Messa a punto di metodi per la determinazione di nutrienti, azoto e fosforo totale in campioni di acqua di mare mediante strumentazione a flusso segmentato

Abstract

I macronutrienti disciolti in acqua di mare (NO3 -, NO2 -, NH4 +, PO4 3- ricoprono un ruolo fondamentale nel comparto acquatico; venendo assimilati dagli organismi autotrofi vegetali, ne regolano sia lo sviluppo sia la produzione di sostanza organica alla base della catena trofica marina. A questi si aggiunge Si(OH)4, utilizzato solamente da alcune alghe cellulari, quali le diatomee, per la costruzione del proprio scheletro esterno. Le loro concentrazioni sono molto variabili e dipendono, principalmente, dall’oceano (o mare) considerato. La loro determinazione, insieme a quella di azoto organico disciolto (DON) e fosforo organico disciolto (DOP), è resa possibile utilizzando come strumentazione l’Autoanalyzer Technicon II, il quale permette l’analisi automatizzata e in contemporanea di più analiti. Questo lavoro di tesi si sviluppa su quattro obiettivi: l’ottimizzazione generale delle condizioni operative strumentali, l’ottimizzazione di alcuni parametri e cifre di merito del metodo per l’analisi di macronutrienti disciolti nel Mare di Ross (Antartide) e nel Mar Tirreno, la messa a punto della procedura per la determinazione di DON e DOP e infine l’analisi di campioni di acque marine sia antartiche che tirreniche. Le attività svolte hanno permesso il raggiungimento degli obiettivi prefissati. I metodi messi a punto si sono mostrati adeguati e la relativa applicazione a campioni prelevati nel Mare di Ross e nel Mare Tirreno ha consentito di apprezzare le differenze di concentrazione dei nutrienti nelle due aree e di osservare la variabilità della frazione di DON e DOP rispetto a quella dei corrispondenti nutrienti anche in stazioni prelevate su piccola scala spaziale.

The macronutrients dissolved in sea water (NO3 -, NO2 -, NH4 +, PO4 3-) play a fundamental role in the aquatic compartment; being assimilated by autotrophic plant organisms, they regulate both their development and the production of organic matter at the base of the marine trophic chain. To these is added Si(OH)4, used only by some cellular algae, such as diatoms, for the construction of their external skeleton. Their concentrations are highly variable and depend mainly on the ocean (or sea) considered. Their determination, together with that of dissolved organic nitrogen (DON) and dissolved organic phosphorus (DOP), is made possible using the Autoanalyzer Technicon II as instrumentation, which allows the automated and simultaneous analysis of multiple analytes. This thesis work develops on four objectives: the general optimization of the instrumental operating conditions, the optimization of some parameters and figures of merit of the method for the analysis of dissolved macronutrients in the Ross Sea (Antarctica) and in the Tyrrhenian Sea, the setting up of the procedure for the determination of DON and DOP and finally the analysis of both Antarctic and Tyrrhenian marine water samples. The activities carried out allowed the achievement of the set objectives. The methods developed proved to be adequate and the relative application to samples taken in the Ross Sea and in the Tyrrhenian Sea made it possible to appreciate the differences in the concentration of nutrients in the two areas and to observe the variability of the fraction of DON and DOP with respect to that of the corresponding nutrients even in stations taken on a small spatial scale.