Pierwiastek biogenny, który najaktywniej bierze udział w procesach biohydrocenozy, to azot amonowy.
Sytuacja środowiskowa
W zbiornikach można zaobserwować zmianę zawartości tego pierwiastka: wiosną jest go mniej, ale latem, ze względu na sprzyjające warunki temperaturowe, jego stężenie znacznie wzrasta, ponieważ materia organiczna rozkłada się masowo.
A to drastycznie wpływa na stan sanitarny zbiorników wodnych, co powoduje konieczność wzmocnienia kontroli nad żywotnością ekosystemu. Maksymalne dopuszczalne stężenie w zbiornikach wodnych, w których łowi się ryby, to takie, w którym azot amonowy nie przekracza 0,39 miligramów na litr.
W wodzie
Nagromadzenie azotu białkowego podlega amonifikacji, a proces ten rozkłada białka do stanu amonowego. Ścieki są oczyszczane z tego źródła azotu, jeśli są one źródłem pożywienia dla komórek węgla. Intensywne stosowanie następuje w okresach ich wzrostu orazkiedy rozpoczyna się utlenianie, azot amonowy jest uwalniany w postaci amoniaku. Następnie jest utleniany do stanu azotynów, a następnie azotanów lub ponownie uczestniczy w nowej syntezie.
W celu usunięcia azotu amonowego ze zbiornika stosuje się klinoptylolit, po czym woda przywraca swoje właściwości. Chłodnie kominowe montowane są w okresie ciepłym, a zimą zastępowane są przez instalacje jonowymienne, dzięki którym ze ścieków usuwane są szkodliwe substancje. Analizy są prowadzone w sposób ciągły, pobierane są próbki na azot amonowy w wodzie, która jest oddestylowywana z pobranej próbki, a następnie określana jest jego ilość w powstałym destylacie.
Jak wyczyścić staw
W naturze występuje materiał jonowymienny zwany klinoptylolitem (klasa zeolitów). To z jego pomocą wskazane jest przywrócenie czystości wody. Azot amonowy nie rozpuszcza się całkowicie w wodzie, dlatego najpierw należy go uwolnić od wszelkich zawieszonych ciał stałych, a następnie dostarczyć wodę do filtrów klinoptylolitowych. Jest to dość drogie czyszczenie, ale jest najskuteczniejsze – sięga dziewięćdziesięciu siedmiu procent.
Regeneracja będzie wymagała dodania roztworu chlorku sodu - pięć lub dziesięć procent. Wsad należy następnie umyć wodą. Z roztworu zostanie uwolniony amoniak, który może zostać wchłonięty przez kwas siarkowy, tworząc siarczan amonu, który jest bardzo dobrym nawozem. Azot amonowy znajdujący się w ściekach, jak również związki organiczne zawierające azot, są usuwane za pomocą różnego rodzaju destylacji, ekstrakcji, adsorpcji.
Metody pozyskiwania nawozów
Ta metoda jest dobra, jeśli wymagane jest oznaczenie azotu amonowego. Inne jego formy, które występują w tych samych nawozach – amid, azotan – nie mogą być oznaczone tą metodą. Najpierw trzeba wydobyć azot amonowy, na przykład w ściekach jest go dużo. Ta metoda została omówiona powyżej. Następnie porcję przyszłego nawozu należy umieścić w kolbie i rozlać roztworem kwasu solnego (stężenie powinno być molowe - 0,05 mola na dm3). Kolbę należy wstrząsać specjalnym aparatem przez co najmniej pół godziny, po czym można ją podawać przez maksymalnie piętnaście godzin.
Następnie ponownie wstrząśnij roztworem i przefiltruj przez suchy, harmonijkowy filtr. Zawartość filtra przepłukać co najmniej trzykrotnie tym samym roztworem kwasu solnego, następnie objętość filtratu należy ponownie doprowadzić do pierwotnej objętości roztworem kwasu. W ten sposób po pierwsze dokonano oznaczenia azotu amonowego w wodzie, a po drugie oznaczono jego ilość w otrzymanym nawozie. Ta ostatnia waha się od czterdziestu do stu pięćdziesięciu miligramów na litr, a kaprolaktam w tym samym roztworze zawiera od ośmiu do osiemdziesięciu miligramów na litr. Jeżeli zawartość azotu amonowego jest mniejsza niż dwadzieścia miligramów, test zakończy się niepowodzeniem i ta metoda nie ma zastosowania.
Źródła zanieczyszczeń
Najbardziej charakterystycznymi cechami ścieków przemysłowych są niestabilny skład chemiczny, niezbędny okres adaptacji do rozwoju mikroflory, nadmiar związków organicznego i mineralnego pochodzenia azotu. ZanimWykonując oczyszczanie biologiczne w oczyszczalniach, ścieki są mieszane ze ściekami domowymi i bytowymi, a tym samym uśredniane. Azot amonowy (wzór NH4+) jest podstawowym składnikiem ścieków.
Źródłem zanieczyszczeń mogą być ścieki z różnych gałęzi przemysłu - od spożywczego i medycznego po metalurgiczny, koksowniczy, mikrobiologiczny, chemiczny i petrochemiczny. Może to również obejmować wszelkie ścieki domowe, obornikowe, rolnicze - z pól. W rezultacie białka i mocznik ulegają rozkładowi, a azotyny i azotany są przywracane w warunkach beztlenowych.
Wpływ na ciało
Takie związki mają niezwykle negatywny wpływ na organizm człowieka. Amoniak denaturuje białka, reagując z nimi. Następnie komórki i odpowiednio tkanki organizmu przestają oddychać, obserwuje się uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego, wątroby, narządów oddechowych i zakłócenie pracy naczyń krwionośnych. Przy regularnym stosowaniu wody o dużej zawartości amonu pogarsza się równowaga kwasowo-zasadowa, zaczyna się kwasica.
osiągnąć poziomy toksyczne. Szczególnie dotyczy to dzieci. Rozwija się methemoglobinemia, reżim tlenowy w organizmieulega szybkiemu zniszczeniu, najpierw zaczyna cierpieć przewód pokarmowy.
Ograniczenia dawek
Poszczególne przypadki methemoglobinemii zaczynają się, gdy zawartość azotanów w wodzie dochodzi do 50 miligramów na litr, a gdy ich stężenie osiąga dziewięćdziesiąt pięć miligramów na litr, choroba staje się powszechna. W USA, Francji, Holandii, Niemczech przeprowadzono szczegółowe badania, które wykazały, że ponad pięćdziesiąt miligramów azotanów na litr można znaleźć w pięćdziesięciu procentach przypadków. Wody gruntowe i studzienne niosą ze sobą stężenie azotanów dziesięciokrotnie wyższe niż limit – do półtora tysiąca miligramów na litr, podczas gdy Światowa Organizacja Zdrowia ustaliła limit na czterdzieści pięć miligramów. I to jest woda, którą piją ludzie!
Ścieki są oczyszczane na wiele sposobów – zarówno filtracja biologiczna, utlenianie ozonu, podchloryny metali ziem alkalicznych, jak i napowietrzanie i sorpcja, w których wykorzystuje się zeolity w postaci sodu i żywice jonowymienne, a także są oczyszczane silnymi zasadami, flotacji i przywrócenia amonu metalicznym magnezem i dodać roztwory chlorku magnezu z fosforanem trisodowym. Jednak technologie czyszczenia są zawsze daleko w tyle za technologiami zanieczyszczającymi.
Odżywki
Gaz (NH3) amoniak rozpuszcza się w wodach naturalnych, gdy następuje biochemiczny rozkład związków organicznych, w tym azotu amonowego. Następnie tworzą się i gromadzą inne związki - jon amonowy i azot amonowy. Rozpuszczony amoniak dostaje się do zbiorników wodnych z spływem podziemnym lub powierzchniowym, ze ściekami, z opadami atmosferycznymi. Jeśli stężenie jonów amonowych (NH4+) przekroczy wartość tła, będzie to oznaczać pojawienie się nowego i bliskiego źródła zanieczyszczenia. Mogą to być gospodarstwa hodowlane lub akumulacje obornika, porzucone nawozy azotowe, laguny przemysłowe lub komunalne zakłady przetwarzania.
Zawarte w ściekach związki azotu, węgla i fosforu dostające się do zbiorników wodnych powodują znaczne szkody w środowisku w prawie wszystkich regionach Rosji. Oczyszczanie ścieków staje się z dnia na dzień coraz bardziej istotne, ponieważ stężenie szkodliwych substancji, w tym związków azotu, często po prostu się zmienia. Dotyczy to nie tylko wody pitnej. Prawie wszystkie warzywa i owoce szybko gromadzą azotany, znajdują się one w trawie i zbożu zjadanym przez zwierzęta gospodarskie.
Zawartość NH3 i NH4 w zbiornikach wodnych
Zbiorniki zawsze zawierają azot w kilku formach przejściowych: sole amonowe i amoniak, azot albuminoidowy (organiczny), azotyny (sole kwasu azotowego) i azotany (sole kwasu azotowego). Wszystko to powstaje wraz z procesem mineralizacji azotu, ale w większym stopniu pochodzi ze ścieków. Teraz trzeba wyczyścić zbiorniki. Związki azotu trafiają do oczyszczalni w postaci azotu azotanowego, azotynowego, amonowego oraz azotu związanego związkami organicznymi. Ścieki z planu gospodarstwa domowego mająprzy niewielkim stężeniu takich substancji przemysł wysyła większość z nich do akwenów.
W procesie oczyszczania stosunek stężeń masowych wszystkich form związków azotu stale się zmienia. Skład ścieków zmienia się już podczas transportu, ponieważ zawarty w ściekach bytowych i bytowych mocznik, wchodząc w interakcje z bakteriami, rozkłada się i tworzy jon amonowy. Im dłuższa sieć kanalizacyjna, tym dalej ten proces zajdzie. Czasami zawartość jonów amonowych na wejściu do zabiegu dochodzi do pięćdziesięciu miligramów na decymetr sześcienny, czyli bardzo, bardzo dużo.
Azot organiczny
Jest to azot, który znajduje się w substancjach organicznych - białkach i białkach, polipeptydach (związki o dużej masie cząsteczkowej), aminokwasy, karbamidy (związki o niskiej masie cząsteczkowej), aminy, amidy. Cała materia organiczna, w tym zawierająca azot, trafia do ścieków, po czym związki azotu poddaje się amonizacji. W ściekach jest dużo azotu organicznego, czasami nawet do siedemdziesięciu procent wszystkich związków azotu. Ale w wyniku amoniaku nie więcej niż piętnaście procent azotu organicznego trafia do oczyszczalni ścieków na ścieżce kanalizacyjnej.
Następnie ma miejsce sztuczne oczyszczanie biologiczne. Pierwszym etapem jest nitryfikacja, czyli konwersja związków azotowych za pomocą pewnych rodzajów mikroorganizmów, które utleniają azot amonowy do jonu azotanowego i jonu azotynowego. Nie można się obawiać bakterii nitryfikacyjnych – są bardzo podatne na warunki zewnętrzne i łatwo się przemieszczają. Ale azotany, jeśli dostaną się do zbiornika,prowadzą do jego śmierci, ponieważ są doskonałą pożywką dla różnych mikroflory. Dlatego azotany muszą zostać usunięte z ekosystemu.
Azotyny i azotany
Jeśli ścieki przenikną przez glebę, azot amonowy pod wpływem niektórych bakterii zamienia się najpierw w azotyny, a następnie w azotany. Przewaga i zawartość różnych form zależy od warunków, jakie rozwijają się w czasie wnikania związków z obecnością azotu do gleby, a następnie do zbiornika.
Podczas powodzi koncentracja jego form organicznych znacznie wzrasta, ponieważ pozostałości organiczne są wypłukiwane z powierzchni gleby, a latem zmniejszają się równie znacząco, ponieważ służą jako „pokarm” dla różnych organizmów wodnych. Azotyny to pośrednia forma utleniania azotu amonowego z tendencją do przekształcania się w azotan. W wodach naturalnych azotany zwykle nie są tak wysokie, chyba że nastąpiło wypłukanie nawozów z pól.
