Biogeni element koji je najaktivnije uključen u procese biohidocenoze je amonijum azot.
Ekološka situacija
U rezervoarima se može uočiti promena sadržaja ovog elementa: u proleće se smanjuje, ali ljeti, zbog povoljnih temperaturnih uslova, njegova koncentracija značajno raste, jer se organska materija masovno raspada.
A to drastično utiče na sanitarno stanje vodnih tijela, zbog čega je potrebno pojačati kontrolu nad održivošću ekosistema. Maksimalno dozvoljena koncentracija u vodnim tijelima u kojima se lovi riba je ona u kojoj amonijum azot ne prelazi 0,39 miligrama po litru.
U vodi
Akumulacija proteinskog azota je podložna amonifikaciji, a ovaj proces razlaže proteine u amonijumsko stanje. Otpadna voda se tretira ovim izvorom dušika ako ima izvor ugljične ishrane za ćelije. Intenzivna upotreba se javlja tokom perioda njihove faze rasta, ikada oksidacija počne, amonijev dušik se oslobađa kao amonijak. Zatim se oksidira u stanje nitrita pa nitrata, ili ponovo učestvuje u novoj sintezi.
Da bi se uklonio amonijum azot iz rezervoara koristi se klinoptilolit, a zatim voda vraća svoje kvalitete. Rashladni tornjevi se postavljaju u toploj sezoni, a zimi ih zamjenjuju postrojenja za ionsku izmjenu, zahvaljujući kojima se štetne tvari uklanjaju iz otpadnih voda. Konstantno se vrše analize, uzimaju se uzorci na amonijum azot u vodi, koji se destiluje iz uzetog uzorka, a zatim se utvrđuje njegova količina u dobijenom destilatu.
Kako očistiti ribnjak
U prirodi postoji materijal za izmjenu jona koji se zove klinoptilolit (klasa zeolita). Uz njegovu pomoć preporučljivo je vratiti čistoću vode. Amonijum dušik se ne otapa u potpunosti u vodi, tako da ga prvo trebate osloboditi od svih suspendiranih čvrstih tvari, a zatim vodu opskrbiti klinoptilolitnim filterima. Ovo je prilično skupo čišćenje, ali je najefikasnije - dostiže devedeset sedam posto.
Regeneracija će zahtijevati dodavanje otopine natrijum hlorida - pet ili deset posto. Tovar se zatim mora oprati vodom. Iz rastvora će se osloboditi amonijak, koji se može apsorbovati sumpornom kiselinom i formirati amonijum sulfat, koji je veoma dobar kao đubrivo. Amonijum azot iz otpadnih voda, kao i organska jedinjenja koja sadrže azot, uklanjaju se raznim vrstama destilacije, ekstrakcije, adsorpcije.
Metode dobijanja đubriva
Ova metoda je dobra ako je potrebno određivanje amonijum azota. Njegovi drugi oblici, koji se nalaze u istim gnojivima - amid, nitrat - ne mogu se odrediti ovom metodom. Prvo morate izdvojiti amonijum dušik, u otpadnoj vodi, na primjer, ima ga dosta. Ova metoda je razmatrana gore. Zatim se dio budućeg gnojiva mora staviti u tikvicu i proliti otopinom hlorovodonične kiseline (koncentracija treba biti molarna - 0,05 mol po dm3). Boca se mora mućkati posebnim aparatom najmanje pola sata, nakon čega se može infundirati do petnaest sati.
Dalje, ponovo promućkajte rastvor i filtrirajte kroz naborani suvi filter. Isprati sadržaj filtera istom otopinom hlorovodonične kiseline najmanje tri puta, a zatim se zapremina filtrata ponovo dovesti do prvobitne zapremine rastvorom kiseline. Tako je, prvo, izvršeno određivanje amonijum azota u vodi, a drugo, određivanje njegove količine u nastalom đubrivu. Potonje se kreće od četrdeset do sto pedeset miligrama po litri, a kaprolaktam u istoj otopini sadrži od osam do osamdeset miligrama po litri. Ako je sadržaj amonijum azota manji od dvadeset miligrama, test neće uspjeti i ova metoda nije primjenjiva.
Izvori zagađenja
Najkarakterističnije karakteristike industrijskih otpadnih voda su nestabilan hemijski sastav, neophodan period adaptacije za razvoj mikroflore, višak jedinjenja organskog i mineralnog porekla azota. PrijeProvođenjem biološkog tretmana na postrojenjima za prečišćavanje, otpadne vode se miješaju sa kućnim i kućnim otpadnim vodama i tako se prosječuju. Amonijum azot (formula NH4+) je esencijalna komponenta otpadnih voda.
Izvori zagađenja mogu biti otpadne vode iz raznih industrija - od prehrambene i medicinske do metalurške, koks, mikrobiološke, hemijske i petrohemijske. To može uključivati i sve kućne otpadne vode, stajnjak, poljoprivredne - sa njiva. Kao rezultat toga, proteini i urea se razlažu, a nitriti i nitrati se anaerobno obnavljaju.
Uticaj na tijelo
Ovakva jedinjenja imaju izuzetno negativan uticaj na ljudski organizam. Amonijak denaturira proteine reagirajući s njima. Tada ćelije i, shodno tome, tkiva tijela prestaju da dišu, uočava se oštećenje centralnog nervnog sistema, jetre, respiratornih organa i poremećen je rad krvnih sudova. Ako se redovno koristi voda sa visokim sadržajem amonijaka, kiselo-bazna ravnoteža pati, počinje acidoza.
dostižu toksične nivoe. Posebno su pogođena djeca. Razvija se methemoglobinemija, režim kiseonika u telubrzo se uništi, gastrointestinalni trakt počinje da pati prvi.
Ograničenja doze
Pojedinačni slučajevi methemoglobinemije počinju kada je sadržaj nitrata u vodi i do pedeset miligrama po litri, a kada njihova koncentracija dostigne devedeset pet miligrama po litri, bolest postaje široko rasprostranjena. U SAD-u, Francuskoj, Holandiji, Njemačkoj izvršena su detaljna istraživanja koja su pokazala da se u pedeset posto slučajeva može naći više od pedeset miligrama nitrata po litru. Podzemne i bunarske vode nose koncentracije nitrata deset puta veće od graničnih - do hiljadu i po miligrama po litru, dok je Svjetska zdravstvena organizacija postavila granicu od četrdeset pet miligrama. A to je voda koju ljudi piju!
A otpadna voda se tretira na mnogo načina - i biološkom filtracijom, i oksidacijom ozona, i hipohloritima zemnoalkalnih metala, i aeracijom, i sorpcijom, koja koristi zeolite natrijuma i smole za izmjenu jona, i tretira se jakim alkalijama, i flotaciju, i obnavljanje amonijuma metalnim magnezijumom i dodavanje rastvora magnezijum hlorida sa trinatrijum fosfatom. Međutim, tehnologije čišćenja su uvijek daleko iza tehnologija zagađenja.
Hranljive materije
Gas (NH3) amonijak se rastvara u prirodnim vodama kada dođe do biohemijske razgradnje organskih jedinjenja, uključujući amonijum azot. Tada se formiraju i akumuliraju druga jedinjenja - amonijum jon i amonijum azot. Otopljeni amonijak ulazi u vodena tijela s podzemnim ili površinskim otjecanjem, sa kanalizacijom, s atmosferskim padavinama. Ako koncentracija amonijum jona (NH4+) premašuje pozadinsku vrednost, to će značiti pojavu novog i bliskog izvora zagađenja. To mogu biti ili farme za stoku ili akumulacije stajnjaka, ili napuštena dušična đubriva, industrijske lagune ili općinski objekti za tretman.
A jedinjenja dušika, ugljika, fosfora, koja se nalaze u otpadnim vodama, ulazeći u vodena tijela, uzrokuju značajnu štetu okolišu u gotovo svim regijama Rusije. Pročišćavanje otpadnih voda iz dana u dan postaje sve relevantnije, jer se koncentracija štetnih materija, uključujući azotna jedinjenja, često samo prebacuje. To ne utiče samo na vodu za piće. Gotovo svo povrće i voće brzo akumulira nitrate, oni se nalaze u travi i žitaricama koje stoka jede.
Sadržaj NH3 i NH4 u vodnim tijelima
Rezervoari uvek sadrže azot u nekoliko prelaznih oblika: amonijum soli i amonijak, albuminoidni azot (organski), nitriti (soli azotne kiseline) i nitrati (soli azotne kiseline). Sve to nastaje zajedno sa procesom mineralizacije dušika, ali u većoj mjeri dolazi sa otpadnim vodama. Sada je potrebno očistiti rezervoare. Azotna jedinjenja dolaze u postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda u obliku nitratnog azota, nitritnog azota, amonijum azota i azota vezanog organskim jedinjenjima. Otpadne vode plana domaćinstva imamala koncentracija takvih supstanci, industrija većinu njih šalje u vodena tijela.
U procesu prečišćavanja, odnos masenih koncentracija svih oblika azotnih jedinjenja se stalno menja. Sastav otpadnih voda postaje drugačiji već tokom transporta, jer se urea, koja se nalazi u kućnim i kućnim otpadnim vodama, u interakciji sa bakterijama, razlaže i formira amonijum jon. Što je kanalizaciona mreža duža, taj proces će ići dalje. Ponekad je sadržaj amonijum jona na ulazu u tretman i do pedeset miligrama po kubnom decimetru, što je jako, jako puno.
Organski dušik
Ovo je azot, koji se nalazi u organskim supstancama - proteinima i proteinima, polipepsidima (jedinjenja velike molekularne težine), aminokiselinama, karbamidima (jedinjenja male molekularne težine), aminima, amidima. Sve organske tvari, uključujući i one koje sadrže dušik, ulaze u otpadne vode, nakon čega se dušikovi spojevi podvrgavaju amonizaciji. U otpadnim vodama ima puno organskog dušika, ponekad i do sedamdeset posto svih dušikovih spojeva. Ali kao rezultat amonijacije, ne više od petnaest posto organskog dušika dolazi u postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda na kanalizacijskom putu.
Sljedeće se odvija biološki tretman koji je napravio čovjek. Prva faza je nitrifikacija, odnosno pretvaranje dušikovih spojeva zbog određenih vrsta mikroorganizama koji oksidiraju amonijum dušik u nitratni ion i nitrit ion. Nitrificirajuće bakterije se ne mogu bojati - one su vrlo osjetljive na vanjske uvjete i lako se istiskuju. Ali nitrati, ako dođu u rezervoar,dovesti do njegove smrti, jer su odličan hranljivi medij za raznovrsnu mikrofloru. Zato se nitrati moraju ukloniti iz ekosistema.
Nitriti i nitrati
Ako kanalizacija prodire kroz tlo, tada se amonijum azot pod uticajem nekih bakterija pretvara prvo u nitrite, a zatim u nitrate. Preovlađivanje i sadržaj različitih oblika zavisi od uslova koji se razvijaju u trenutku ulaska jedinjenja sa prisustvom azota u zemljište, a zatim u rezervoar.
Za vrijeme poplave koncentracija njegovih organskih oblika značajno raste, jer se organski ostaci ispiru sa površine tla, a ljeti se jednako značajno smanjuju, jer služe kao "hrana" raznim vodenim organizmima. Nitrit je srednji oblik oksidacije amonijevog dušika koji teži da postane nitrat. U prirodnim vodama nitrati obično nisu tako visoki, osim ako nije došlo do ispiranja đubriva sa njiva.
