Mikrochimica Acta [Wien] 1972, 223--226 �9 by Springer-Verlag 1972

Uber die Wirkung von UV-Licht auf nitrathaltige Testl~isungen

( K u r z e M i t t e i l u n g )

Von

II. Thielemann*

(Eingegangen am 26. Jul i 1971)

Untersuehungen tiber die UV-Bestrahlung nitrathaltigen Trinkwassers werden in der Literatur nicht erw/~hnt. Man findet nur die Bemerkung, dab dabei mitunter Nitritbi]dung stattf inden kann. Von einem hygienisch einwandffeien Trinkwasser wird unter anderem verlangt, dab es kein Nitri t enthalten soll, weshalb es yon Bedeutung sehien, einmal prinzipie]l den EinfluB ultravioletter Strahlen auf nitrathaltige TestlSsungen auch bei 1/~ngerer Bestrahlungsdauer zu untersuehen, und zwar bei verschie- denem pH, um eventuell AufsehluB tiber etwaige Bestrahlungsprodukte zu erhalten. Die Gef/~hrdung yon Kleinstkindern durch nitrat- bzw. nitrithaltiges Trinkwasser beruht unter anderem darauf, dab das p~ des Magensaftes w/~hrend der ersten neun Lebensmonate vom alkali- schen in den sauren Bereich abf/~llt. Bei p~ < 4 sind best immte nitrat- reduzierende Bakterien lebensf//hig, so dab bei deren Gegenwart im oberen Abschnitt des Magen-Darm-Traktes in der S/~uglingsnahrung befindliche Nitrationen zu Nitri t reduziert werden k6nnen. Diese Erscheinung ist bei erkrankten oder besonders anf~;lligen S/~uglingen feststellbar. Gesunde S/~uglinge resorbieren im oberen Magen-Darm-Trakt Nitrationen; in der Blutbahn zirkuliert Ni t ra t ohne jegliehe Sehadwirkung und wird sehlieBlich fiber die Niere yore KSrper ausgeschieden. Nitri t dagegen bildet in der Blutbahn Meth/~moglobin, das den Sauerstofftranspor~ behindert.

* Ansehrift des Verfassers: Dr. rer. nat. H. Thielemann, DDR-36 Halber- stadt, Wasserturmstral3e 10.

224 H. Thielemann: [Mikrochim. Acta

E xperimenteller Teil

Bei der UV-Bestrahlung nitrathaltiger Wiisser wi~ren folgende Reak- tionsprodukte denkbar: Nitrit, Ammoniak, Hydroxylamin bzw. Hydrazin. Fiir den analytischen Nachweis der beiden letztgenannten Verbindungen muBten papierchromatographische Nachweismethoden eingesetzt werden.

Die Nitratbestimmungsmethode (Natriumsalicylatmethode) aus don Deutschen Einheitsverfahren zur Wasseruntersuchung muBte auf ihre Anwendbarkeit bei etwaiger Anwesenheit der oben erw~hnten Verbindun- gen iiberpriift werden. Zu diesem Zweck wurden zu einer NitrattestlOsung bekannten Gehaltes verschiedene Mengen an Nitrit, I-Iydroxylamin- hydrochlorid und I-Iydrazinsulfat gegeben. Es kom~te festgestellt werden, daft Hydroxylami~hydrochlorid and Hydrazinsulfat die Nitratbestim- mungsmethode nicht beeinflnssen. Gr6Bere Mengen an Nitrit t~iuschen allerdings erh5hte Nitratwerte vor.

Auf Grund dieser Untersuchungen sind Nitratverluste durch UV- Bestrahlung, ungeachtet etwa gebildeter Hydrazin- und Hydroxylamin- mengen bzw. eines gr6Beren Anteils an Nitriten, ohne weiteres bestimmbar. Die UV-Bestrahlung der NitratlSsungen (50mg NOs-/1 ) wurde mit einem Gergt Q 63/1 veto VEB Thelta, Elektro-Apparate, Zella-lV[ehlis (Thiiringen), vorgenommen. Der Abstand des Strahlers yon der ~Nitrat- 16sung betrug 60 cm. In einer Petrischale yon 19 cm Durchmesser wurden jeweils 250 ml NitratlSsung bei einer Schichtdicke von 1,5 cm dem UV-Licht ansgesetzt.

Die Bestrahlnng der NitratlOsungen erfolgte bei verschiedenem p~ verschieden lang, wobei zur genauen Einhaltung des pg-Wertes Testal- pufferl6sungen verwendet wurden. Der Nitratgehalt wurde mit Hilfe eines Pulfriehphotometers mit photoelektrischem Zusatz, ELPHO II, bestimmt.

Papierchromatographisehe Untersnchungen der mit ultraviolettem Licht behandelten Nitratl6sungen lieBen darauf schlieBen, dab Hydro- xylamin- bzw. Hydrazinverbindungen als Bestrahlungsprodukte nicht in Frage kommen. Ffir diese Untersuchungen diente als Laufmittel ein Gemisch aus Ather, Methanol, Wasser und Salzs~ure (10 : 30:15 : 4) ; der Zusatz von ~ther konnte auch unterbleiben. Als Papiersorte wurde Filtrakspezialpapier FN 8, schnell luufend verwendet (entspricht etwa Sehleicher & Schtill 2247).

Laufzeit : 18 Stunden Steigh6he: 35 cm Trocknung : Luft Entwickler: l~eagens nach NeBler

Als Vergleichssubstanzen aufgetragenes Hydroxylaminhydrochlorid und Hydrazinsulfat lie6en sich gut trennen nnd mit dem vorgeschlagenen Entwickler siehtbar machen (schwarze Bzw. braune F~rbung).

1972/2] Uber die Wirkung von UV-Licht auf ni t rathal t ige TestA6sungen 225

Ri -Wer t Hydrazinsulfa t : 0,43 R f W e r t Hydroxylaminhydrochlor id : 0,60 R f W e r t I-Iydrazinsulfat : 0,51 Ri -Wer t Hydroxylaminhydrochlor id : 0,70 (oben erwiihntes Laufmittel , ohne Ather- zusatz)

Der pap ie rch romatograph i sche Nachweis yon N i t r i t k a n n mi t 0,2 ~ Ka l iumjod id l6sung in 2-n HC1 erfolgen, wobei als Lau fmi t t e l ein Sys tem aus n-Butanol , Ace ton und Wasse r (5 : 2 : 3) ve rwende t wird. Als Papie r - sor te d ien te ebenfal ls F i l t r akspez i a lpap i e r F N 8, schnell laufend.

Laufzeit : 20 Stunden Laufs~recke : 34 cm R f W e r t fiir Ni t r i t : 0,37

Tabelle 1. E in f lu I3 v o n u l t r a - v i o l e t t e m L i c h t a u f L 6 s u n -

gen v o n 50 m g NO2-/1

Tabel le2. N i t r i t g e h a l t n a c h U V - B e s t r a h l u n g y o n L 6 s u n g e n m i t

50 m g NO3-/1

UV-Bestrahlung mg NO~-/I gel. pH Bestrahlungs- mg NO2-/1 gef. S~unden zei~, Minuten

3 50,0 3,0 15 3,5 6 51,0 3,0 60 4,0 9 51,0 3,0 120 2,0

3,0 480 2,5 4,0 15 3,5 4,0 60 6,0 4,0 120 3,5

Die Zerse tzung der Ni t r a t - 4,0 480 9,5 16sung durch u l t rav io le t t e s 5,0 15 Lich t k a n n wie folgt darges te l l t 5,0 60 8,5 werden : 5,0 120 4,5

5,0 480 3,5 KNOa UV-Lich~ K N 0 2 + O, 6,0 15 4,5

~ 6,0 60 5,0 O ~ - 0 @ - O ~ , 6,0 120 5,0

6,0 480 4,0 wobei vorausgese tz t wird, dab 7,0 15 4,0 die ers te l~eakt ion revers ibe l 7,0 60 7,0

7,0 120 5,0 ist, womi t es auch m6glich 7,0 480 32,5 ist, ein Ni t r a t -Ni t r i t -G le i chge - 8,0 15 11,0 wicht zu erklgren. Ni t r i t - 8,0 60 7,5 16sungen waren zumindes t 8,0 120 5,5

8,0 480 30,0 un te r den angegebenen Be- 9,0 15 3,0 d ingungen gegen UV-Lieh t 9,0 60 7,5 s tabi l , wie aus de r Tabel le 1 9,0 120 7,5 hervorgeht . 9,0 480 34,5

Mikroehim. ).eta 1972/2 15

226 I-I. Thielemann: Wirkung yon UV-Licht auf nitrathaltige Testl6sungen

Aus der Tabelle 2 lassen sich keine Gesetzm~gigkeiten hinsichtlich der Nitratzersetzung dutch UV-Licht ~bleiten. Die unterschiedlichen Nitritwerte nach erh6hter Bestrahlungszeit (teilweise Zun~hme der Nitrit- konzentratior~ und dann wieder Abnahme) dtirften nut durch Gleich- gewichtsverschiebungen des Nitr~t-Nitrit-Gemisches zu erkl/iren sein. Diese sind wohl ~uch yon der Gr6ge der Oberfliiche, die der UV-Quelle ausgesetzt ist, und yon der Konzentrutioll und Schichtdicke der L6sung abh~ngig.