Bestimmung des Stickstoffgehalts von Holz und Holzwerkstoffen mittels Oxidation und Chemilumineszenz-Detektion von Stickstoffmonoxid

Zusammenfassung

Die Stickoxidemissionen bei der Verbrennung von Holz und Holzwerkstoffen stammen hauptsächlich aus dem im Brennstoff gebundenen Stickstoff. Zur Beurteilung von Maßnahmen zur Stick-oxidminderung muß der Stickstoffgehalt deshalb bekannt sein.

Die Kjeldahl-Methode zur Stickstoffbestimmung erfaß nicht alle Bindungsarten und ist zudem sehr zeitaufwendig. Im vorliegenden Beitrag wird deshalb eine neue Methode zur raschen und zuverlässigen Bestimmung des Stickstoffgehalts vorgestellt. Das Meßverfahren beruht auf der Oxidation einer 20 mg-Prbe unter Stickstoffausschluß und der Detektion von Stickstoffmonoxid NO mittels Chemilumineszenz. Das Verfahren wird mit einer verdünnten Aminosäure kalibriert. Bis zu einem Stickstoffgehalt von 0.4 Gew.-%—was für naturbelassens Holz zutrifft—wird eine annähernd quantitative Umsetzung zu Stickstoffmonoxid erzielt, so daß eine zuverlässige Bestimmung möglich ist. Bei höherem Stickstoffgehalt wird vorgeschlagen, die Probe mit Glucose zu verdünnen.

Die Chemilumineszenz-Methode wird mit der Kjeldahl-Methode und der Elementaranlyse verglichen. Im weiteren werden Resultate zum Stickstoffgehalt ausgewählter Hölzer und Holzwerkstoffe präsentiert, und es wird aufgezeigt, daß die verschiedenen Holzarten eine charakteristische NO-Freisetzung aufweisen.

The emission of nitric oxides from wood combustion originate mainly from the fuel bound nitrogen. To compare the nitric oxide emissions from different wood firings it is therefore necessary to know the nitrogen content of the fuel. The well known Kjeldahl method is time-consuming and doesn’t detect all nitrogen compounds. A precise, sensitive method for the determination of the nitrogen content of wood and wood residues is presented in this paper. With the chemiluminescent method the sample is burnt in an·nitrogen free atmosphere. Organic bound nitrogen is converted to nitric oxide and detected in the chemiluminescent analyzer. The method is calibrated with glutamic acid. If the nitrogen concentration in the sample is less than 0.4 wt-% the response curve is linear. To analyze samples with a higher nitrogen content it is proposed to dilute the sample with glucose. Results of different species of wood are presented.