Badanie wody morskiej metodą ICP
Każdy akwarysta dąży do tego, aby w swoim akwarium odwzorować parametry naturalnej wody morskiej. Z punktu widzenia akwarysty, woda morska charakteryzuje się podstawowymi parametrami, na które składają się: KH, Ca, Mg, NO3, PO4, pH, temperatura oraz zasolenie, które można w łatwy sposób zmierzyć prostymi urządzeniami pomiarowymi, jak refraktometr oraz dostępnymi na rynku testami kropelkowymi. Jednak w skład wody morskiej wchodzi o wiele więcej parametrów, aniżeli te wymienione wyżej.
Wyróżniamy dwie grupy pierwiastków: makro- i mikro- elementy.
Makroelementy:
- Sód (Na)
- Magnez (Mg)
- Siarka (S)
- Wapń (Ca)
- Potas (K)
- Stront (Sr)
- Bor (B)
- Brom (Br)
Mikroelementy oraz pierwiastki, których przekroczenia należy szybko wykryć i wyeliminować dla bezpieczeństwa zwierząt:
- Lit (Li)
- Jod (I)
- Molibden (Mo)
- Nikiel (Ni)
- Wanad (V)
- Mangan (Mn)
- Cynk (Zn)
- Żelazo (Fe)
- Kobalt (Co)
- Chrom (Cr)
- Bar (Ba)
- Beryl (Be)
- Miedź (Cu)
- Glin (Al)
- Cyna (Sn)
- Rtęć (Hg)
- Selen (Se)
- Kadm (Cd)
- Antymon (Sb)
- Arsen (As)
- Ołów (Pb)
- Tytan (Ti)
- Lantan (La)
- Skand (Sc)
- Wolfram (W)
- Gal (Ga)
- Bizmut (Bi)
- Tellur (Te)
- Ind (In)
- Srebro (Ag)
- Fosfor (P)
- Krzem (Si)
Obecnie najdokładniejszą metodą określenia składu pierwiastkowego wody morskiej, jak również RO/DI jest technika atomowej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukowanej, w uproszczeniu ICP-OES (ang. Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry). Za pomocą tej techniki analitycznej możliwe jest określenie składu pierwiastkowego wody morskiej, zarówno jakościowego, jak i ilościowego. Wysoka temperatura plazmy umożliwia oznaczenie pierwiastków mających wysoki potencjał wzbudzania jak np. siarka. Technika atomowej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukowanej pozwala oznaczać zarówno składniki główne, jak i śladowe w tej samej próbce.
Dlaczego jakościowe? Bo potrzebujesz informacji jakie pierwiastki znajdują się w wodzie morskiej. ICP-OES umożliwia pomiar jednego pierwiastka oraz analizę wielopierwiastkową, nawet do 75 pierwiastków.
Dlaczego ilościowa? Bo informacja jakie pierwiastki wchodzą w skład wody morskiej twojego akwarium jest niewystarczająca. Musisz znać też ich ilość, po to aby móc w odpowiedni sposób zareagować na wszelkie odchylenia od optymalnych wartości. Zapewnisz w ten sposób najlepsze warunki do życia zwierzętom w twoim akwarium.
Po co w ogóle wykonywać badanie ICP?
Po pierwsze każdy akwarysta chce utrzymać parametry na odpowiednim poziomie w swoim zbiorniku. Krótko rzecz ujmując, jeśli parametr nie jest w normie, to z jednej strony jego wartość może być zbyt niska, a z drugiej strony za wysoka. Jeżeli któregoś z elementów jest za mało, to wystarczy zwiększyć dozowanie. Czego, i ile dozować dowiemy się z rekomendacji załączonej do badania wody. W przypadku przekroczeń mamy do czynienia z dwoma przypadkami: nadmierne dozowanie lub czynnik zewnętrzny, powodujący zanieczyszczenie wody w zbiorniku. Zabrudzenia wody mogą być katastrofalne w skutkach dla naszego akwarium. Częstym przypadkiem jest brudzenie wody przez wirniki pomp lub metalowe elementy w pobliżu wody.
W pierwszym wypadku, po otrzymaniu informacji z badania ICP-OES obniżamy dawkowanie, w drugim należy znaleźć przyczynę i wykonać kroki otrzymane w rekomendacji załączonej do badania ICP-OES.
Jakie korzyści wynikają z badania ICP-OES?
- Ochrona zwierząt na najwyższym poziomie. Wyniki analiz opatrzone są rekomendacjami działań mających na celu poprawę jakości wody
- Dokładność pomiaru, ponieważ technika ICP-OES jest analizą śladową, wykrywa pierwiastki o stężeniu rzędu 10-6 g/L (ug/L).
- Szybki sposób wykrycia zanieczyszczeń wody, zaburzeń równowagi jonowej oraz wykrycia niedoborów lub przedawkowań poszczególnych pierwiastków.
Jak wykonać analizę ICP-OES i na czym ona polega ?
Aby wykonać test ICP powinieneś:
- Kupić zestaw testowy (na rynku akwarystyki morskiej dostępne są testy wielu marek)
- Pobrać reprezentatywną próbkę wody, zgodnie z instrukcją zawartą w zakupionym zestawie testowym
- Wysłać próbki do laboratorium
- Poczekać na wyniki
Jak wygląda sam pomiar na ICP?
Należy mieć na uwadze, że analiza wody (zarówno morskiej, jak i RO/DI) przy użyciu spektrometru ICP-OES jest metodą analityczną, należącą do grupy metod niszczących. Oznacza to, że próbka poddana analizie jest niszczona na jednym z etapów analizy i nie ma możliwości odzyskania analizowanej wody.
Wyróżniamy kilka etapów analizy za pomocą urządzenia ICP-OES:
- Przygotowanie próbki do analizy
- Pobieranie próbki przez urządzenie
- Proces wzbudzania za pomocą plazmy
- Detekcja, czyli serce analizy
Podsumowanie
Są dwa podejścia do wykonywania pomiarów ICP OES, regularny pomiar ICP z określoną częstotliwością lub wykonanie pomiaru w sytuacji, kiedy widzimy, że z naszym akwarium dzieje się coś niepokojącego i chcemy dociec przyczyny. Pierwszy sposób pozwala nam potwierdzać sposób dozowania oraz przeciwdziałać problemom zanim dojdzie do zmian zagrażających zwierzętom. Drugi sposób pozwala nam ustalić problem i go wyeliminować. Decyzja którą z metod wybrać należy do akwarysty.
O autorze
Magdalena Metzler
Prywatnie jestem mamą i miłośniczką natury oraz sportu. Moim głównym zainteresowaniem jest chemia kwantowa, która kryje w sobie ogrom nierozwikłanych tajemnic i powiązań, co z naukowego punktu widzenia jest niezwykle ekscytujące.
W swojej karierze naukowej prowadziłam międzynarodowe projekty, dotyczące innowacyjnych rozwiązań dla wielu gałęzi biznesu, m.in. motoryzacji, budownictwa, a teraz oczywiście akwarystyki morskiej.
Praca w Reef Factory zapoczątkowała u mnie pasję do akwarystyki morskiej, którą mogę rozwijać każdego dnia, budując tutaj dział chemii i tworząc produkty, które ułatwią akwarystom dbanie o zbiorniki i zapewnią najwyższe bezpieczeństwo zwierząt..
Jednym z najbardziej ekscytujących wspomnień, związanych z pracą w Reef Factory, jest uruchomienie spektrometru ICP-OES, który analizuje skład pierwiastkowy wody morskiej. Metoda analizy w ICP oparta jest na technice analitycznej, która stanowi powiązanie mojego zamiłowania do chemii kwantowej i akwarystyki morskiej.
Mam nadzieję, że moje artykuły na ReefPedii będą dla Ciebie ciekawe i pomocne! Miłej lektury :))