Szukaj

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

Picture of Magdalena Metzler

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 :))