Em águas e águas residuais, as formas de nitrogênio de maior interesse são, em ordem decrescente de estado de oxidação: nitrato, nitrito, amônia, e nitrogênio orgânico. Todas estas formas de nitrogênio, bem como o gás nitrogênio (N₂), são bioquimicamente sujeitos a mudanças e são componentes do ciclo do nitrogênio.

A amônia está presente naturalmente nos corpos d'água como produto da degradação de compostos orgânicos e inorgânicos do solo e da água, resultado da excreção da biota, redução do nitrogênio gasoso da água por microrganismos ou por trocas gasosas com a atmosfera. A amônia é, também, constituinte comum no esgoto sanitário, resultado direto de descargas de efluentes domésticos e industriais, da hidrólise da ureia e da degradação biológica de aminoácidos e outros compostos orgânicos nitrogenados.

TOXICIDADE

Nas soluções aquosas, a amônia pode se apresentar sob a forma ionizada (NH₄⁺) ou não-ionizada (NH₃) de acordo com o pH, sendo estas formas intercambiáveis cuja a soma se constitui a amônia total ou nitrogênio amoniacal total. Ambas as formas são prejudiciais para a biota aquática, entretanto, a forma não ionizada é mais tóxica quando comparada a forma ionizada. Este fato está relacionado à sua permeabilidade através da membrana celular dos peixes e pequenos vertebrados presentes e de sua solubilidade em lipídios que nestes ocasionam efeitos letais em rios.  Além disso, a amônia pode se ligar a metais pesados, formando complexos considerados tóxicos.

Os seres humanos e os animais superiores são menos sensíveis a amônia na água, porém a ingestão prolongada de água contendo mais de 1 mg/L (ppm) de amônia pode ser prejudicial ao organismo.  Soluções com concentrações superiores a 1000 mg/L (ppm) podem causar queimaduras graves e cicatrizes de pele sensível e membranas mucosas.

MÉTODO DE DETERMINAÇÃO:  DESTILAÇÃO PRELIMINAR + TITULAÇÃO

A concentração de amônia e a presença de interferentes são os dois principais fatores que influenciam a seleção do método de determinação. Em geral, a determinação manual direta de baixas concentrações de amônia está confinada às águas potáveis, superfície limpa ou águas subterrâneas, e efluentes de águas residuais nitrificadas de boa qualidade. Em outros casos e onde haja interferências é necessária uma etapa preliminar de destilação.

Câmara fria com controle de temperatura, modelo TE-4030/1, incubadora, modelo TE-371/240L, câmara de conservação, modelo TE-385

Essa nota de aplicação se refere ao procedimento de destilação e titulação, utilizado especialmente para concentrações de NH₃-N superiores a 5 mg/L, onde a amostra é destilada, tratada com ácido bórico e titulada com solução de H₂SO₄. O término da titulação se dá quando há a mudança de coloração da solução para lilás/lavanda pálida.

A amostra é tamponada a pH 9,5 com um tampão de borato para diminuir a hidrólise de cianatos e compostos orgânicos de nitrogênio e destilado em uma solução de ácido bórico, sendo a amônia determinada por titulação com uma solução padrão de H₂SO_4.

• Para amostras de lodo ou sedimentos: Pesar rapidamente cerca de 1% de amostra úmida, equivalente a aproximadamente 1 g de peso seco, em um frasco ou cadinho de pesagem. Lavar a amostra em um balão de 500 mL com água e diluir até 250 mL. Proceder a destilação, mas adicionar um pedaço de cera de parafina ao frasco de destilação e recolher apenas 100 mL de destilado.    

PROCEDIMENTO

1. Homogeneizar a amostra

2. Retirar uma alíquota representativa em relação a quantidade de nitrogênio amoniacal presente na amostra de acordo com a tabela 1, e transferir para um béquer. Amostras com concentração superior, devem ser diluídas.

Tabela 1. Parâmetros para definição do volume de amostra e tipo de frasco utilizado.

3.Adicionar 25mL de Solução Tampão de Borato

4. Ajustar o pH para 9,5 com Hidróxido de Sódio 6N

5. Reservar

6. Adicionar 50mL de Solução Absorvente de Ácido Bórico num balão volumétrico de 250mL

7. Transferir a amostra preparada e reservada para o frasco selecionado de acordo com a tabela 1

8. Conectar o frasco ao destilador

 9. Destilar a uma taxa de 6 a 10 mL/min

10. Acoplar um erlenmeyer de 250mL contendo 50 ml de solução de Ácido Bórico na saída do destilado, de modo que a mangueira de saída esteja submersa na solução

11. Coletar no mínimo 200 ml de destilado (para lodo ou sedimento, coletar apenas 100 ml)

12. Transferir o conteúdo para um béquer de 600mL

13. Efetuar a titulação da amônia no destilado com solução padrão titulante de H₂SO₄ (0;02N) até ocorrer mudança de cor para lavanda pálida. Para a titulação pode ser utilizado uma bureta digital ou titulador potenciométrico automático.

14. Fazer um branco em todas as etapas do procedimento e aplicar a correção necessária aos resultados.

CÁLCULO:

Onde, A= Volume (mL) de H₂SO₄ titulado para amostra e B= Volume (mL) de H₂SO₄ titulado para o branco.

A água utilizada para o preparo de soluções utilizados em análises laboratoriais deve ser livre de impurezas orgânicas e inorgânicas para garantir resultados precisos e reprodutíveis. Para obter água de qualidade devem ser utilizados equipamentos como destiladores de água ou osmose reversa. Saiba mais sobre TRATAMENTO E FILTRAGEM DA ÁGUA PARA ANÁLISES LABORATORIAIS no artigo  em nosso blog.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os compostos de nitrogênio presente em águas e efluentes são prejudiciais ao meio-ambiente, impactando a vida de organismos aquáticos além de se constituir um risco também a saúde humana. A amônia é a forma mais comum em que o nitrogênio é encontrado em efluentes oriundos de esgotos domésticos brutos (VON SPERLING, 2002), sendo um parâmetro físico-químico importante a ser analisado. Ressalta-se a importância de avaliar a concentração de amônia esperada na amostra e a presença de interferentes, para assim selecionar a metodologia adequada e garantir resultados satisfatórios.

A concentração de amônia permitida em águas potáveis assim como os padrões de lançamento de efluentes de fontes de poluição em corpos hídricos variam de acordo com a legislação ambiental de cada país. No Brasil a resolução 430/2011 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), que dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes, determina que o limite máximo de nitrogênio amoniacal total em lançamentos é de 20,0 mg/L.

SOLUÇÕES UTILIZADAS:

Solução tampão de borato: Adicionar 88 mL de solução de NaOH 0,1N a 500 mL aproximadamente de solução de tetraborato de sódio 0,025M (Na₂B₄O₇) (9,5 g de Na₂B₄O_{7 •} 10 H2O/L) e diluir a 1 L.

Solução de indicador misto: Dissolver 200 mg de indicador vermelho de metila em 100 mL de álcool etílico 95% ou isopropílico. Dissolver 100 mg de azul de metileno em 50 mL de álcool etílico 95% ou álcool isopropílico. Combinar soluções. Preparar mensalmente.

SOBRE A TECNAL

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REFERÊNCIAS

APHA, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. E.W. Rice, R.B. Baird, A.D. Eaton, L.S. Clesceri, editors. 23ª ed. Washington: American Public Health Association, 2017. 1496p.

Brasil. Ministério do Meio Ambiente. CONAMA. Resolução nº 430, de 13 de maio de 2011. Dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes, complementa e altera a Resolução no 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente.

Von Sperling, M. Lodos ativados. v. 4. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais, 2002. 428 p