Нитраты в сточных водах что это
Что такое нитраты в воде
Во многих частях России проблема обеспечения безопасной для употребления питьевой водой стоит весьма остро. В регионов ситуация имеет кризисный характер. Качественные изменения состава воды, связанные с деятельностью человека, часто носят необратимый характер. Чтобы не столкнуться с последствиями употребления воды, не соответствующей санитарно-гигиеническим требованиям, нужно знать, что течет из вашего крана, и реагировать на это. Если ваша вода содержит нитраты, пора задуматься о системах очистки воды.
Содержание в воде нитратов
Главной причиной, что вода из скважины с нитратами является сельское хозяйство. Нитраты принимают участие в круговороте азота, реагируют с органическими соединениями. В качестве удобрения для растений азотистые соединения способствуют росту их вегетативной части.
Вода с содержанием нитратов обусловлена попаданием аммиачной селитрой. Аммиачную селитру получают в результате реакции концентрированной азотной кислоты и безводного аммиака. Эта соль используется в сельском хозяйстве (в качестве удобрения) и в пиротехнике. Разложение нитрата аммония происходит по-разному в зависимости от условий:
Из-за чего в воде нитраты. Источники нитратов в питьевой воде
Концентрация нитратов в воде может быть превышена в несколько раз. И этому есть объяснение. Существует несколько причин, из-за которых большое количество нитратов в воде из скважины.
Бесконтрольный сброс стоков промышленными предприятиями приводит к увеличению концентрации нитратов в природной воде. Производство и потребление азотнокислых соединений имеет широкие масштабы.
Норма нитратов в воде
Как определить нитраты в воде
Существует несколько методов определения количества нитратов в воде. Выбор зависит от предполагаемой концентрации азотнокислых соединений и цели исследования. Для исследования питьевой воды широко применяются фотометрические методы определения нитратов в воде с применением реактива Грисса или салицилата натрия. Оба способа требуют применения концентрированной серной кислоты и специализированного оптического оборудования. Измерения нитратов в воде проводятся в лабораторных условиях и дают высокоточные результаты.
Как проверить воду в домашних условиях на нитраты
Проверить воду на нитраты индикаторными полосками не лучший вариант, не дают достоверных результатов. Существенные погрешности возникают из-за наличия в воде других солей. Бытовые нитрат-тестеры для проверки овощей также не подходят для воды. У некоторых моделей есть функция оценки жесткости или общего солесодержания. Мы знаем, как проверить воду на нитраты и сделаем это за вас!
Влияние нитратов в воде на организм человека. Чем опасны нитраты в воде
Но что делать, если вы обнаружили нитраты в воде из скважины. Превышение ПДК нитратов не означает, что вода непригодна к использованию. Существуют способы снижения концентрации азотнокислых соединений до безопасных значений. Он их мы подробно расскажем в статье «Как очистить воду от нитратов».
Нитриты и нитраты в сточной и питьевой воде: нормы, определение, классы опасности
Нитраты и нитриты – это производные азотных соединений, содержащиеся в воде, овощах, продуктах питания. При небольшом количестве не представляют опасности, однако, при превышении нормы могут стать причиной неприятностей со здоровьем.
Азот, его ионы и соединения
Азот составляет около 78% окружающего нас воздуха. Азот – самый распространенный химический элемент на Земле. Соединения азота – это различные оксиды азота (бурый газ, веселящий газ и др.), нитриды (например, аммиак), азотная, азотноватистая и азотистая кислоты, производные азотной кислоты – нитраты. Азот в соединениях образует вещества как органической, так и неорганической химии.
Поскольку свободный азот (N2) в естественных условиях почти не вступает в реакции, почти все получаемые соединения азота производят в лабораторных и промышленных условиях.
А вот ионы азота активно вступают в химические реакции. Многие соединения азота образовываются естественным путем, например, в результате разложения белковых веществ – бытового мусора, фекалий животных.
Нитраты и нитриты – что за показатель?
Нитраты – это соли азотной, а нитриты – азотистой кислоты. Нитраты известны больше под названием «селитра». Это довольно распространенное удобрение в сельском хозяйстве. Нитриты используются во многих областях промышленности – как дешевое и доступное средство, замедляющее коррозию.
Нитраты и нитриты попадают в воду, употребляемую человеком. Нитраты – путем слива сточных вод в водоемы через почву и подземные источники, нитриты – благодаря промышленным предприятиям.
Присутствия этих соединений в воде выше нормы свидетельствует о загрязненности.
Нормы содержания, классы опасности и ПДК
Норма содержания нитратов в воде – 45 мг на 1 литр питьевой воды. Для нитритов этот показатель ниже – при наличии нитритов свыше 3 мг в литре вода считается непригодной для питья.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) – это показатель, рассчитанный санитарными службами применительно к самым различным веществам и средам. Так, существуют ПДК, рассчитанные для рабочей среды – для воздуха, для воды. В разных странах эти показатели могут различаться. Указанные нормы содержания нитратов и нитритов актуальны в РФ.
ПДК связан с понятием «класс опасности вещества».
Всего существует 4 класса опасности.
Нитраты относят к III-й группе, а нитриты ко II-й.
Питьевая вода из колодца, скважины
Вода из колодцев считается менее чистой, чем вода из артезианских скважин. Например, пробы воды из подмосковных колодцев, выбранных случайным образом, показали содержание нитратов в два раза выше нормы. В некоторых местах этот показатель был ещё выше. Этот факт объясним хозяйственной деятельностью дачников и сельхозпредприятий.
В скважинах тоже может наблюдаться повышенное содержание нитратов/нитритов. Этому могут способствовать ряд возможных причин: близость к скважине различных захоронений (скотомогильников, мусорных свалок), злоупотребление сельскохозяйственными удобрениями, близкое соседство с частными домами и хозяйствами.
Сточные воды
В типологии вод стоки соотносят с деятельностью человека. Сточные воды подразделяют на:
Поверхностные сточные воды образуются из осадков. Хозяйственные сточные воды образуются в результате бытовой деятельности человека. В них преобладают отходы жизнедеятельности. Промышленные сточные воды – самые токсичные и опасные. Как правило, они всегда содержат вещества 1 и 2 класса опасности.
Меньше всего нитратов и нитритов в поверхностных сточных водах. Все сточные воды очищаются предприятиями водоочистки.
К чему приводит превышение уровня нитритов
Нитриты предполагают большую, чем у нитратов, угрозу для человека и природы. Чем опасно превышение ПДК нитритов в воде?
Повышенное содержание – опасность для природы
Повышенное содержание нитритов оказывает вредное влияние на окружающую среду. Превышение нормы отравляет растения, которыми питаются животные.
Человек, получая растительную и животную пищу с большим количеством нитратов, рискует отравиться.
Влияние на организм человека
Основная опасность загрязненной нитритами воды угрожает детям. Дело в том, что вещество, нейтрализующее метгемоглобин (метгемоглобинредуктаза), начинает продуцироваться организмом с трехмесячного возраста. Поэтому для изготовления детских смесей и питания разработаны специальные нормативы, препятствующие использованию продуктов питания, в которых обнаружены нитраты в опасной для ребенка концентрации.
Беременным женщинам также нужно быть уверенными в качестве потребляемой воды, фруктов, мясных и рыбных продуктов, для исключения возможного пагубного влияния на плод.
Как понять, что наступает отравление нитритами? В период активной репликации метгемоглобина и превышения 15%-ного уровня, могут проявляться такие симптомы:
При своевременном обращении к врачу, больного можно спасти.
Методы определения в реках и водоёмах
Чтобы измерить уровень нитратов и нитритов в реках и водоемах, санитарные службы используют несколько методов, совмещая их друг с другом для большей информативности. К ним относятся: колориметрия, фотометрия и прочее.
Колориметрия
Колориметрический метод связан с изменением цвета того или иного реагента в процессе взаимодействия с водой. Используют такие реагенты – салициловокислый натрий, фенолдисульфокислоту. Во время опыта лаборант создает калибровочный график с обозначением значений, полученных в ходе реакции окрашивания. Затем полученные значения подставляют в формулу, из расчета которой получают количество искомого вещества.
Фотометрия
Для этого метода необходим реактив Несслера, фотоколориметр и определенное количество дополнительных реагентов. При наличии нитратов или нитритов, взаимодействие с реактивом Несслера придаст раствору желтоватый, ржаво-коричневый цвет. Дальнейшее исследование проводится при помощи фотоколориметра. Смотрят на преломление света при регулируемой длине волны, определяют количество нитратов.
Автоматические анализаторы
Анализаторы проб воды – современные технологические устройства, применяемые в промышленности и лабораторных исследованиях. Приборы недешевые, хотя свою стоимость окупают полной автоматизацией процесса исследования, сокращают затрачиваемые силы лаборантов, а также помогают сэкономить на реагентах.
На сегодняшнем рынке автоматических анализаторов почти любое предприятие, занимающееся исследованиями воды, может подобрать анализатор, отвечающий всем требованиям по: производительности, цене, стоимости обслуживания, габаритам.
Как правило, большая часть лабораторий при водоканалах оборудованы современными автоматическими анализаторами. Многие из них ориентированы не только на нитрат и нитрит-ионы, но также могут показывать дополнительные параметры качества воды.
Водоподготовка и очистка сточных вод
После проведения исследований проб воды на предмет наличия нитратов или нитритов, следующая стадия – водоподготовка и очистка сточных вод для дальнейшей переработки воды.
Методы очистки вод сейчас самые разнообразные. Постоянно ведутся исследования химиками-технологами и экологами на предмет разработки новых способов очистки стоков. На сегодняшний момент существуют: биологические, биохимические, физико-химические методы очистки сточных вод.
Биохимические и биологические методы
Это методы с применением специальных микроорганизмов, например, водорослей. Нитраты и нитриты – пища для этих организмов. Вода, проходя биофильтр, очищается от вредных веществ. Таким образом, снижается концентрация азотистых соединений в воде.
Физико-химические
Физико-химические методы настолько разнообразны, что про них можно написать отдельную статью, сопоставимую с этой. Принцип действия также различен, в зависимости от способа. Вот лишь некоторые из них:
Что делать с нитратами и нитритами в быту?
Вряд ли каждый человек имеет дома анализатор нитратов и нитритов и может самостоятельно установить уровень содержания этих веществ. Эти вещества могут попасть в организм человека через воду и пищу. Поэтому, чтобы максимально обезопасить себя от получения загрязненной воды, следует придерживаться простых правил:
При наличии симптомов отравления необходимо обратиться за медицинской помощью. Не стоит заниматься самолечением, особенно, при неясном источнике отравления.
Статьи
Как очистить воду от нитратов. Обзор методов.
Где чаще всего встречаются нитраты в воде?
Нитраты являются одним из самых распространенных загрязняющих веществ, с которыми сталкиваются владельцы частных домов. Вода, загрязненная нитратами, чаще всего встречается на землях сельскохозяйственного назначения, либо на землях, которые утратили этот статус и были переведены в другую категорию земель (ИЖС, ЛПХ, земли комплексной застройки). Владельцы таких домовладений, устраивая скважину или колодец, обязательно столкнутся с присутствием в воде нитратов.
Нитраты, не имея выраженного вкуса и запаха, все же представляют серьезную угрозу здоровью человека и домашнего скота.
Что такое нитраты и как они попадают в воду?
Нитраты содержатся в атмосфере Земли, в почве и в воде. Они легко поддаются биологическому разложению и хорошо растворимы в воде. Нитраты образуются в результате разложения растений, отходов животноводства и в качестве побочного продукта сельского хозяйства. Дождевая вода, наводнения и эрозия почвы могут привести к тому, что нитраты попадут в подземные воды.
Азот является одним из наиболее важных питательных веществ для успешного роста растений и сельскохозяйственных культур. Азот является одним из строительных блоков молекулы хлорофилла, который позволяет растениям извлекать себе питательные вещества в процессе фотосинтеза.
В удобрениях для газонов, цветов и сельскохозяйственных культур используются нитраты, чтобы обеспечить растения этой естественной энергией и помочь им процветать и оставаться здоровыми. Когда эти удобрения переносятся дождями в ручьи и озера, уровень нитратов в грунтовых водах возрастает.
Азот в изобилии присутствует в нашей окружающей среде и имеет решающее значение для здоровья и роста всех живых существ. Однако чрезмерное потребление азотистых соединений может привести к осложнениям со здоровьем и болезням.
Нитраты поступают в водоснабжение через сельскохозяйственные стоки, промышленные отходы, использование удобрений и гербицидов, а также из протекающих септиков и лопнувших канализационных систем. Естественные бактерии, обнаруженные в почве, также могут метаболизировать азот в нитратные отложения в земле. Дождевая вода может переносить навоз с сельскохозяйственных угодий в ручьи и озера. Отходы животноводства — еще один распространенный способ введения нитратов в водные ресурсы. Орошение сельскохозяйственных культур может встраивать нитраты глубоко в почву, и по мере того, как осадки просачиваются вниз через землю, нитраты могут проникать в водоносные горизонты.
Те, кто живет в непосредственной близости от промышленных предприятий, также могут обнаружить, что их колодцы и скважины загрязнены нитратами. Нитраты обычно используются в качестве окислителей в производстве керамики, для удаления пузырьков воздуха из стекла и в качестве агента для отверждения металлов. Нитраты также используются в производстве боеприпасов и взрывчатых веществ. Высокие уровни нитратов также наблюдаются вокруг полей для гольфа, вблизи мест сброса сточных вод и свалок.
Какое количество нитратов безопасно для питьевой воды?
ПДК нитратов в питьевой воде составляют 45 мг/л (или 10 мг/л по азоту) и регламентируется СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования»
Как проверить содержание нитратов в воде?
Лучший способ проверить наличие нитратов в вашей воде-это сдать её для тестирования в сертифицированную лабораторию. Такой комплексный тест воды оценивает уровень различных загрязняющих веществ в воде и предоставляет вам тщательную, детальную оценку качества воды в вашей скважине.
Если у вас есть собственный колодец или скважина, крайне важно регулярно следить за качеством воды. Нитраты безвкусны, бесцветны и не имеют запаха, поэтому единственный способ определить их присутствие-это тестирование.
Если вы уже сделали полный тест воды и установили систему фильтрации воды для снижения уровня нитратов, вы можете периодически проверять его с помощью тест-полосок. Эти тест-полоски используют цветовой градиент, чтобы дать вам общее представление об уровне нитратов и нитритов в вашей воде, а также позволяют контролировать воду и оценивать эффективность вашей системы фильтрации.
Вредны ли нитраты в воде?
Питьевая вода с высоким содержанием нитратов связана с риском для здоровья, особенно для младенцев. Повышенный уровень нитратов снижает способность эритроцитов транспортировать кислород по всему организму. Последствия недостатка кислорода является наиболее серьезными для маленьких детей, которые могут развить состояние, называемое метгемоглобинемией. Эритроциты содержат соединение на основе железа, называемое гемоглобином, которое отвечает за перенос кислорода. Когда младенцы потребляют нитраты, они превращаются в нитриты в кровотоке ребенка. При наличии нитрита этот гемоглобин превращается в метгемоглобин, который не способен транспортировать кислород.
Метгемоглобинемия, также известная как цианоз или “синдром голубого ребенка”, является наиболее распространенным заболеванием, связанным с нитратами. Ребенок с таким синдромом, имеет голубоватые или коричневатые цвета вокруг губ, носа и ногтевого ложа. Он также может иметь симптомы, такие как тошнота, рвота и диарея. Если вы считаете, что ваш ребенок страдает цианозом, вам следует немедленно обратиться за профессиональной медицинской помощью.
Нитраты также могут усугублять заболевания у взрослых, с низким содержанием желудочной кислоты или с наследственным отсутствием специфического фермента (метгемоглобинредуктазы). Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) установила, что нитраты, вероятно, являются канцерогенными для человека, хотя маловероятно, что одной питьевой воды с нитратами будет достаточно, чтобы вызвать рак.
Как удалить нитраты из воды?
Нитраты могут быть удалены из воды обратным осмосом, дистилляцией или с помощью ионообменной смолы. Нитраты-это сложные загрязнители, которые трудно удалить из воды. Нитраты не удаляются осадочными фильтрами, угольными фильтрами или мембраной ультрафильтрации. Если вы хотите удалить нитраты для всего вашего дома, установка колонны с анионной смолой в точке входа воды, является наиболее распространенным и эффективным решением. Если вы хотите устранить нитраты только из питьевой воды, рекомендуется установить систему обратного осмоса под раковиной. Вы также можете использовать дистиллятор воды для удаления нитратов из небольших объемов воды.
Обратный осмос удаляет загрязнения, нагнетая воду под давлением через полупроницаемую мембрану, покрытую микроскопическими порами. Эти поры действуют как сито, отделяя чистый водород и кислород от загрязнений. Осмотическая мембрана имеет такую тонкую микронную сетку, что она может избавить воду от нитратов. Чистая, очищенная вода проходит через мембрану и собирается в резервуаре для хранения. Оставшиеся загрязняющие вещества отбрасываются и смываются в дренаж в рассольном растворе. Обратный осмос является одним из самых мощных методов фильтрации воды и способен удалять более чем 98% загрязняющих веществ, переносимых водой.
Однако, следует иметь в виду, что чем выше содержание нитратов в воде, тем больше может быть остаточная концентрация их после очистки обратным осмосом. Например, если у вас есть чрезвычайно проблемная вода, с 10-ти кратным превышением ПДК по нитратам, ваша очищенная вода, скорее всего, будет иметь значения по верхним границам ПДК.
Чем выше входящая концентрация нитратов, тем менее эффективным будет обратный осмос, чтобы сделать воду безопасной для потребления. Вот почему проведение детального тестирования воды так важно для выбора системы фильтрации воды.
Ионный обмен. Одним из наиболее эффективных способов устранения нитратов является пропускание воды через ионообменную загрузку. Ионный обмен чаще всего встречается в традиционных умягчителях воды, этот же метод может быть использован для устранения загрязнений, отличных от солей жесткости воды. Умягчители воды используют раствор рассола для регенерации ионообменных смол ионами натрия. Когда жесткая вода течет через слой смолы, ионы кальция и магния обмениваются на ионы натрия, и вода выходит из колонны уже умягченной.
Удаление нитратов ионным обменом, работает по тому же принципу. Вместо натрия в этих системах фильтрации воды используются хлорид-ионы. Когда загрязненная нитратами вода, проходит через резервуар или картридж, анионные смолы собирают нитрат-ионы и вытесняют безвредные хлорид-ионы в воду вместо них. Это явление известно как анионный обмен, потому что хлорид и нитрат несут отрицательный заряд (что делает их анионами, а не положительно заряженными катионами).
Эти ионообменные нитратные фильтры имеют номинальный срок службы. Они будут способны обрабатывать только определенный объем воды до того, как все хлорид-ионы будут исчерпаны и загрузку потребуется либо регенерировать, либо заменить. Чем выше концентрация нитратов в вашей воде, тем быстрее фильтрующая среда будет истощаться. Нитрат-селективные ионообменные системы могут быть установлены в виде регенеративных резервуаров, заполненных смолой в точке входа в дом, аналогично умягчителю воды. Они также выпускаются в виде картриджей, которые могут обрабатывать всю воду в доме или выборочно обрабатывать воду, используемую для питья.
Однако, чтобы процесс ионного обмена эффективно удалял нитраты из воды, ваша вода не должна иметь повышенного уровня сульфатов. Ионообменная смола будет притягивать как нитраты, так и сульфаты, при этом она будет предпочтительно выбирать сульфаты. Если в вашей воде присутствует больше сульфатов, чем нитратов, среда перестанет быть эффективной для уменьшения уровня нитратов. Это еще одна причина, по которой доскональное понимание состава вашей воды имеет огромное значение.
Также очень важно продумать размещение сливной линии вашего ионообменного фильтра. Если вы используете систему обратной промывки колонны, то периодически потребуется промывать систему хлоридом натрия для регенерации смолы и промывки рассольного раствора. Этот раствор будет насыщен нитратами, поэтому убедитесь, что он стекает в место, удаленное от вашего источника водоснабжения.
Дистилляторы. Третий способ удаления нитратов из воды — это процесс дистилляции воды. Дистилляторы воды устраняют практически все загрязнения, переносимые водой, имитируя естественный процесс фильтрации — гидрологический цикл. В гидрологическом цикле, вода испаряется с поверхностных вод, (океаны, моря, озера, реки и водохранилища). Во время процесса испарения, любые примеси в воде рассеиваются, поскольку молекула превращается из жидкой формы в пар. Затем пар конденсируется в верхних слоях атмосферы, выпадает осадками в виде дождя и снега. Такая вода полностью лишена всяких загрязнений.
Дистилляторы воды имитируют этот такой процесс. Вода помещается в камеру с нагревательным элементом, который кипятит воду до тех пор, пока она полностью не превратится в пар. Затем этот пар поступает в охлаждающий змеевик. Здесь вода охлаждается до тех пор, пока не вернется в жидкое состояние. Воду собирают в емкость из стекла или пластика. Когда вода переходит из жидкого состояния в газообразное, все загрязнения воды остаются в камере кипения. Загрязняющие вещества, которые могут превращаться в газ, удаляются угольным постфильтром дистиллятора. Никакие нитраты не выдерживают процесса дистилляции.
Как бы ни был эффективен процесс дистилляции воды, это один из самых медленных и дорогостоящих методов очистки воды. Вода дистиллируется буквально капля за каплей. Большинство бытовых дистилляторов воды перегоняют один литр воды в течение 1- 1,5 часов. Если у вас есть опасные уровни нитратов, присутствующих в вашей воде, это будет очень долгое ожидание приготовления порции питьевой воды. Кроме того, дистилляторы потребляют довольно много энергии для очистки воды. В процессе своей работы, дистиллятор расходует энергию на кипячение и охлаждение змеевиков.
Можно ли удалить нитраты из воды кипячением?
Это распространенное заблуждение. Кипячением удалить нитраты невозможно. Кипячение только увеличит концентрацию нитратов в вашей воде. Когда вода закипит, часть её испарится. Поскольку часть воды переходит из жидкого состояния в газообразное, вы останетесь с более концентрированным уровнем нитратов в воде.