métabisulfite de sodium est ajouté après la digestion pour éliminer les interférences des oxydes d'halogène. Dans des conditions fortement acides, le nitrate réagit avec l'acide chromotropique pour nitrer les noyaux biphényles à plusieurs endroits, formant ainsi plusieurs produits riches en nitrate. Les produits riches en nitrate sont mesurés à 410 nm.

De paillasse/portable :

TNT LR

TNT RH

Les composés d'azote organique et inorganique sont digérés avec du peroxodisulfate et oxydés en nitrate. Les ions de nitrate réagissent avec du 2,6-diméthylphénol dans une solution d'acide sulfurique et phosphorique pour former un nitrophénol. La longueur d'onde de mesure est de 345 nm.

De paillasse :

LCK138 Laton Test en cuve pour l'azote total 1-16 mg/L TN, 25 tests

LCK238 Laton Test en cuve pour l'azote total 5-40 mg/L TN, 25 tests

LCK338 Laton Test en cuve pour l'azote total 20-100 mg/L TN, 25 tests

LCK438 Laton Test en cuve pour l'azote total 100-250 mg/L TN, 25 tests

Les composés d'azote organique et inorganique sont digérés avec du peroxodisulfate et oxydés en nitrate. Le nitrate est réduit en nitrite en ajoutant un réactif réducteur. Le nitrite réagit dans un milieu acide avec le réactif de couleur pour produire un complexe azoïque violet. La longueur d'onde de mesure est de 546 nm.

En ligne :

Analyseurs Serie EZ Azote Total

Procédé d'oxydation avancée en deux étapes à l'aide de radicaux hydroxyles. Analyse photométrique directe de nitrate après oxydation.

En ligne :

Analyseur de COT/TN/TP Hach BioTector B7000

 

Pour en savoir plus sur la surveillance d'autres formes d'azote, consultez ces pages de paramétrage connexes : ammoniac et ammonium, nitrate et nitrite.

Foire aux questions

Quelles sont les gammes d'azote total proposées sur les analyseurs de la série EZ ?

Les analyseurs en ligne de la série EZ fournissent plusieurs options pour mesurer la concentration totale d'azote dans l'eau. Ces analyseurs sont principalement utilisés pour les eaux usées et les eaux de surface.

  • EZ7700 azote, total, 0,1 - 2 mg/L
  • EZ7701 azote, total, 0,2 - 5 mg/L
  • EZ7702 azote, total, 0,25 - 10 mg/L
  • EZ7703 azote, total, 0,5 - 20 mg/L

La série EZ propose également des analyseurs combinés TN/TP :

  • EZ7600 azote, total, 0,05 - 2 mg/L et phosphore, total, 0,01 - 1 mg/L
  • EZ7601 azote, total, 0,1 - 5 mg/L et phosphore, total, 0,02 - 2 mg/L
  • EZ7602 azote, total 0,2 - 10 mg/L et phosphore, total, 0,05 - 5 mg/L
  • EZ7603 azote, total 0,5 - 50 mg/L et phosphore, total, 0,05 - 10 mg/L
    La série EZ peut également être configurée pour mesurer le TN, le NO 3 et le NO 2 : EZ7750 azote, total, 0,1 - 2 mg/L et nitrate, 5 - 600 µg/L et nitrite, 10 - 800 µg/L

Quelle est la relation entre les composés contenant de l'azote ?

Vous trouverez ci-dessous un résumé de la relation entre différents composés d'azote et la méthode d'azote recommandée pour l'analyse :

(TIN) = (NH3) + (NO3-) + (NO2-)

(TN) = azote organique (tous) + NH3 + NO3- + NO2-

(NTK) = azote organique (oxydant triple négatif*) + NH3

*Oxydant triple négatif : ne tient pas compte de l'azoture, de l'azine, de l'azo, de l'hydrazone, du nitrile, de la nitro, du nitroso, de l'oxime et de la semicarbazone

Comparaison des résultats TKN

NTK = (approx.) TN - (N° 3- + N°2-)

NTK = (approx.) NH3 + azote organique

Azote organique :

NTK - NH3 = azote organique

TN-TIN = azote organique

Légende des acronymes :

Azote inorganique total (TIN)
Ammoniac (NH3)
Ammonium (NH4+)
Nitrate (NO3-)
Nitrite (NO2-)
Azote Kjeldahl total (NKT)
Azote total (TN)

Hach dispose-t-elle d'un test d'azote organique total ?

Hach ne dispose pas de méthode de mesure directe de l'azote organique total.

Il existe deux façons de déterminer l'azote organique total d'un échantillon :

  • Mesurer le NTK (azote Kjeldahl total) et soustraire les résultats d'ammoniac pour calculer l'azote organique total ;
  • Mesurer l'azote total et soustraire le résultat de l'azote inorganique total pour calculer l'azote organique total.

Les réactifs LCK de Hach sont-ils approuvés pour les rapports de conformité environnementale ?

Oui, les tests en cuve Hach LCK ont été reconnus officiellement conformes aux limites légales autorisées. Avec l'aide des solutions d'étalon et de test circulaire, ils vous fournissent les garanties dont vous avez besoin.