Nährstoffquellen Ermitteln – Nitrate im Wasser

Nitrat ist ein natürlich vorkommendes Molekül, das 3 Sauerstoffatome enthält, die ein zentrales Stickstoffatom umgeben. Nitrat wird auf natürliche Weise durch bakterielle Stickstofffixierung gebildet und kommt daher in Böden, Abwässern und Oberflächengewässern vor. Nitrat wird auch im kommerziellen Maßstab künstlich hergestellt, als Konservierungsmittel in Wurstwaren verwendet und aufgrund seiner hohen Löslichkeit und biologischen Abbaubarkeit als Träger für andere Nährstoffe in Düngemitteln.

Warum ist Nitratüberschuss ein Problem?

Die übermäßige Verwendung von natürlichen und künstlichen Düngemitteln auf Nitratbasis hat im letzten Jahrhundert zu einer erheblichen Menge an Nitrat in den oberen Böden geführt, die dann über die Infiltration in den Wasserspiegel gelangen. Hohe Nitratkonzentrationen im Trinkwasser können toxisch sein (10 mg/l oder höher EPA, 2018), Blut wird der Sauerstoff durch Methämoglobinämie entzogen.

Darüber hinaus führt ein hoher Nitratgehalt in Oberflächengewässern zu einer Überstimulierung des Algenwachstums. Diese Algenblüten blockieren das Sonnenlicht und bilden anoxische Zonen (sehr geringe Konzentrationen an gelöstem Sauerstoff), die eine unbewohnbare Umgebung für Meeresleben schaffen. Die Eutrophierung kann große negative Auswirkungen auf die Schifffahrts- und Fischereiindustrie haben.

Sources of Nitrates

Beta Analytics Prüfung auf Nitrate

Beta Analytic ist ISO 17025-zertifiziert und bietet Nitratkonzentrationen und Isotopenmessungen, mit denen die Quelle(n), Umgebungsveränderungen und der Verbleib von Nitrat in der Umgebung entschlüsselt werden können.

Quelle

Ein Nitratmolekül enthält von Natur aus verschiedene Isotope von Sauerstoff und Stickstoff, wobei Sauerstoff-16 und Stickstoff-14 am häufigsten und Sauerstoff-18 und Stickstoff-15 die seltensten sind. Wenn Nitrat auf natürliche oder künstliche Weise gebildet und verwendet wird, variiert die Masse des Nitratmoleküls.

Diese Unterschiede werden als Delta-Werte ausgedrückt und mit international anerkannten Standards verglichen.
Zum Beispiel:

Abweichungen

Ein Nitratmolekül in der Natur wird wahrscheinlich verändert, zum Beispiel durch Denitrifikation, ein Verfahren, bei dem Bakterien NO3 verwenden. Während der Denitrifikation zielen die Mikroben bevorzugt auf die Stickstoff-14- und Sauerstoff-16-tragenden Nitratmoleküle ab, wobei das restliche Nitrat mit den Sauerstoff-18- und Stickstoff-15-Isotopen angereichert bleibt. Eine Nitrifikation hat den gegenteiligen Effekt.

Auswirkung

Quelle, Sauerstoffverfügbarkeit, pH-Wert und Landnutzung spielen alle eine Rolle bezüglich der Isotopenwerte von Nitrat und sollten bei der Analyse von Isotopendaten berücksichtigt werden. Die Nitrat-Isotope sind ein nützliches Werkzeug, um zu verstehen, woher das Nitrat stammt und welche Prozesse das Molekül durchlaufen hat, bevor es in die Probenflasche gelangt.

Beta Analytic führt schnelle, ISO 17025-zertifizierte Sauerstoff- und Stickstoffisotopenmessungen mittels Isotopenverhältnis-Massenspektrometer (IRMS) durch. Testergebnisse in 14 Werktagen.


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