Tampereen Vesi, valvojana laboratoriomestari Marja Pitkänen

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU Tutkintotyö FOTOMETRIN VALINTA JA SISÄÄNAJO COD Cr -MÄÄRITYKSEEN Työn ohjaaja Työn teettäjä Tampere 2007 DI Torolf Öhman Tampereen Vesi, valvojana laboratoriomestari Marja Pitkänen

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU Kemiantekniikka Laukkanen, Laura Spektrofotometrin valinta ja sisäänajo COD Cr - määritykseen Tutkintotyö 39 sivua + 12 liitesivua Työn ohjaaja DI Torolf Öhman Työn teettäjä Tampereen Vesi, Jätevesilaboratorio, valvojana Marja Pitkänen Huhtikuu 2007 Hakusanat COD Cr, kemiallinen hapenkulutus, spektrofotometri, jätevesi TIIVISTELMÄ Työn toimeksiantajana oli Tampereen Veden jätevesilaboratorio. Sen tarkoituksena oli valita kahdesta eri valmistajan spektrofotometrista ja näihin kuuluvista valmiskyveteistä sopivimmat kemiallisen hapenkulutuksen (COD Cr ) määritystä varten. Vanha menetelmä oli SFS 5504 -standardin mukainen suljetulla putkimenetelmällä tapahtuva titrimetrinen määritys. Menetelmä oli hyvin hidas, ja siinä ollaan kosketuksissa monien myrkyllisten aineiden, mm. elohopeasulfaatin ja rikkihapon kanssa. Haluttiin saada nopeampi ja turvallisempi menetelmä. Vesistöön tuleva orgaaninen eli eloperäinen aines saa aikaan hapen kulumista vesistössä. Eloperäisen aineen määrää voidaan ilmaista kemiallisen hapenkulutuksen (COD) avulla. Kemiallinen hapenkulutus kuvaa veden sisältämien kemiallisesti hapettuvien orgaanisten aineiden määrää. Koekäyttöön valittiin Merckin Nova60-fotometri ja HachLangen DR2800- spektrofotometri sekä näiden valmistajien valmiskyvettejä ja kaksi lämpöhaudetta. Merckin kyvetit olivat Spectroquant COD 1.14540.0001 ja 1.14541.0001. HachLangen kyvetit olivat LCK 314 sekä LCK 114. Hauteina käytettiin Merckin Spectroquant TR 620:tä ja HachLangen LT 200:aa. Koekäytössä mitattiin rinnakkain vanhalla ja uusilla menetelmillä. Lisäksi tutkittiin nollanäytteiden tarpeellisuutta ja uuden lämpöhauteen ostotarvetta. Ostopäätökseen vaikuttivat saatujen tulosten lisäksi laitteiden ja kyvettien hinnat sekä niiden käytettävyys. Koekäytön jälkeen päädyttiin ostamaan Merckin Nova60. Sisäänajon aikana jatkettiin rinnakkaismäärityksiä vanhan ja uuden menetelmän kesken sekä kirjoitettiin uusi menetelmäohje. Käytössä oli myös vanhojen kyvettien lisäksi uusi COD 1.14895.0001- kyvetti. Lisäksi tutkittiin näytteessä olevan kloridin aiheuttamaa häiriötä, kyvettien määritysrajojen tarkkuutta sekä kyveteissä tapahtuvaa värinmuutosta, kun näytteen COD-arvo ylittää kyvetin ylärajan.

TAMPERE POLYTECHNIC Chemical technical Engineering Environmental Engineering Laukkanen, Laura Choice and running-in of the spectrophotometer to COD Cr definition Engineering Thesis 39 pages, 12 appendices Thesis Supervisor DI Torolf Öhman Commissioning Company Tampereen Vesi. Supervisor: Marja Pitkänen April 2007 Keywords COD Cr, chemical oxygen demand, spectrophotometer, wastewater ABSTRACT Purpose of this study was to find new spectrophotometer to the determination of chemical oxygen demand. The old method is conforming to SFS 5504 Standard, which is titrimetric, sealed-tube method where oxygenation happens with using potassium dichromate. The method is slow and in it is been in the touches with many poisonous substances. It was wanted to get a quicker and safer method. The chemical oxygen demand (COD) test is commonly used to indirectly measure the amount of organic compounds in water. Applications of COD determine the amount of organic pollutants found in surface water (e.g. lakes and rivers), making COD a useful measure of water quality. It is expressed in milligrams per litre (mg/l), which indicates the mass of oxygen consumed per litre of solution. In the experiment there were the Nova60-photometer of Merck and DR2800- spectrophotometer of HachLange. Also it was studied different cell tests and compresses. The examined cells were 1.14540.0001 and 1.14541.0001 of Merck and LCK 314 and LCK 114 of HachLange. Compresses were Merck s Spectroquant TR620 and HachLange s LT200. After experiment it was bought Nova60 of Merck. The prices of devices, their usability and obtained results affected a purchase decision. During the running-in parallel definitions were continued in the middle of the old and new method and a new method instruction was written.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 4 (39) SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ...2 ABSTRACT...3 SISÄLLYSLUETTELO...4 1 JOHDANTO...5 2 TAMPEREEN VESI...7 3 KEMIALLINEN HAPENKULUTUS...8 4 SPEKTROFOTOMETRIA...9 5 KÄYTETYT LAITTEET JA MENETELMÄT...10 5.1 Vanha menetelmä...10 5.2 Nova60- fotometri...12 5.2.1 Tekniset tiedot...12 5.2.2 COD Cr -määritys...13 5.3 DR2800-spektrofotometri...15 5.3.1 Tekniset tiedot...15 5.3.2 COD Cr -määritys...16 6 MENETELMIEN VERTAILU...17 6.1 Suoritus...17 6.2 Tulokset...19 7 FOTOMETRIN OSTOPÄÄTÖS...21 8 SISÄÄNAJO...22 8.1 Näytteet...23 8.2 Kontrollit...24 8.3 Kyvettien ääripäiden tarkastelu...28 8.4 Korkea Cl-pitoisuus näytteissä...30 8.5 Kyvetin ylärajan ylittävät näytteet...32 9 TULEVAISUUS...36 LÄHDELUETTELO...38 LIITTEET 1 VWR:n tarjous Nova60-fotometrista 2 Hyxo Oy:n tarjous DR2800-spektrofotometrista 3 Koekäytön tulokset 4 Sisäänajon näytteiden tulokset 5 Sisäänajon kontrollien tulokset 6 Vanhat valvontakortit 7 Uusi valvontakortti 8 Menetelmäohje

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 5 (39) 1 JOHDANTO Vesistöön tuleva orgaaninen aine aiheuttaa hapen kulumista vesistössä. Kemiallisella hapenkulutuksella ilmaistaan sitä happimäärää, joka tarvitaan hajottamaan jäteveden orgaaninen aines. Lyhenteellä COD Cr tarkoitetaan kemiallista hapenkulutusta, joka on määritetty hapettamalla näyte dikromaatilla. /2, s.40; 6, s. 1./ Jätevesilaboratorion vanha menetelmä on SFS 5504 -standardin mukainen suljetulla putkimenetelmällä tapahtuva titrimetrinen määritys, jossa hapetus tapahtuu dikromaatilla. Menetelmä on hidas ja siinä ollaan kosketuksissa monien vaarallisten aineiden kanssa. Elohopeasulfaatti on hyvin myrkyllinen aine, jota on käsiteltävä varovasti ja huolellisesti. Kaliumdikromaatti on voimakkaasti hapettava ja se kuuluu syöpäsairauden vaaraa aiheuttaviin aineisiin. Rikkihappo on hyvin syövyttävä liuos, joka kehittää runsaasti lämpöä jouduttuaan kosketuksiin veden tai orgaanisen aineen kanssa. Haluttiin saada menetelmä, jossa kosketukset vaarallisten aineiden kanssa saataisiin mahdollisimman vähäisiksi ja säästettäisiin aikaa. Helmikuussa 2007 alkava Viinikanlahden Prosim-hanke kasvattaa hetkellisesti laboratorion analyysimääriä ja haluttiin, että uusi menetelmä olisi tällöin jo käytössä. Työn tavoitteena oli valita kahdesta spektrofotometrista ja näihin kuuluvista valmiskyveteistä sopivimmat kemiallisen hapenkulutuksen (COD Cr ) määritystä varten ja tämän jälkeen sisäänajaa uusi laite. Testattavina spektrofotometreinä olivat VWR:n toimittama Merckin Nova60 ja Hyxo Oy:n toimittama HachLangen DR2800. Testattaviin valmiskyvetteihin tarvitsee lisätä vain tutkittava näyte, mikä nopeuttaa ja tekee määrityksestä aiempaa turvallisemman. Koekäytössä oli myös COD Cr -määritykseen tarvittavat lämpöhauteet, jos nähtäisiin tarpeelliseksi uusia vanha haude. Hauteina olivat Merckin Spectroquant TR620 ja HachLangen LT200. Laitteita kävivät esittelemässä syyskuun 2006 lopulla VWR:ltä Harri Repo ja Hyxo Oy:stä Raija Mäkinen. Mittareita vertailtiin noin kahden viikon ajan. Merckin valmiskyveteistä oli testattavana 1.14540.0001 ja 1.14541.0001. Myöhemmin tässä työssä

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 6 (39) näitä voidaan nimittää vain 14540:ksi ja 14541:ksi. HachLangen kyvetit olivat LCK 314 ja LCK 114. Tutkittavina näytteinä käytettiin jätevedenpuhdistamoiden tulevia ja lähteviä vesiä. Ostopäätökseen vaikuttivat saatujen tulosten lisäksi laitteiden hinnat sekä niiden käytettävyys. Kokeellisen osuuden lisäksi työssä on käsitelty lyhyesti spektrofotometriaa, kemiallista hapenkulutusta sekä käytettyjä laitteita. Työn varsinainen kokeellinen osuus suoritettiin 26.9 15.12.2006, jonka lisäksi helmikuussa 2007 tehtiin pienimuotoisia täydennysmittauksia.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 7 (39) 2 TAMPEREEN VESI Tampereen Vesi on Tampereen kaupungin omistama liikelaitos, joka työllisti 161 henkilöä vuoden 2005 lopussa. Sen asiakkaita ovat Tampereen kaupungin asukkaat ja Tampereen seudun kunnat. Tampere toimittaa vettä Pirkkalaan sekä tarpeen mukaan Nokialle, Lempäälään ja Kangasalle. Vuosittain Tampereen Vesi myy noin 19 milj. m 3 puhdasta juomavettä ja pudistaa jätevettä neljällä puhdistamolla noin 30 milj. m 3. Yrityksen liikevaihto oli vuonna 2005 34,7 milj. euroa. /1, s. 2 3./ Yrityksellä on neljä pintavesilaitosta: Rusko, Kämmenniemi, Kaupinoja ja Polso sekä neljä pohjavedenottamoa: Messukylä, Pinsiö, Hyhky ja Julkujärvi. Ruskossa sijaitseva vesilaitoksen laboratorio seuraa raakavesilähteiden vedenlaatua, vedenkäsittelyn eri prosessivaiheiden tehokkuutta, laitoksilta pumpattavan veden ja verkostoveden laatua sekä uusien rakennettujen tai peruskorjattujen vesijohtojen hygieenisyyttä ennen käyttöönottoa. /1, s. 8 9./ Viemärilaitoksella on neljä jätevedenpuhdistamoa: Viinikanlahdessa, Raholassa, Kämmenniemessä ja Polsossa, ja noin 70 jätevedenpumppaamoa. Viinikanlahti on puhdistamoista suurin. Puhdistamoilla käsitellään Tampereen omien jätevesien lisäksi Kangasalan, Pirkkalan sekä Ylöjärven jätevedet. /1, s. 12 16./ Jätevesilaboratorio sijaitsee Tampereen Hatanpäällä, ja tällä hetkellä siellä työskentelee kolme laboranttia, laboratorioanalyytikko, laboratoriomestari sekä osa-aikaisella eläkkeellä olevan näytteenhakijan. Lisäksi laboratoriossa on vuosittain harjoittelussa laboratorioalan opiskelijoita. Laboratorio tekee puhdistamoiden käytönohjauksen ja velvoitetarkkailun edellyttämät analyysit sekä hulevesien ja teollisuuden jätevesien tarkkailuun liittyviä analyysejä. Vuonna 2006 teollisuuden jätevesien kuormitustarkkailu siirrettiin toiminnanharjoittajien vastuulle, joten laboratorio suorittaa valvontaa satunnaisotannalla. Laboratorion tehtäviin kuuluu myös puhdistamoiden toiminnan ja lietteen laadun turvaamiseen liittyvää tarkastus- ja neuvontatoiminta. Alkuvuodesta 2007 Viinikanlahden jätevedenpuhdistamon mallinnushankkeen (Prosim) analyysit li-

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 8 (39) säävät laboratorion analyysimäärää. On arvioitu, että näytteiden määrä Viinikanlahden puhdistamolta jopa nelinkertaistuisi. /1, s. 17; 23./ 3 KEMIALLINEN HAPENKULUTUS Vesistöön tuleva orgaaninen aines aiheuttaa välitöntä hapen kulumista vesistössä. Orgaanisen aineen määrää kuvataan joko kemiallisen hapenkulutuksen (COD) tai biologisen hapenkulutuksen (BOD) avulla. Tässä työssä keskitytään kemiallisen hapenkulutuksen määrittämiseen. /2, s. 40./ Kemiallinen hapenkulutus kuvaa veden sisältämien kemiallisesti hapettuvien orgaanisten aineiden määrää eli vedessä olevaa eloperäistä ainetta, joka voi olla humusta, jätevettä, karjatalouden päästöjä tai luonnonhuuhtoumaa. Kemiallista hapenkulutusta voidaan kuvata monella erilaisella parametrilla: COD Cr - ja COD Mn -arvo sekä KMnO 4 -luku. /14./ COD Mn kuvaa hapettuneen orgaanisen aineen määrää happena ja KMnO 4 -luku hapetuskemikaalin kulutusta. COD Mn -arvo ilmoitetaan mg O 2 /l. COD Mn -arvo saadaan kertomalla KMnO 4 -luku luvulla 0,253. Näissä määrityksissä hapettimena käytetään permanganaatti-ionia (MnO 4 -). Määritysmenetelmää käytetään lähinnä sellaisten vesien puhtauden nopeaan arviointiin, joissa on suhteellisen vähän orgaanisia aineita. Likaantuneiden vesien analysointiin käytetään mieluummin COD Cr -arvon määritystä. /14./ COD Cr -arvon määrityksessä käytetään hapettimena kaliumdikromaattia ja sen arvot ovat moninkertaisia COD Mn -arvoihin verrattuna, eivätkä ne ole toisiinsa verrattavissa. COD Cr -arvon mittayksikkö on mg/l. Jätevesidirektiivissä on määrätty määrittämään jätevesistä COD Cr - kulutus, joka tehdään nykyisin aikaisemman COD Mn - määrityksen asemesta. /14; 15./

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 9 (39) Valtioneuvoston asetuksessa yhdyskuntajätevesistä todetaan, että kemiallisen hapenkulutuksen määrityksessä käytetään homogenoitua, suodattamatonta, selkeyttämätöntä näytettä. Määritys tapahtuu kaliumdikromaatti hapettimena. Määritysmenetelmä voidaan korvata jollakin toisella menetelmällä, mikäli sen ja mainitun menetelmän antamien tulosten suhde voidaan määrittää. Käsittelyprosessin jälkeen tulee kemiallisen hapenkulutuksen pitoisuus olla alle 125 mg/l O 2 ja poistotehon (reduktio) vähintään 75 %. Poistoteho lasketaan puhdistamolle tulevasta kuormituksesta. Taulukossa 1 on nähtävissä Tampereen Veden jätevedenpuhdistamoiden COD Cr -tulokset vuodelta 2006. Tulokset täyttävät asetuksen antamat määräykset. /16./ Taulukko 1. Tampereen jätevedenpuhdistamoiden COD Cr -tarkkailutulokset vuodelta 2006 /17/ VIINIKANLAHTI RAHOLA POLSO KÄMMENNIEMI COD Cr 1.nelj. 2.nelj. 3.nelj. 4.nelj. 1. 2. 3. 4. 1. 2. 1. 2. nelj. nelj. nelj. nelj. puoliv. puoliv. puoliv. puoliv. Pitoisuus mg/l 39,7 33,9 30,8 30,0 52,1 80,4 39,3 43,8 47,9 38,2 36,8 38,6 Kuormitus 2 220 2 290 1 250 2 290 602 1400 436 839 3,8 3,2 5,7 7,47 kg/d Reduktio % 92,6 91 94,9 90,7 92,7 86,6 94,9 91,4 86,2 82,5 92,7 87,7 4 SPEKTROFOTOMETRIA Spektrofotometriassa käytetään hyödyksi sähkömagneettisen säteilyn ja aineen välistä vuorovaikutusta. Fotometrilla tarkoitetaan laitetta, jolla voidaan mitata valon suhteellinen intensiteetti. Spektrofotometrilla puolestaan tarkoitetaan laitetta, jolla mitataan näytteeseen tulevan ja sen läpi kulkeneen säteilyn intensiteetin suhde aallonpituuden funktiona. /3, s.194; 4, s. 45./ Spektrofotometri on optinen mittauslaite, jota käytetään aineiden tunnistamiseen, niiden puhtausasteen ja pitoisuuden määrittämiseen liuoksessa. Sen toimintaperiaate perustuu Lambert-Beerin lakiin, joka määrittelee valon pidättäytymistä aineeseen. Lain mukaan säteilyn intensiteetti pienenee sen kulkiessa näytteen läpi. Pieneneminen on kullekin aineelle ominaista, ja siihen vaikuttaa näytteeseen tulevan säteilyn aallonpituus, näytteen pitoisuus ja paksuus. Tavallisimmin spektrofotometrit mittaavat näky-

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 10 (39) vän tai UV-valon absorptiota näytteessä eri aallonpituuksilla, erikoislaitteet myös fluoresenssia tai infrapunasäteilyä. /4, s. 49; 18./ Spektrofotometrin pääkomponentit ovat säteilylähde (volframi- tai volframihalogeenilamppua näkyvän alueen mittauksiin, deuteriumlamppua UV-alueelle), näytetila, monokromaattori ja valodetektori. Mittaus tapahtuu muovi-, borosilikaattilasitai kvartsikyvetissä sen spektrialueen mukaisesti, jolla työskennellään. Näkyvän valon alueella voidaan käyttää lasisia kyvettejä eli mittauskennoja tai muovisia kertakäyttökyvettejä. Monokromaattorilla erotellaan kaikkia aallonpituuksia sisältävästä säteilystä haluttu aallonpituus. Tämän ominaisuudet määräävät laitteen suorituskyvyn. Valodetektori muuttaa valon sähkösignaaliksi. /4, s. 54 55; 18./ 5 KÄYTETYT LAITTEET JA MENETELMÄT 5.1 Vanha menetelmä Vanha menetelmä perustuu SFS 5504 -standardiin. Se on standardi SFS 3020 mukainen, mutta näyte- ja reagenssimäärät ovat 1/5 standardissa SFS 3020 esitetyistä. Vanha menetelmä on suljetulla putkimenetelmällä tapahtuva titrimetrinen määritys, jossa hapetus tapahtuu dikromaatin avulla. Menetelmä soveltuu vesille, joiden COD Cr -arvo on 30 700 mg/l, mutta sitä ei voida käyttää vesille, joiden kloridipitoisuus laimennuksen jälkeen on suurempi kuin 2000 mg/l. Metodia käytetään jäteveden ja luonnonvesien eloperäisen aineen määrittämiseen. /5, s. 1; 6, s. 2; 7, s. 436./ Hapetus tapahtuu voimakkaan kemiallisen hapettimen (kaliumdikromaatti) avulla happamassa ympäristössä ja korkeassa lämpötilassa seuraavan yhtälön mukaisesti: Orgaaninen aine (C a H b O c ) + Cr 2 O 2-7 + H + -> Cr 3+ + CO 2 + H 2 O /7, s. 436./ Näytettä keitetään kaksi tuntia suljetussa näyteputkessa väkevän rikkihapon (konsentraatio noin 9,5 mol/l), elohopeasulfaatin, hopeakatalysaattorin ja tunnetun kaliumdi-

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 11 (39) kromaattimäärän kanssa. Näytteessä oleva hapettuva aine pelkistää osan dikromaatista. Jäljelle jäävä dikromaattimäärä määritetään titraamalla rauta(ii)liuoksella. COD Cr - arvo lasketaan happena näytteen kuluttamasta dikromaattimäärästä. Virhettä voivat aiheuttaa epäorgaanisen aineen, kuten kloridin, nitriitin, rikkivedyn, rikkidioksidin ja kaksiarvoisen raudan, hapettuminen. /5, s. 1; 6, s. 2./ Määrityksen aikana tekijä on kosketuksissa monien vaarallisten aineiden kanssa. Elohopeasulfaatti on hyvin myrkyllinen aine, jota on käsiteltävä varovasti ja huolellisesti. Liuosta ei saa päästää viemäriin. Kaliumdikromaatti on voimakkaasti hapettava aine, joka kuuluu syöpäsairauksia aiheuttavien aineiden ryhmään. Rikkihappo on hyvin syövyttävä aine. Kun rikkihappoa laimennetaan vedellä tai se joutuu kosketuksiin orgaanisten aineiden kanssa, kehittyy runsaasti lämpöä. Jos näyteputki menee rikki keittovaiheessa, voi kehittyä rikkitrioksidisavua. Tämän vuoksi lämpöhaude tulee laittaa paikkaa, jossa on hyvä tuuletus, mieluimmin vetokaappiin. /5, s.; 6, s. 6./ Työn suoritus Näytteet kestävöidään rikkihapolla (4 mol/l), jonka jälkeen niitä voidaan säilyttää viikon ajan jääkaapissa (+ 4 C). Kaikkien reagenssien valmistamiseen ja näytteiden laimentamiseen käytetään ionipuhdistettua MILLI-Q-vettä. Näytteet, joiden COD Cr - arvo on suurempi kuin 700 mg/l laimennetaan. Laimennoksen valintaan käytetään hyväksi vanhoja tuloksia. /5, s. 1, 3./ Reaktioputket valmistetaan pipetoimalla niihin 1,0 ml dikromaattiliuosta, 3 ml rikkihappo/hopeasulfaattiliuosta ja 0,2 ml elohopea(ii)sulfaattiliuosta. Valmiisiin putkiin pipetoidaan 2,0 ml näytettä tai sen laimennosta. Putkia kuumennetaan lämpöhauteessa 150 C lämpötilassa kahden tunnin ajan. Tämän jälkeen putket jäähdytetään huoneenlämpötilaan, niihin lisätään 1 2 tippaa ferroiini-indikaattoria ja titrataan rauta(ii)- liuoksella sinivihreästä punaruskeaksi. Määrityksen jälkeen reaktioputket tyhjennetään tarkoitukseen varattuun kanisteriin ja toimitetaan ongelmajätelaitokselle. /5, s. 4./ Näytteiden lisäksi jokaisen näytesarjan yhteydessä määritetään kolme nollanäytettä, joissa on 2,0 ml vettä, ja tarkistusliuos, jonka COD Cr -arvo on 50 mg/l tai 500 mg/l.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 12 (39) Tarkistus- eli kontrolliliuos valmistetaan kaliumvetyftalaattiliuoksesta. Nollanäytteitä ja tarkistusliuosta käsitellään kuten näytteitä. /5, s. 4./ Lisäksi jokaisen käyttökerran yhteydessä tulee rauta(ii)liuoksen konsentraatio tarkistaa 3 5 putkella seuraavasti: Reaktioputkiin pipetoidaan 1,00 ml dikromaattiliuosta, 2 ml vettä ja 3 ml väkevää rikkihappoa. Putkia sekoitetaan ja niiden annetaan jäähtyä huoneenlämpöiseksi. Putkiin lisätään 1 2 tippaa ferroiini-indikaattoria ja titrataan rauta(ii)liuoksella. Tämän jälkeen lasketaan rauta(ii)liuoksen konsentraatio. /5, s. 1 2./ Laboratorion menetelmäohje poikkeaa SFS 5504 -standardista seuraavissa seikoissa: Rauta(II)liuos on 0,035 mol/l eli puolet laimeampi kuin standardissa. Byretin lukematarkkuus on 0,002 ml, kun standardissa on ohjeena 0,01 ml. Lisäksi byretissä on mikrosuutin, joka lisää tarkkuutta. Tarkistukseen käytetään myös 100-kertaista laimennusta eli 50 mg/l. Tulokset välillä 30 100 ilmoitetaan kokonaisen tarkkuudella. /5, s. 7./ Kerran vuodessa kaikki reaktioputket ja puhdistetaan keittämällä niissä dikromaattiliuosta ja rikkihappo/hopeasulfaattiliuosta. Myös uudet putket käsitellään samalla tavalla. /5, s. 3./ 5.2 Nova60- fotometri 5.2.1 Tekniset tiedot Nova60 on Merckin valmistama fotometri. Merckille on myönnetty DIN EN ISO 9001- ja DIN EN ISO 14001 -sertifiointi. Fotometri on suunniteltu helpottamaan erityisesti juoma- ja jätevesianalyysejä. Laitteella voi mitata 12 kiinteällä aallonpituudella: 340, 410, 445, 500, 525, 550, 565, 605, 620, 665, 690, 820 nm ± 2 nm. Se ei tarvitse lämpenemisaikaa ja sen muistiin on taltioitu kaikki Merckin Spectroquant-testien, sekä kyvetti- että reagenssitestien, menetelmät. Sen muistiin mahtuu 1000 tulosta. /19; 20./

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 13 (39) Kyvettitestejä käytettäessä menetelmä valitaan automaattisesti kyvetissä olevan viivakoodin avulla. Kyvettitestit sisältävät kaikki tarvittavat reagenssit ja määritystä varten täytyy lisätä vain tutkittava näyte. Reagenssitestit koostuvat nopeasti käyttöönotettavista, helposti annosteltavista reagensseista. Laitteeseen on mahdollista tallentaa omia menetelmiä, ja siinä voidaan käyttää 10, 20 ja 50 mm suorakulmaisia kyvettejä sekä pyöreitä, halkaisijaltaan 16 mm kyvettejä. Fotometri tunnistaa automaattisesti käytetyn kyvetin. Laite painaa 2,3 kg ja sen takuu on kaksi vuotta. /19; 20./ Lämpöhaude TR620 Näytteen perusteellinen hajottaminen on erittäin tärkeää, jotta tietyille parametreille saadaan oikeat mittaustulokset. TR620-hauteessa on tilaa 24 halkaisijaltaan 16 mm koeputkelle ja vapaasti valittava lämpötila (huoneenlämpö 170 C), vapaasti valittava ajastin (0-180 min) sekä mahdollisuus käyttää ja tallentaa kahdeksan vapaasti ohjelmoitavaa ohjelmaa. Siinä on myös neljä valmista aika/lämmitysohjelmaa: 148 C 120 min, 120 C 30 tai 60 min ja 100 C 60 min. Hauteessa on kaksi erillistä lämpötila-blokkia: 2 x 12 kpl, jotka voidaan lämmittää itsenäisesti toisistaan riippumatta. Laitetta voidaan kontrolloida sisäänrakennetun käyttöliittymän kautta tietokoneella. Spektroquant Termoreaktoria voidaan käyttää mm. seuraaviin analyyseihin: COD ja TOC, kadmiumin, kromin, kuparin, syanidin, raudan, lyijyn, nikkelin, typen, fosforin, hopean ja sinkin kokonaismääritykseen. /19; 20./ 5.2.2 COD Cr -määritys Nova60-fotometrillä COD Cr -määritys suoritetaan Spectroquant-kyvettitestien avulla. Pyöreät, halkaisijaltaan 16 mm valmiskyvetit sisältävät kaikki tarpeelliset reagenssit ja niihin tarvitsee lisätä vain tutkittava näyte. Kyvetit ovat kertakäyttöisiä ja niitä on saatavana monella eri määritysalueella 4-10 000 mg/l. Menetelmä perustuu EPA 410.4-, US Standard Methods 5220 D- ja ISO 15705 -standardeihin. Tutkimuksessa käytettiin kolmea erilaista valmiskyvettiä (taulukko 2, s. 14). /8; 19./

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 14 (39) Taulukko 2. Työssä käytetyt Merckin valmiskyvetit /20/ Kyvetin malli Pitoisuusalue mg/l Näytemäärä ml Aallonpituus nm 1.14540.0001 10 150 3 445 1.14895.0001 15 300 2 445 1.14541.0001 25 1500 3 605 Näytettä hapetetaan kaliumdikromaatin kuumalla rikkiliuoksella hopeasulfaatin ollessa kalalysaattorina. Kloridin aiheuttamaa häiriötä vähennetään elohopeasulfaatilla. Vihreiden Cr 3+ 2- - (14541-kyvetti) tai keltaisten Cr 2 O 7 -ioneiden (14895- ja 14540- kyvetit) konsentraatio mitataan fotometrisesti. Aallonpituudet, jolla kyvettejä mitataan, ovat taulukossa 2. /8./ Kyvettien pohjassa oleva sakka liuotetaan sekoittamalla ja kyvetteihin lisätään näytettä 2 ml tai 3 ml. Kyvettejä kuumennetaan kahden tunnin ajan 148 C lämpötilassa lämpöhauteessa. Kyvetit nostetaan koeputkitelineeseen, jossa niiden annetaan jäähtyä 10 min. Tämän jälkeen kyvettejä sekoitetaan ja niiden annetaan jäähtyä huoneenlämpötilaan. Liinalla pyyhitty kyvetti asetetaan fotometriin, jolloin mittaus tapahtuu automaattisesti. Kyveteistä syntyvä jäte on ongelmajätettä. /8./ Seuraavat aineet voivat aiheuttaa häiriöitä määrityksessä (taulukko 3). Monet puhdistamoiden jätevedet sisältävät erityisesti kloridia. Kloridin aiheuttamaa häiriötä on tutkittu myöhemmin (8.4 Korkea Cl-pitoisuus näytteissä, s. 29). /8; 23./ Taulukko 3. COD-määrityksen häiriötekijät /8/ Kyvetin mallinumero Häiriötekijöiden konsentraatio mg/l tai % Cl - Cr 3+ 2- CrO 4 - NO 2 2- SO 3 H 2 O 2 NaNO 3 Na 2 SO 4 Na 3 PO 4 1.14540.0001 2000 25 50 50 25 50 10 % 10 % 10 % 1.14895.0001 2000 75 5 10 25 10 10 % 10 % 10 % 1.14541.0001 2000 75 5 10 25 10 10 % 10 % 10 %

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 15 (39) 5.3 DR2800-spektrofotometri 5.3.1 Tekniset tiedot DR2800 on HachLangen valmistama VIS-spektrofotometri. HachLangen laadunvarmistus on ISO 9001 -standardin mukainen. Spektrofotometri soveltuu juoma-, jäte-, pinta- ja prosessivesianalyyseihin. Mittarissa on hipaisunäyttö ja se sisältää 200 valmista HachLange-menetelmää. Valittavia mittausmuotoja ovat pitoisuus, absorbanssi ja transmittanssi (%). Aallonpituus on vapaasti valittavissa 340 900 nm. Laitteessa on volframilamppu ja automaattinen viivakoodinlukija, jolla se tunnistaa Langen kyvettitestit. Laite mittaa tuloksen 10 kertaa pyöreän kyvetin pyörähtäessä, mikä eliminoi tulospoikkeamat. Muistiin voidaan varastoida yli 500 mittaustulosta ja 50 käyttäjämenetelmää. Laitteeseen on saatavana USB-liitäntä tietokoneeseen ja printterille sekä USBtikku tiedon varastointiin ja siirtoon tietokoneelle. Mittari on vesitiivis, joten se soveltuu myös kenttäkäyttöön. Kenttäolosuhteisiin on saatavana lisävarusteena litiumparisto, jolla on 40 h toiminta-aika. /9; 21./ Hyxo Oy:llä on aluekonttori Tampereella, josta on nopeasti saatavissa kyvettejä tai varalaite hätätapauksiin. Käytetyt kyvetit ovat ongelmajätettä ja ne voi toimittaa Hyxo Oy:lle hävitettäviksi veloituksetta. Osa testeistä täyttää ISO- ja DIN-normit. Hach- Langen kyvettitestit on hyväksytty yritysten sisäiseen laadun tarkkailuun ja prosessin säätöön. HachLangen tuotannon laadunvarmistus on ISO 9001:n mukainen. /21; 22./ LT200- lämpöhaude Lämpöhauteessa on paikat 21 pienelle (Ø 13 mm) ja neljälle suurelle (Ø 20 mm) kyvetille. Hauteessa on kaksi erillistä lämpötila-blokkia: 15 kpl ja 6 + 4 kpl, jotka voidaan lämmittää toisistaan riippumatta. LT200-kuivahaude soveltuu COD-, kokonaistyppi-, kokonaisfosfori-, raskasmetalli-, AOX- ja TOC-näytteiden esikäsittelyyn, joiden lämpötilaohjelmat on tallennettu sen muistiin. /21./

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 16 (39) 5.3.2 COD Cr -määritys COD Cr -määritys suoritetaan kertakäyttöisillä, halkaisijaltaan 14 mm kyvettitesteillä. HachLangelta on saatavana erilaisia valmiskyvettejä, joiden mittausalueet ovat 5 60 000 mg/l. Menetelmä soveltuu näytteille, joiden kloridipitoisuus on alle 1500 mg/l. Työssä käytettiin kahdenlaisia HachLangen kyvettejä (taulukko 4). LCK 314 -kyvetit soveltuvat jäte- ja prosessivesille. LCK 114 -kyvetit soveltuvat edellisten lisäksi myös maanäytteisiin. /10./ Taulukko 4. Tutkimuksessa käytetyt HachLangen valmiskyvetit /10/ Kyvetin malli Pitoisuusalue mg/l Näytemäärä ml Aallonpituus nm LCK 314 15 150 2 440 LCK 114 150 1000 2 605 Hapettuvat aineet reagoivat rikkihappo-kaliumdikromaattiluoksen kanssa hopeasulfaatin ollessa katalysaattorina. Kloridin aiheuttamaa häiriötä naamioidaan elohopeasulfaatilla. LCK 114 -kyvettien vihreiden Cr 3+ -ioneiden sekä LCK 314 - kyvettien keltaisten Cr 6+ -ioneiden konsentraatio mitataan fotometrisesti. Mittausaallonpituudet ovat nähtävissä yllä olevassa taulukossa 4. /10./ Kyvettien sakka liuotetaan ravistamalla. Kyvettiin pipetoidaan näytettä tai sen laimennosta 2,0 ml. Kyvetti suljetaan tiukasti ja sekoitetaan. Kyvettejä kuumennetaan kahden tunnin ajan 148 C lämpötilassa lämpöhauteessa. Kuumat kyvetit poistetaan hauteesta, sekoitetaan muutaman kerran ja annetaan jäähtyä huoneenlämpötilaan koeputkitelineessä tai muussa vastaavassa. Kyvetit pyyhitään liinalla ja mitataan fotometrilla. /10./

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 17 (39) 6 MENETELMIEN VERTAILU 6.1 Suoritus Koekäytön aikana mitattiin tarkistus- eli kontrolliliuoksia sekä näytteitä rinnakkain vanhalla ja uusilla menetelmillä. Laborantit suorittivat analysoinnin vanhalla menetelmällä. Ajan ja tilan puutteen vuoksi ei vanhaa ja uusia menetelmiä voitu käyttää samana päivänä. Vertailun aikana Merckin kyveteistä oli testattavana 14540 (10 150 mg/l) ja 14541 (25 1500 mg/l) ja Langen kyveteistä LCK 314 (15 150 mg/l) ja LCK 114 (150 1000 mg/l). Näytteinä käytettiin kaliumvetyftalaatista valmistettuja tarkistusliuoksia (standardi- eli kontrolliliuos) ja jätevedenpuhdistamoilta tulleita näytteitä (puhdistamolle tuleva ja sieltä lähtevä vesi). Kontrolliliuos valmistettiin ja näytteet käsiteltiin vanhan menetelmäohjeen mukaisesti. Lämpöhauteina käytettiin pääasiassa uusia hauteita. Pyrittiin siihen, että kaikkia neljää kyvettiä käytettäisiin samana päivänä, jolloin niihin käytettäisiin samoja näytelaimennoksia ja kontrolliliuoksia, jotta tulokset olisivat mahdollisimman vertailukelpoisia. Joskus saman näytelaimennoksen käyttö ei kuitenkaan onnistunut kyvettien mittausalueiden vuoksi. Yleensä jokaisesta näytteestä ja kontrolliliuoksesta valmistettiin vain yksi kyvetti. Näytteiden laimentamiseen ja kontrolliliuoksien valmistamiseen käytettiin 20 C ionivaihdettua vettä (Milli-Q) vanhan menetelmäohjeen mukaisesti. Näytelaimennokset valmistettiin 100 ml mittapulloihin samoin kuin kontrolliliuokset. Koekäytön aikana tutkittiin myös, onko nollanäytteen käyttö tarpeellista. Kummassakaan uuden menetelmän ohjeessa ei edellytetä nollanäytteen käyttöä, mutta asia haluttiin varmistaa. Koetta varten valmistettiin kahdenlaisia nollanäytteitä, säilöttyjä ja säilömättömiä. Säilöttyihin nollanäytteisiin lisättiin 1 ml 4 mol/l rikkihappoa 100 ml Milli-Q-vettä kohti.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 18 (39) Lämpöhauteet Koska vanha haude on ohjelmoitu lämpenemään 150 C:een ja uusien menetelmäohjeiden mukaan lämpötila tulisi olla 148 C, haluttiin vertailla, vaikuttaako tämä lämpötilaero saataviin tuloksiin. Jo aikaisessa vaiheessa päätettiin, ettei uutta haudetta osteta, jos vanha lämpöhaude käy uusien putkien kanssa. Lämpötilaeron lisäksi ongelmana oli, että HachLangen kyvetit olivat liian pieniä ja Merkin kyvetit liian suuria vanhaan lämpöhauteeseen (kuva 1). Jotta Langen kyvetit sopisivat vanhaan hauteeseen, olisi siihen hankittava adapterit. Koko haudetta varten adaptereita tarvitaan 21 kappaletta ja niiden hinta oli 20 euroa / 5 kpl. Kuva 1. Lämpöhauteet vasemmalta oikealle: Merckin TR620, vanha Lange ja uusi HackLangen LT200 Laboratorion laboratorioanalyytikko lupautui suurentamaan vanhan hauteen kolot sopiviksi Merckin kyvetteihin. Hyxo Oy:stä varoitettiin, että tämä saattaisi vahingoittaa kolojen oksidoitua pintaa ja erikokoiset reiät saattavat aiheuttaa epätoivottuja muutoksia lämmön jakaantumisessa /16/. Tästä huolimatta päätettiin riski ottaa. Koemittauksia varten hankittiin viisi kappaletta adaptereita Langen kyveteille ja osaa hauteen koloista suurennettiin Merckin kyvettejä varten.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 19 (39) 6.2 Tulokset Näytteiden ja kontrolliliuosten tulokset ovat liitteenä 3. Liitteen taulukossa oleva kerroin kertoo, kuinka paljon näytettä on laimennettu. Esimerkiksi jos kerroin on yksi, ei näytettä ole laimennettu, ja jos kerroin on kaksi, on näytteestä tehty kaksinkertainen laimennos. Taulukkoon on myös laskettu, kuinka paljon (%) fotometrien antama tulos eroaa titraamalla saadusta tuloksesta. Joistakin näytteistä on tehty määritys useampana päivänä. Näin nähdään, kuinka toistettavia menetelmät ovat ja kuinka aika vaikuttaa saataviin tuloksiin. Ainoastaan ensimmäisenä päivänä mitatut kontrolliliuokset ovat myös titrattu. Muissa tapauksissa on mittareilla saatua tulosta verrattu kontrollin teoreettiseen arvoon. Uusilla laitteilla saatuja näytetuloksia vertailtiin vanhalla menetelmällä saatuihin tuloksiin. Koska 14540-kyvetit eivät olleet ehtineet saapua vielä ensimmäisiin mittauksiin, on ensimmäisinä mittauspäivinä mitattu Langen kyvettien lisäksi vain Merckin 14541-kyveteillä. Kontrolliliuokset ja näytteet Kontrollitulokset ovat olleet molemmilla mittareilla ja kaikilla kyveteillä hyvin lähellä teoreettista pitoisuutta. Poikkeuksena on 6.10 mitattu st 10 mg/l. Tosin näin pieni kontrolliliuos on vaikea valmistaa luotettavasti. Enemmän eroja on syntynyt näytteiden kesken. Tämä voi johtua mm. näytteen epähomogeenisuudesta. Joihinkin kyvetteihin on voinut joutua enemmän orgaanista ainesta kuin muihin. Myös näytteiden laimentaminen vaikuttaa tuloksiin epäsuotuisasti. Vaikka DR2800-spektrofotometrin antamat tulokset ovatkin hieman lähempänä titraamalla saatuja, ei tuloksissa kuitenkaan synny suuria eroja laitteiden ja kyvettien välille. Laitteita olisi pitänyt vertailla pidemmän aikaa, jotta selkeämpiä eroja olisi päässyt syntymään. Nollanäytteet Taulukossa 5 (s. 20) on nollanäytteiden tulokset. Säilötyt nollanäytteet on merkitty s:llä. DR2800-mittarilla saadut nollatulokset ovat hyvin pieniä, eikä niillä näin ollen ole suurta merkitystä tulokseen. Nollanäytteen säilöminen ei myöskään näyttäisi vaikuttavan tuloksiin. Koska nollanäytteiden tulokset ovat pienempiä kuin Merckin ky-

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 20 (39) vettien määritysrajat, ei niille saada tuloksia lainkaan. Siksi todettiin nollanäytteiden käyttö hyödyttömäksi uusilla menetelmillä. Taulukko 5. Nollanäytteiden tulokset NOVA60 DR 2800 Näyte 14540 14541 LCK 314 LCK 114 mg/l mg/l mg/l mg/l nolla <25 4,15 5,47 nolla s. <25 1,57 6,08 nolla <25 3,56 nolla s. <25 3,42 nolla <10 nolla <10 nolla <10 nolla <10 nolla s. <10 nolla s. <10 nolla s. <10 nolla s. <10 Lämpöhauteet Valitettavasti 14540-kyvetit loppuivat kesken eikä niitä ehditty saada lisää lämpöhauteiden vertailuun. Sen vuoksi niillä ei pystytty lainkaan testaamaan hauteiden eroja. Kuten tuloksista (taulukko 6, s. 21) voidaan todeta, ei hauteilla ja kahden asteen lämpötilaerolla ole merkitystä saatuihin tuloksiin. Tulosten perusteella tukeuduttiin myös siihen, että jos päädyttäisiin ostamaan Merckin laite ja kyvettejä, ei kolojen suurennuksella olisi suurta vaikutusta saataviin tuloksiin. Joka tapauksessa kontrollit paljastaisivat, jos hauteessa olisi jotain vikaa. Siksi päätettiin, että uuden hauteen hankkiminen ei ole tarpeellista.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 21 (39) Taulukko 6. Hauteiden vertailusta saadut tulokset NOVA60 DR 2800 Näyte 14541 LCK 314 LCK 114 Vanha Uusi Vanha Uusi Vanha Uusi haude haude haude haude haude haude st 50 a 56 48 51,3 51,9 st 50 b 52 54 st 150 152 156 152 151 163 161 st 500 a 502 502 517 519 st 500 b 516 508 st 1000 990 998 1013 1012 7 FOTOMETRIN OSTOPÄÄTÖS Koska saadut tulokset olivat niin samankaltaisia, ostopäätöstä tehtäessä kiinnitettiin paljon huomiota myös laitteen ja näytekyvettien käytännöllisyyteen sekä hintaan. Merckin isommat kyvetit olivat helpompia käsitellä. Niihin pipetointi ja niiden sekoittaminen oli helpompaa kuin HachLangen kyveteillä. Lisäksi sakan liuottaminen oli nopeampaa Merckin kyveteillä. Joskus sakka oli todella tiukassa HachLangen kyveteissä, mikä hidastaa työtä pitkiä sarjoja tehdessä. DR2800:n hyviä puolia on sen kyky huomioida sormenjäljet kyvetin pinnasta. Hach- Langen vapaasti valittavissa oleva aallonpituus olisi käytännöllistä, jos laitteella olisi joskus tarkoitus tehdä omia menetelmiä. Suunnitelmissa ei kuitenkaan ole omien menetelmien tekeminen. Myöhemmin testattavaksi tulee luultavasti kokonaisfosforimenetelmä, jota varten on valmiskyvetit ja valmis menetelmä molemmissa fotometreissa. DR2800 antaa tuloksen yhden desimaalin tarkkuudella, kun Nova60 antaa tulokset kokonaisen tarkkuudella. Laboratoriossa on ollut tapana ilmoittaa ainoastaan kontrol-

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 22 (39) litulokset yhden desimaalin tarkkuudella. Näytteet ilmoitetaan kahden merkitsevän numeron tarkkuudella, joten näin tarkka ilmoitustarkkuus ei ole välttämätön ominaisuus. Hyxo Oy hakee laboratoriosta Hyxo Oy:stä ostetut HachLangen käytetyt kyvetit ja toimittaa ne ongelmajätelaitokselle veloituksetta. Tähän asti titraamalla tulleen ongelmajätteen vieminen on maksanut laboratoriolle noin 200 euroa vuodessa /23/. Merckin kyvettilaatikko on 24 halvempi kuin HachLangen /11; 12/. Jos oletetaan, että laboratoriossa kuluisi yksi laatikko (eli 25 kyvettiä) kuukaudessa, tulisi hintaeroksi 288 vuodessa /23/. Lisäksi on otettava huomioon, että uudella menetelmällä jätemäärä on pienempi kuin vanhalla, koska kyvettien reagenssimäärä on pienempi ja kyvettien kulutus on vähäisempää. Näin Merckin kyvetit tulevat halvemmaksi, vaikka ne jouduttaisiin viemään itse hävitettäviksi. Tarjoukset mittareista ovat liitteissä 1 ja 2. Nova60:n hinta on 1950 euroa (alv 0 %), ja jos otetaan esittelylaite, on hinta 1500 euroa (alv 0 %). DR2800 maksaa 2673 (alv 0 %), ja lisäksi tulee hankkia adapterit vanhaan hauteeseen. Adapterit maksavat 100 (25 kpl). HachLangen kyvettilaatikko maksaa 69 euroa ja Merckin 45 euroa ja ne molemmat sisältävät 25 kyvettiä. Merckin valmistamat välineet ovat kaikin puolin edullisempia kuin HachLangen. /11; 12./ Näiden huomioiden perusteella päätettiin hankkia Nova60 ja tästä valittiin vielä edullisempi esittelylaite, jolloin sisäänajo päästiin aloittamaan heti. 8 SISÄÄNAJO Sisäänajon aikana mitattiin kolmella erilaisella kyvetillä; 14540, 14895 ja 14541. Olisi ollut mielekkäämpää, että myös 14895-kyvetti olisi ollut jo koekäyttövaiheessa kokeiltavana. Tavallisten rinnakkaismääritysten lisäksi tutkittiin, kuinka luotettavat kyvettien pitoisuusalueen rajat ovat (8.3 Kyvettien ääripäiden tarkastelu) sekä minkälai-

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 23 (39) sia häiriöitä suuri määrä kloridia aiheuttaa (8.4 Korkea Cl- pitoisuus näytteissä). Muita häiriötekijöitä ei tutkittu. Haluttiin myös nähdä, millaisia tuloksia Nova60 antaa, kun näytteen pitoisuus ylittää kyvetin ylärajan (8.5 Kyvettien ylärajan ylittävät näytteet). Sisäänajon aikana mietittiin myös, mikä kyvetti olisi paras, jos tulevaisuudessa ryhdyttäisiin käyttämään vain yhtä kyvettimallia. Kolmen erilaisen kyvetin varastoiminen veisi liian paljon tilaa. Lisäksi kirjoitettiin uudelle menetelmälle menetelmäohje (liite 8). 8.1 Näytteet Sisäänajon aikana rinnakkain vanhan menetelmän kanssa mitatut näytteet ovat liitteessä 4. Liitteen taulukossa oleva kerroin kertoo, kuinka paljon näytettä on laimennettu. Välitulos on fotometrin antama tulos laimennetulle näytteelle. Tässäkin liitteessä on uudella menetelmällä saatuja tuloksia verrattu titraamalla saatuihin tuloksiin ja ero on laskettu prosentteina. Jotkut näytteet on mitattu useamman kerran eri päivinä ja eri laimennoksilla, jotta nähtäisiin, kuinka tulos muuttuu. Jokaisen näytesarjan yhteydessä mitattiin myös kontrolliliuos, mutta niiden tulokset ovat luvussa 8.2 Kontrollit. Tuloksia tarkasteltaessa on muistettava, että titraamalla saadun tuloksen määritysraja on 30 mg/l ja tämän alapuolella olevat titraustulokset ovat epäluotettavia. Nähtävissä on, että 14540- ja 14895-kyvetit antavat useammin titraustuloksen alapuolella olevia tuloksia, kun taas 14541-kyvetti antaa suurempia tuloksia. Eroja ei pidetty kuitenkaan niin suurina, että olisi pitänyt ryhtyä jatkotoimenpiteisiin. Pienissä tuloksissa %-erot nousevat välillä todella suuriksi, vaikka tulosten ero mg/l ei olisikaan kovin suuri. Esimerkiksi 1.12 mitattu 4413-näytteen titraustulos on 34 mg/l. Pienimmät kyvetit ovat antaneet tuloksen, joka poikkeaa vain 4 mg/l titraustuloksesta, mutta silti %-ero on melkein 12 %-yksikköä. Näytteiden laimentaminen näyttäisi vaikuttavan tuloksiin negatiivisesti. Kaikista varminta olisi tehdä määritys suoraan näytteestä, ja jos tämä ei ole mahdollista, niin ainakin mahdollisimman pienellä laimennoksella.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 24 (39) Tuloksiin ei näytä syntyvän suuria eroja, vaikka näyte mitattaisiin samalla kyvetillä eri päivinä tai jopa eri laimennoksesta. Näyttäisi siltä, että 14895-kyvetillä olisi kaikista paras toistettavuus. Hyviä esimerkkejä ovat näytteet 3831, 3890, 4219, 4221, 4234 ja 4636. Näille näytteille on saatu lähes samansuuruisia tuloksia, vaikka mittaus on suoritettu eri päivänä ja erisuuruisella laimennoksella. Toisaalta löytyy myös eroja, mm. 14895-kyvetillä on saatu 4655-näytteelle tulokseksi 17 mg/l ja 36 mg/l ja 4680- näytteelle 48, 47 ja 75 mg/l. Kun näistä toisistaan poikkeavista tuloksista lasketaan keskiarvo, on tulos hyvin lähellä titraamalla saatua tulosta. Tämä vahvistaa sen, että määrityksessä olisi hyvä käyttää kahta tai ehkä jopa useampaa kyvettiä, jotta tuloksista tulisi mahdollisimman luotettavia. 8.2 Kontrollit Tässä luvussa on käsitelty vain ns. pääkontrolleja eli 50- ja 500-kontrolleja, joiden tulokset ovat taulukoituna liitteessä 5. Lisää erisuuruisten kontrollien tuloksia löytyy luvusta 8.3. Kahdella pienimmällä kyvetillä mitattiin vain 50-kontrollia. Koska 14541- kyvetin mittausalue on niin suuri, mitattiin sillä myös suurempaa 500-kontrollia. Taulukkoon 7 (s. 25) on koottu kontrollituloksien keskiarvot sekä keskihajonnat. Kuvissa 2, 3, 4 ja 5 (s. 26 27) on esitetty tulokset graafisesti. Näihin ns. X-kortteihin on merkitty vihreällä hälytysrajat ja punaisella toimenpiderajat. Hälytys- ja toimenpiderajat laskettiin kaavoilla 1 ja 2. Jos tulos ylittää toimenpiderajan, on hyvin todennäköistä, että määrityksessä on jotain vialla ja koko mittaussarja tulee uusia. Toimenpiderajan ylittävän sarjan tuloksia ei saa ilmoittaa eteenpäin esimerkiksi asiakkaille. /13, s. 13, 19./ Hälytysraj at = ± 2*σ (1) Toimenpide rajat = ± 3*σ (2), missä σ on tulosten keskihajonta.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 25 (39) Taulukko 7. Kontrollitulosten keskiarvot ja keskihajonnat St 50 mg/l St 500 mg/l Keskiarvo Keskihajonta Keskiarvo Keskihajonta 14540 47,0 3,0 14895 47,1 7,2 14541 56,1 8,9 504,3 8,3 Titraus 52,8 4,6 499,2 7,3 Titraamalla saatujen 50-kontrollin tulokset ovat ajalta 15.9.05 29.12.06 ja 500- kontrollin 19.7.04 18.12.06. Titraustuloksia voidaan pitää hyvin luotettavina, koska ne ovat pidemmältä aikaväliltä kuin uudella menetelmällä saadut tulokset. Titraamalla saadut keskiarvo ja -hajonta eivät poikkea uudesta menetelmästä niin paljon kuin olisi odotettavissa. Kun tarkastellaan 50-kontrollin keskihajontaa, titraamalla saatu arvo asettuu 14540- ja 14895-kyvettien keskihajontojen väliin. Uusi ja vanha menetelmä vaikuttavat yhtä luotettavilta. Kuvia 2, 3 ja 4 (s. 26 27) tarkasteltaessa voidaan todeta, että 14540-kyvetin antamat tulokset ovat tasaisimmat. Sen keskihajonta on pienin, mikä näkyy pienissä hälytys- ja toimenpiderajoissa. Kuitenkin olisi toivottavaa, että tulokset kävisivät hieman useammin myös teoreettisen arvon yläpuolella, jolloin keskiarvo nousisi. Sekä 14895- että 14541-kyvetti ylittävät toimenpiderajat muutaman kerran. Tämä voi johtua esimerkiksi pipetointivirheestä tai kyvetin valmistuksessa tapahtuneesta erehdyksestä. 14895- kyvetin tuloksien keskiarvo on kaikista lähimpänä oikeata. Sen tulokset liikkuvat myös teoreettisen arvon molemmilla puolilla. Jos tuloksista poistettaisiin kaksi poikkeavaa tulosta (26.10 ja 3.11), keskiarvo ja -hajonta paranisivat huomattavasti. 14541- kyvetin yksi toimenpiderajan ylitys on niin suuri, että se vaikuttaa haitallisesti keskihajontaan ja siten taas hälytys- ja toimenpiderajoihin. 14541-kyvetin tuloksien keskiarvo on teoreettisen arvon yläpuolella.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 26 (39) 80 14540: St 50 mg/l 70 60 mg/l 50 40 30 20 6.10. 9.10. 11.10. 2.11. 3.11. 3.11. 3.11. 6.11. 6.11. 6.11. 6.11. 7.11. 7.11. 7.11. 9.11. 9.11. 9.11. 9.11. 16.11. 16.11. 17.11. 27.11. 27.11. 1.12. 4.12. 4.12. 4.12. 4.12. 4.12. 7.12. 8.12. 8.12. 8.12. 12.12. 12.12. 13.12. 14.12. 14.12. 15.12. pvm Kuva 2. 14540-kyvetin 50-kontrollin tulokset 80 14895: St 50 mg/l 70 60 mg/l 50 40 30 20 24.10. 24.10. 25.10. 26.10. 26.10. 26.10. 26.10. 26.10. 26.10. 2.11. 3.11. 3.11. 3.11. 6.11. 6.11. 6.11. 6.11. 7.11. 7.11. 7.11. 9.11. 9.11. 9.11. 9.11. 13.11. 13.11. 13.11. 14.11. 14.11. 14.11. 15.11. 16.11. 16.11. 17.11. 27.11. 27.11. 1.12. 4.12. 4.12. 7.12. 8.12. 8.12. 12.12. 12.12. 13.12. 14.12. 14.12. 15.12. 19.12. 19.12. 19.12. Kuva 3. 14895-kyvetin 50-kontrollin tulokset pvm

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 27 (39) 100 14541: St 50 mg/l 90 80 70 mg/l 60 50 40 30 20 28.9. 29.9. 3.10. 9.10. 10.10. 10.10. 10.10. 10.10. 11.10. 3.11. 3.11. 3.11. 6.11. 6.11. 6.11. 7.11. 7.11. 13.11. 13.11. 14.11. 14.11. 14.11. 15.11. 16.11. 16.11. 27.11. 1.12. 4.12. 4.12. 7.12. 8.12. 8.12. 12.12. 12.12. 13.12. 14.12. 15.12. pvm Kuva 4. 14541-kyvettien 50-kontrollin tulokset mg/l 530 525 520 515 510 505 500 495 490 485 480 475 470 14541: St 500 mg/l 28.9. 29.9. 9.10. 10.10. 10.10. 10.10. 10.10. 2.11. 3.11. 3.11. 3.11. 7.11. 13.11. pvm 14.11. 14.11. 16.11. 17.11. 27.11. 1.12. 4.12. 4.12. 4.12. 7.12. 8.12. 12.12. 13.12. 14.12. 15.12. Kuva 5. 14541-kyvettien 500-kontrollin tulokset Hetken näytti jo huolestuttavalta, kun 14541-kyvetin 500-kontrollin tulokset (kuva 5) ylittivät reilusti teoreettisen arvon monena peräkkäisenä (10.10 1.12) mittauspäivänä.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 28 (39) Sisäänajon loppupäivinä asia kuitenkin korjaantui ja tulokset menivät myös teoreettisen arvon alapuolelle ja keskiarvosta tuli varsin hyvä (504,3 mg/l). 8.3 Kyvettien ääripäiden tarkastelu Kyvettien ääripäitä tarkasteltaessa haluttiin nähdä, heikkeneekö kyvettien tarkkuus, kun lähestytään kyvetin mittausalueen ala- tai yläpäätä. Tätä tarkasteltiin mittaamalla kontrolliliuoksia, joiden pitoisuudet olivat kyvettien määritysrajoilla. Lisäksi mitattiin kontrollia, jonka pitoisuus on 30 mg/l, jotta nähtäisiin, kuinka tarkka kyvetti on nykyisellä määritysrajalla Taulukko 8. 14540-kyvetin tulokset 14540 Näyte Tulos ero % st 10 9-10,0 st 10 4-60,0 st 30 27-10,0 st 30 30 0,0 st 30 23-23,3 st 30 29-3,3 st 30 26-13,3 st 150 142-5,3 st 150 149-0,7 st 150 149-0,7 st 150 147-2,0 st 150 149-0,7 st 150 145-3,3 Tuloksia (taulukot 8, 9 ja 10) tarkasteltaessa huomattiin, kuinka määritysalueen alarajalla olevat kontrollit antavat hyvin vaihtelevia tuloksia. Täytyy muistaa, että hyvin pienien kontrolliliuosten valmistaminen vaatii erityistä tarkkuutta. Tulosten pienuuden vuoksi myös %-ero on todella suuri. Esimerkiksi st 10 -kontrollin tulokseksi on saatu 4, joten %-eroksi tulee huimat 60 %. Todettiin, etteivät kyvetit anna niin tarkkoja tuloksia alarajoillaan, että määritysrajaa kannattaisi muuttaa vanhasta määritysrajasta

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 29 (39) (30 mg/l). Mittausalueen yläpäässä tällaisia ongelmia ei ole, vaan tulokset ovat lähellä oikeaa arvoa. Uusi mittausalue on siis 30 mg/l kyvetin yläraja. Taulukko 9. 14895-kyvetin tulokset 14895 Näyte Tulos ero % st 15 19 26,7 st 15 17 13,3 st 30 22-26,7 st 30 23-23,3 st 30 24-20,0 st 30 22-26,7 st 30 24-20,0 st 30 19-36,7 st 300 297-1,0 st 300 298-0,7 st 300 293-2,3 st 300 288-4,0 st 300 291-3,0 st 300 290-3,3 Taulukko 10. 14541-kyvetin tulokset 14541 Näyte Tulos ero % st 25 36 44,0 st 25 34 36,0 st 25 28 12,0 st 30 25-16,7 st 30 33 10,0 st 30 26-13,3 st 30 28-6,7 st 30 30 0,0 st 30 30 0,0 st 1500 1482-1,2 st 1500 1506 0,4 st 1500 1472-1,9 st 1500 1500 0,0 st 1500 1494-0,4

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 30 (39) 8.4 Korkea Cl-pitoisuus näytteissä Koska käytössä ei ollut näytteitä, joiden Cl-pitoisuus olisi ylittänyt 2000 mg/l, tutkittiin kloridin aiheuttamaa häiriötä lisäämällä kaliumkloridiliuosta (KCl) näytteisiin ja tarkistusliuoksiin, joiden rinnalla mitattiin normaaleja näytteitä. Selvitystä varten näytteisiin ja tarkistusliuoksiin lisättiin KCl-liuosta niin, että niiden kloridipitoisuudeksi tuli 1000 mg/l ja 2500 mg/l. Ohjeiden mukaan alle 2000 mg/l Cl-pitoisuus näytteessä ei pitäisi vaikuttaa saatavaan tulokseen. Pieni kloridinlisäys Pientä kloridipitoisuutta (1000 mg/l) tutkittiin vain kyvetillä 14895. Kokeeseen käytettiin yhtä näytettä ja tarkistusliuoksia, joiden pitoisuudet olivat 30, 50, 150 ja 200 mg/l. Tuloksista (taulukko 11) voidaan huomata, että pieni Cl-pitoisuus aiheuttaa pientä tulosten nousua tarkistusliuoksilla. Mittauspäivänä kaikista normaaleista kontrolliliuoksista on tullut normaalia alempia tuloksia ja Cl-lisäys vain paransi tulosta. Näyte liuoksessa ero on kuitenkin huomattava. Tulosta ei kuitenkaan voida pitää aivan luotettavana, koska käytettiin vain yhtä näytettä eikä ole tarkalleen tiedossa, miten KClliuoksen lisäys vaikuttaa näytteeseen. Taulukot 11. Tulokset näytteille, joihin on lisätty 1000 mg/l kloridia 1000 mg/l Cl Näyte 14895 st 30 22 st 30 + Cl 30 st 50 45 st 50 + Cl 48 st 150 141 st 150 + Cl 147 st 200 192 st 200 + Cl 195 3849 345 3849 + Cl 560

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 31 (39) Suuri kloridinlisäys Suurempaa Cl-pitoisuutta (taulukko 12) testattiin kaikilla kolmella kyvetillä. Kyvetin 14541 tuloksissa ero on parhaiten huomattavissa. Kontrolliliuoksien, joihin oli lisätty kloridia, tulosta ei pystytty lainkaan määrittämään suuren COD Cr - arvon vuoksi. Jo näytettä pipetoidessa oli huomattavissa, kuinka liuos muuttui sameaksi (kuva 5). Kuva 5. Vasemmalla normaali ja oikealla kloridipitoinen näyte Taulukot 12. Tulokset näytteille, joihin on lisätty 2500 mg/l kloridia 2500 mg/l Cl Näyte 14540 14895 14541 st 30 26 19 30 st 30 + Cl 37 49 >1500 st 50 52 36 44 st 50 + Cl 55 61 >1500 st 150 145 142 - st 150 + Cl 146 150 - st 500 - - 492 st 500 + Cl - - >1500 4636 215 205 220 4636 + Cl >150 230 >1500 st 50 46 53 42 st 50 + Cl >150 >300 >1500

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 32 (39) 14895-kyvetti on antanut tulokset kolmelle ensimmäiselle Cl-kontrollille. Koska kolme ensimmäistä normaalia kontrollia näyttävät kaikki paljon alempaa tulosta kuin pitäisi ja Cl-lisäys on parantanut saatuja tuloksia, on syytä miettiä, onko pipetoinnissa tullut jokin virhe. 14895-kyvettien näytteitä pipetoidessa käytetään eri pipettiä kuin kahden muun kyvetin kanssa. Kloridin lisäys ei ole vaikuttanut 14895-kyvetin 4636- näytteeseen millään tavalla. Ainoastaan viimeisen kontrollin tulosta ei ole voitu määrittää. Myös 14540-kyvetti antaa tulokset kontrolleille, joihin on lisätty kloridia. Kyvetti antoi tuloksen jopa näytteelle, jonka tulos on yli sen pitoisuusalueen. Tässäkin tapauksessa ainoastaan viimeinen kontrolli on jäänyt ilman tulosta. Näyttäisi siltä, että 14541- kyvetti on herkempi kloridille kuin 14540- tai 14895-kyvetti. Lähes kaikki näytteet laimennetaan ennen määritystä, joten ei ole todennäköistä, että kloridi aiheuttaisi suuria ongelmia analysoinnissa. Jos oletetaan, että näyte, jossa on suuri kloridipitoisuus, käyttäytyy (sameutuu) samalla tavalla kuin nämä koenäytteet 14541-kyvetin kanssa, ja korkea Cl-pitoisuus on pipetoinnin jälkeen nähtävissä paljaalla silmällä, on helppoa tehdä näytteestä suurempi laimennos jo näytettä pipetoidessa, ennen hauteeseen laittoa. 8.5 Kyvetin ylärajan ylittävät näytteet Ongelma, jota tässä luvussa käsitellään, huomattiin vasta varsinaisen sisäänajon jälkeen. Kun mitataan 14895-kyvetillä näytettä, jonka COD Cr -arvo on yli kyvetin määritysrajan eli 300 mg/l, antaa fotometri kuvan 6 (s. 33) mukaisen tuloksen. Haluttiin tutkia, kuinka luotettava mittarin antama tulos on. Jos tulos on luotettava, sen avulla pystyy valmistamaan uuden laimennoksen näytteestä. Asiaa tarkasteltiin kaikilla kyveteillä mittaamalla kontrolleja, joiden pitoisuudet ovat sekä kyvettien mittausalueiden sisäettä ulkopuolella. Lisäksi 14895-kyvetillä mitattiin yksi näyte, josta oli tehty kaksi erikokoista laimennosta. Saadut tulokset ovat taulukoissa 13, 14 ja 15.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 33 (39) Kuva 6. Spektrofotometrin antama tulos kyvetin määritysrajan ylittävälle näytteelle 14895-kyvetin tuloksista (taulukko 13) näkee, kuinka mittari antaa tulokseksi suurimmillaankin vain 319 mg/l. Tämä aiheuttaa sen, että kun laimennetun näytteen tulosta aletaan laskea fotometrin antaman tuloksen perusteella, saadaan virheellinen tulos. Mittarin antaman tuloksen perusteella ei voi siis tehdä uutta laimennusta. Kuvassa 7 (s. 34) on nähtävissä, kuinka yli mittausrajan menevät näytteet muuttavat kyvetin liuoksen siniseksi. Vaikka fotometrin mukaan määritysrajan ylitys ei olisikaan suuri, tämän sininen väri auttaa tunnistamaan rajan ylittävät näytteet. Mitä sinisempi näyte on, sitä suurempi on rajan ylitys. Taulukko 13. 14895-kyvetin tulokset kyvetin ylärajan ylittäville kontrolleille Näyte Tulos mg/l Huom. st 250 246 st 275 275 st 300 295 st 325 319 > 300 st 350 317 > 300 st 375 319 > 300 st 400 319 > 300 659 25x 182 4550 659 10x 315 3150

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 34 (39) Kuva 7. Värinmuutos 14895-kyveteissä. Kontrollit vasemmalta oikealle: 250, 275, 300, 325, 350, 375 ja 400 mg/l Kyveteillä 14540 ja 14541 värinmuutos ei ole yhtä selvä kuin 14895-kyvetillä. Kuvasta 8 (s. 35) voi nähdä, kuinka 14540-kyvettien värit muuttuvat vähitellen eikä selvää värinmuutosta tapahdu kyvetin määritysrajalla. Kuvasta 9 (s. 35) nähdään 14541- kyvetin värinmuutos. Laimeammat näytteet ovat oranssin sävyisiä ja väkevämmät tummanvihreitä. Väri ei kuitenkaan muutu kyvetin pitoisuusalueen ylärajalla, vaan jo aikaisemmin. Näiden kahden kyvetin kohdalla ei voida siis värin perusteella todeta, onko tulos oikein vai väärin. Se ei kuitenkaan ole tarpeen. Kuten taulukoista 14 ja 15 (s. 36) on huomattavissa, fotometri antaa tuloksen näille kyveteille, vaikka se ylittäisi kyvetin mitta-alueen ylärajan. 14540- ja 14541-kyvettien antaman tuloksen perusteella voidaan tehdä uusi laimennos.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 35 (39) Kuva 8. Värinmuutos 14540-kyveteissä. Kontrollit vasemmalta oikealle: 50, 100, 125, 150, 175, 200 ja 250 mg/l Kuva 9. Värinmuutos kyveteissä 14541. Kontrollit vasemmalta oikealle: 50, 250, 1400, 1500, 1600 ja 1700 mg/l

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 36 (39) Taulukko 14. 14540-kyvettien tulokset Näyte Tulos mg/l Huom. st 50 48 st 100 112 st 125 125 st 150 148 st 175 172 >150 st 200 199 >150 st 250 252 >150 Taulukko 15. 14541-kyvettien tulokset Näyte Tulos mg/l Huom. st 50 52 st 250 246 st 1400 1392 st 1500 1546 >1500 st 1600 1592 >1500 st 1700 1680 >1500 9 TULEVAISUUS Vuoden 2007 alussa laboratoriossa luovuttiin kokonaan vanhasta titrausmenetelmästä. Sitä pidetään kuitenkin varalla, jos tulee näytteitä, joiden määrittäminen ei jostain syystä onnistu uudella menetelmällä. Uusi menetelmä on nopeuttanut työtä laboratoriossa huomattavasti. Kyvettilaatikot säilytetään valolta suojattuna, tiiviisti suljettuna, kuivassa paikassa huoneenlämpötilassa. Jatkossa käytetään pääasiassa 14895-kyvettejä, koska nämä antoivat tasaisia tuloksia, muutamaa poikkeamaa lukuun ottamatta koko työn aikana ja näiden mittausalue on sopiva laboratorioon tuleville näytteille. Kyveteillä ei tarvitse tehdä tarpeettoman suuria laimennoksia, kuten 14540-kyveteillä jouduttaisiin tekemään. 14541-kyvetin mittausalue taas on liian suuri, varsinkin kun useista näytteistä tarvitsee tehdä joka tapauksessa laimennos roskien takia. Jätevedenpuhdistamoilta lähtevän veden, jonka COD Cr -arvo on yleensä 30 50 mg/l, tutkimiseen voidaan lisäksi käyttää pienintä 14540-kyvettiä. Kontrollina käytetään kaliumvetyftalaatin (5000 mg/l) 20-kertaista laimennosta, jonka COD Cr -arvo on 250 mg/l. Valvontakortista (liite 7) näkee, kuinka uusi kontrolli on käyttäytynyt. Keskiarvo (246,4) jää hieman teoreettisen arvon alapuolelle, mutta täy-

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 37 (39) tyy huomioida, että kontrollia on mitattu vasta 17 kertaa. Vasta myöhemmin pystyy näkemään luotettavasti, kuinka kontrolli käyttäytyy. Määrityksessä käytetään yleensä kahta kyvettiä minimoimaan virheelliset tulokset. Roskaisia näytteitä analysoitaessa on mahdollista, että käytetään kolmea tai jopa neljää kyvettiä, jotta saadaan mahdollisimman luotettava tulos. Koska kyvettejä ei ole ryhdytty tyhjentämään erilliseen astiaan, kuten aikaisemmin jouduttiin tekemään, myös kosketukset myrkyllisiin reagensseihin ovat vähentyneet. Käytetyt kyvetit on viety jätteenkierrätyslaitokselle samoissa styroksilaatikoissa, joissa ne saapuvat laboratorioon. samalla jätteenkierrätyslaitokselta on haettu vesinäyte, joten kuljetuskustannuksista ei ole syntynyt ylimääräisiä kuluja.

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 38 (39) LÄHDELUETTELO Painetut lähteet 1 Tampereen Vesi, Toimintakertomus ja ympäristöraportti 2005 2 Tenhunen, Jyrki - Oinonen, Jaana - Seppälä Jyri. Vesihuollon elinkaaritutkimus. Tampereen vesilaitoksen vaikutukset ympäristöön. Suomen ympäristökeskus. Helsinki 2000. 108 s. 3 Saarinen, Heikki Lajunen, Lauri H.J. Analyyttisen kemian perusteet. Oulun yliopistopaini. Oulu 2004. 4. painos. 198 s. 4 Jaarinen, Soili Niiranen, Jukka. Laboratorion analyysitekniikka. Oy Edita Ab. Helsinki 2000. 3. painos. 197 s. 5 Veden kemiallisen hapenkulutuksen (COD Cr ) määritys. Menetelmäohje no 14. Tampereen Vesi, Viemärilaitoksen laboratorio. 2003. 5 s. 6 SFS 3020. Veden kemiallisen hapen kulutuksen (COD Cr ) määritys. Hapetus dikromaatilla. Suomen standardoimisliitto 1979. 7 s. 7 Salkinoja-Salonen, Mirja. Mikrobiologian perusteita. Gummerus Kirjapaino Oy. Jyväskylä 2002. 8 Merck Spectroquant COD Cell Test. Käyttöohje. 2005. 9 DR 2800 laite-esite. Hyxo Oy. 10 Lange. LCK 114 ja LCK 314 COD. Käyttöohjeet. 2001. 11 VWR:n tarjous Nova60- fotometrista 12 HackLangen tarjous DR2800- fotometrista 13 Sisäinen laadunohjaus. Käsikirja kemian laboratorioille. Suomen ympäristökeskus. Edita Prima Oy. Helsinki 2006. Sähköiset lähteet 14 Kokemäen vesistön vesiensuojeluyhdistys [www-sivu]. [Viitattu 19.1.07] Saatavissa: http://www.kvvy.fi/cgibin/tietosivu_kvvy.pl?sivu=kemiallinenhapenkulutus.html

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ Sivu 39 (39) 15 Valtion ympäristöhallinto. [www-sivu]. [Viitattu 1.3.07] Saatavissa: www.ymparisto.fi 16 FINLEX- Valtion säädöstietopankki. [www-sivu]. Valtioneuvoston asetus yhdyskuntajätevesistä 12.10.2006/888. [Viitattu 3.2.2007] Saatavissa: www.finlex.fi 17 Tampereen kaupunki. [www-sivu]. Jätevedenpuhdistamoiden tarkkailutulokset 2006. [Viitattu 6.3.07] Saatavissa: http://www.tampere.fi/tiedostot/5lueg5y89/tarkkailutulokset_2006.pdf 18 Suomen virtuaaliyliopisto. [www-sivu]. Solubiologia: Spektrofotometria. [Viitattu 26.3.07] Saatavissa: http://www.solunetti.fi/fi/solubiologia/spektrofotometria/ 19 VWR. [www-sivu]. [Viitattu 2.1.07] Saatavissa: http://fi.vwr.com/app/home 20 Merck. [www-sivu]. [Viitattu 7.2.2007] Saatavissa: http://www.merck.de/servlet/pb/menu/1001723/index.html 21 Hyxo Oy. [www-sivut]. [Viitattu 7.2.2007] Saatavissa: www.hyxo.fi 22 Mäkinen, Raija, Kyvettitestit. [sähköpostiviesti.] 23.9.2006. Painamattomat lähteet 23 Pitkänen, Marja, laboratoriomestari. Keskustelut syksyllä 2006. Tampereen Vesi, jätevesilaboratorio, Tampere.

LIITE 1

LIITE 2 / 1(2)

LIITE 2 / 2(2)

Taulukko 1. Koekäyttö: Vanhan ja uusien menetelmien vertailu NOVA 60 DR 2800 Pvm Näyte 14540 14541 LCK 314 LCK 114 kerroin välitulos mg/l tulos mg/l ero % kerroin välitulos mg/l tulos mg/l ero % kerroin 28.9. 3453 1 194 2,1 1 191 0,5 190 28.9. st 50 1 64 28,8 1 53,2 7,0 49,7 28.9. st 500 1 508 4,3 1 514 5,5 487 29.9. st 25 1 36 44,0 1 27,6 10,4 29.9. st 50 1 56 12,0 1 52,8 5,6 29.9. st 150 1 154 2,7 1 161 7,3 1 158 5,3 29.9. st 500 1 496-0,8 1 510 2,0 29.9. st 1000 1 1002 0,2 1 997-0,3 3.10. st 50 1 54 8,0 1 58,1 16,2 3.10. st 1000 1 990-1,0 1017 1,7 3.10. 3563 2 316 632 31,7 4 97,5 390-18,8 2 261 522 8,8 480 3.10. 3566 2 398 796 4,7 10 78,0 780 2,6 2 419 838 10,3 760 3.10. 3568 1 42 7,7 1 38,5-1,3 1 42,7 9,5 39 3.10. 3581 1 748 6,9 5 130 650-7,1 1 770 10,0 700 3.10. 3582 1 46 9,5 1 39,9-5,0 42 6.10. st 10 1 5-50,0 6.10. st 30 1 29-3,3 6.10. st 50 1 47-6,0 6.10. st 150 1 149-0,7 6.10. 3381 1 41-2,4 42 9.10. st 50 1 48-4,0 1 56 12,0 1 54,7 9,4 9.10. st 500 1 498-0,4 1 516 3,2 9.10. 3439 1 28-17,6 1 36 5,9 1 30,1-11,5 34 9.10. 3503 4 132 528 3,5 1 534 4,7 4 492-3,5 1 556 9,0 510 9.10. 3504 1 37-2,6 1 48 26,3 1 40,0 5,3 38 9.10. 3535 1 552 20,0 4 107 428-7,0 1 513 11,5 460 9.10. 3582 1 39-7,1 1 48 14,3 1 39,8-5,2 42 11.10. st 50 48-4,0 52 4,0 11.10. st 500 1 515 välitulos mg/l tulos mg/l ero % kerroin välitulos mg/l tulos mg/l ero % Titraustulos mg/l LIITE 3

Taulukko 1. Sisäänajo: Näytteiden tulokset LIITE 4 Pvm Näyte kerroin 14540 14895 14541 Titraustulos mg/l välitulos tulos välitulos tulos välitulos tulos ero % kerroin ero % kerroin ero % mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 3.10. 3563 2 316 632 31,7 480 3.10. 3566 2 398 796 4,7 760 3.10. 3568 1 42 7,7 39 3.10. 3581 1 748 6,9 700 3.10. 3582 1 46 9,5 42 9.10. 3439 1 28-17,6 1 36 5,9 34 9.10. 3503 4 132 528 3,5 1 534 4,7 510 9.10. 3504 1 37 5,7 1 48 37,1 35 9.10. 3582 1 39-7,1 1 48 14,3 42 24.10. 3825 2 166 332-10,3 370 24.10. 3826 1 37 12,1 33 24.10. 3831 4 157 628-3,4 650 24.10. 3831 5 127 635-2,3 650 24.10. 3833 1 38-11,6 43 24.10. 3849 2 182 364-9,0 400 24.10. 3851 1 29 3,6 28 24.10. 3890 4 88 352-7,4 380 24.10. 3891 1 39 2,6 38 24.10. 3935 4 175 700 14,8 610 24.10. 3937 1 44-21,4 56 26.10. 3890 4 87 348-8,4 380 2.11. 3890 4 90 360-5,3 4 92 368-3,2 4 104 416 9,5 380 2.11. 3937 1 42-25,0 1 56 0,0 56 2.11. 3948 4 124 496-9,8 4 121 484-12,0 4 594 8,0 550 2.11. 3949 1 20-25,9 1 16-40,7 1 30 11,1 27 2.11. 4006 4 65 260-29,7 4 75 300-18,9 1 444 20,0 370 2.11. 4008 1 20-33,3 1 21-30,0 1 36 20,0 30 3.11. 4006 4 67 272-26,5 4 70 280-24,3 4 102 408 10,3 370 6.11. 4008 24-20,0 1 21-30,0 1 42 40,0 30 15.11. 4219 4 153 612-4,4 4 152 608-5,0 640 15.11. 4219 4 151 604-5,6 4 158 632-1,3 640 15.11. 4221 1 32-28,9 1 38-15,6 45 15.11. 4221 1 30-33,3 1 40-11,1 45 15.11. 4234 4 33 132-17,5 4 36 144-10,0 160 15.11. 4235 1 9-43,8 1 18 12,5 16 16.11. 4234 4 31 124-22,5 4 33 132-17,5 4 40 160 0,0 160 16.11. 4234 1 133-16,9 1 192 20,0 160 27.11. 4314 1 85-10,5 1 94-1,1 1 108 13,7 95 27.11. 4316 1 20-13,0 1 17-26,1 1 32 39,1 23 27.11. 4390 4 31 124-17,3 4 31 124-17,3 1 166 10,7 150 27.11. 4391 1 15-28,6 1 24 14,3 1 30 42,9 21 1.12. 4411 4 124 496 98,4 2 132 264 5,6 1 268 7,2 250 1.12. 4413 1 30-11,8 1 38 11,8 1 42 23,5 34 1.12. 4426 4 54 216-6,1 2 108 216-6,1 1 268 16,5 230 1.12. 4428 1 24-17,2 1 25-13,8 1 42 44,8 29 4.12. 4474 4 25 100 0,0 2 59 118 18,0 1 130 30,0 100 7.12. 4532 4 78 312-13,3 4 72 288-20,0 1 358-0,6 360 7.12. 4534 1 31-27,9 1 25-41,9 1 32-25,6 43 7.12. 4547 2 106 212-15,2 2 109 218-12,8 1 256 2,4 250 7.12. 4548 1 23-28,1 1 16-50,0 1 24-25,0 32 14.12. 4636 5 43 215-20,4 1 261-3,3 1 294 8,9 270 14.12. 4638 1 43-12,2 1 46-6,1 1 44-10,2 49 15.12. 4653 4 59 236-18,6 4 72 288-0,7 1 376 29,7 290 15.12. 4655 1 19-32,1 1 17-39,3 1 18-35,7 28 15.12. 4680 4 14 56-8,2 4 12 48-21,3 61 15.12. 4680 1 47-23,0 1 50-18,0 61 19.12. 4636 2 130 260-3,7 270 19.12. 4638 1 50 2,0 49 19.12. 4653 2 138 276-4,8 290 19.12. 4655 1 36 28,6 28 19.12. 4680 1 75 23,0 61

Taulukko 1. Sisäänajo: Kontrollien tulokset LIITE 5 St 50 mg/l St 500 mg/l pvm 14540 ero % pvm 14895 ero % pvm 14541 ero % pvm 14541 ero % 6.10. 47-6,0 24.10. 46-8,0 28.9. 64 28,0 28.9. 508 1,6 9.10. 48-4,0 24.10. 45-10,0 29.9. 56 12,0 29.9. 496-0,8 11.10. 48-4,0 25.10. 45-10,0 3.10. 54 8,0 9.10. 498-0,4 2.11. 50 0,0 26.10. 49-2,0 9.10. 56 12,0 10.10. 502 0,4 3.11. 47-6,0 26.10. 29-42,0 10.10. 56 12,0 10.10. 502 0,4 3.11. 46-8,0 26.10. 45-10,0 10.10. 48-4,0 10.10. 516 3,2 3.11. 49-2,0 26.10. 45-10,0 10.10. 52 4,0 10.10. 508 1,6 6.11. 46-8,0 26.10. 42-16,0 10.10. 54 8,0 2.11. 514 2,8 6.11. 44-12,0 26.10. 44-12,0 11.10. 48-4,0 3.11. 518 3,6 6.11. 48-4,0 2.11. 50 0,0 3.11. 94 88,0 3.11. 510 2,0 6.11. 45-10,0 3.11. 22-56,0 3.11. 62 24,0 3.11. 510 2,0 7.11. 48-4,0 3.11. 50 0,0 3.11. 62 24,0 7.11. 508 1,6 7.11. 49-2,0 3.11. 47-6,0 6.11. 68 36,0 13.11. 516 3,2 7.11. 56 12,0 6.11. 43-14,0 6.11. 64 28,0 14.11. 509 1,8 9.11. 46-8,0 6.11. 41-18,0 6.11. 66 32,0 14.11. 517 3,4 9.11. 43-14,0 6.11. 50 0,0 7.11. 58 16,0 16.11. 506 1,2 9.11. 48-4,0 6.11. 46-8,0 7.11. 62 24,0 17.11. 504 0,8 9.11. 44-12,0 7.11. 49-2,0 13.11. 53 6,0 27.11. 506 1,2 16.11. 47-6,0 7.11. 44-12,0 13.11. 58 16,0 1.12. 514 2,8 16.11. 49-2,0 7.11. 45-10,0 14.11. 55 10,0 4.12. 496-0,8 17.11. 47-6,0 9.11. 63 26,0 14.11. 56 12,0 4.12. 492-1,6 27.11. 49-2,0 9.11. 57 14,0 14.11. 55 10,0 4.12. 498-0,4 27.11. 45-10,0 9.11. 52 4,0 15.11. 56 12,0 7.12. 496-0,8 1.12. 50 0,0 9.11. 53 6,0 16.11. 58 16,0 8.12. 496-0,8 4.12. 48-4,0 13.11. 45-10,0 16.11. 58 16,0 12.12. 498-0,4 4.12. 53 6,0 13.11. 45-10,0 27.11. 58 16,0 13.12. 492-1,6 4.12. 44-12,0 13.11. 48-4,0 1.12. 58 16,0 14.12. 498-0,4 4.12. 43-14,0 14.11. 47-6,0 4.12. 60 20,0 15.12. 492-1,6 4.12. 45-10,0 14.11. 57 14,0 4.12. 46-8,0 7.12. 43-14,0 14.11. 56 12,0 7.12. 46-8,0 8.12. 45-10,0 15.11. 55 10,0 8.12. 54 8,0 8.12. 45-10,0 16.11. 55 10,0 8.12. 50 0,0 8.12. 51 2,0 16.11. 49-2,0 12.12. 50 0,0 12.12. 46-8,0 17.11. 49-2,0 12.12. 46-8,0 12.12. 46-8,0 27.11. 51 2,0 13.12. 44-12,0 13.12. 52 4,0 27.11. 52 4,0 14.12. 42-16,0 14.12. 46-8,0 1.12. 46-8,0 15.12. 50 0,0 14.12. 44-12,0 4.12. 54 8,0 15.12. 42-16,0 4.12. 40-20,0 7.12. 43-14,0 8.12. 41-18,0 8.12. 40-20,0 12.12. 46-8,0 12.12. 40-20,0 13.12. 36-28,0 14.12. 53 6,0 14.12. 44-12,0 15.12. 55 10,0 19.12. 57 14,0 19.12. 56 12,0 19.12. 40-20,0

Vanha menetelmä: st 50 mg/l LIITE 6 / 1(2)

Vanha menetelmä: st 500 mg/l LIITE 6 / 2(2)

Uusi menetelmä: st 250 mg/l LIITE 7