Что такое нитраты воде

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.

• I класс – очень опасные вещества;
• II – опасные вещества;
• III – умеренно опасные вещества;
• IV – малоопасные вещества.

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:

1. Поверхностные.
2. Хозяйственно-бытовые.
3. Промышленные.

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

Взаимодействуя с гемоглобином в крови человека, нитраты изменяют валентность железа. Образованный метгемоглобин снижает потребление кислорода организмом человека. Его содержание в крови до 15% не критичны. При превышении этого порога человек начинает чувствовать дискомфорт – чем выше, тем хуже. Смертельная доза – 50-60%, после чего возможен летальный исход. Нитриты покидают организм с мочой, однако, часть из них выводится сложнее, накапливается в тканях.

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:

• отеки;
• слабость;
• рвота;
• понос, часто с кровью;
• синюшность кожных покровов;
• выраженная анемия;
• чувство усталости;
• снижение работоспособности.

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:

• адсорбция;
• электрокоагуляция;
• флотация;
• гиперфильтрация;
• экстракция;
• ионный обмен;
• дистилляция;
• кристаллизация.

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:

• Использовать фильтры для воды.
• Покупать воду только в сертифицированных магазинах, спрашивать сертификат.
• Кипятить воду.
• Покупать овощи и фрукты в сезон.
• Обращать внимание на вкус, запах и цвет питьевой воды.

При наличии симптомов отравления необходимо обратиться за медицинской помощью. Не стоит заниматься самолечением, особенно, при неясном источнике отравления.

Источник

Опасные нитраты в воде и их соединения

Практически каждый человек знает о том, что нитраты в воде вредны, так как оказывают негативное влияние на организм. Если быть точнее, то качество питьевой воды определяют именно органолептические характеристики. Нитраты в воде, особенно в большой концентрации, — это серьезная проблема. Нитратами называются соли азотной кислоты, которыми наполняется вода от стоков деятельности промышленной, бытовой, сельскохозяйственной. Для того чтобы выявить нитраты в питьевой воде, стоит провести химический анализ жидкости, а при их выявлении нужно принять меры по качественной очистке.

Влияние нитратов на организм

Если нарушена норма и наблюдается повышенное содержание нитратов в воде, то, скорее всего, это подземные и поверхностные источники воды. Однако это могут быть и скважины, глубина которых до 35 м. В артезианской воде из колодца, естественно, искусственно обустроенного, азотная кислота содержится в минимальном количестве или почти отсутствует.

Проверить количество нитратов в воде можно в лабораторных условиях

Есть несколько уровней токсичности соединений, которые могут нанести огромный вред здоровью человека:

Что касается принципа действия, то при воздействии вышеописанных веществ могут быть самые различные серьезные последствия. Посредством нитратов образуется опасный компонент метгемоглобин, который становится причиной кислородного голодания. Если показатель концентрации составляет 15%, то это приводит к быстрой утомляемости без причины, а также вялости и головокружению. При увеличении концентрации до 60% наступает летальный исход.

Иногда снижается уровень гемоглобина, и это влияет на работу сердечно-сосудистой системы, а также приводит к закупорке сосудов, порыву капилляров и инсульту.

При сильном кислородном голодании наступают нестерпимые головные боли и мигрень. Возможен обморок и тошнота. Если в воде превышена концентрация нитратов, то это может стать причиной отравления, неправильной работы ЖКТ, а также нарушений в выделительной и эндокринной системе. В том числе разрушается зубная эмаль, образуется кариес. Категорически запрещено давать воду с нитратами домашним животным.

Качество ионной очистки воды

Очистка воды, в которой наблюдается превышение нитратов, проводится при помощи такого вещества, как ион. Этот способ особенно успешно применяют в промышленности, в сельском хозяйстве и даже в бытовых условиях. Для частных домов, как правило, используют одноступенчатую схему ионного обмена, в которой есть несколько недостатков.

Особенности ионного обмена заключаются в:

• Многоступенчатой фильтрации жидкости;
• Вытеснении опасных ионов полезными соединениями;
• Быстрой и качественной очистке воды от примесей;
• Снижении жесткости.

Ионная очистка воды отличается хорошей эффективностью

Применяется большое количество реагентов, которые предназначены для более крупного объема воды, чтобы промыть ионит и образующийся осадок максимально качественно. Нет гарантии того, что фильтрация будет проведена так, чтобы вода соответствовала стандарту ГОСТ. Низкая эффективность воздействия кислотных водородных катионов.

Для выбора наиболее подходящего варианта, посредством которого можно устранить нитраты из воды, нужно осуществить санитарную экспертизу водозаборной точки, чтобы определить возможный источник загрязнения воды и найти способ нейтрализовать его.

Необходим лабораторный анализ с целью определения видов нитратов, содержащихся в воде, и полный химический/бактериологический состав. По полученным сведениям, идет принятие решения относительно лучшего способа для ликвидации установленной проблемы.

Воздействие ионов на нитраты

Прежде чем очистить и, естественно, полностью убрать нитраты в воде, нужно определить способ их образования там. Скважины и колодцы являются основными источниками воды для каждого частного дома. И вода используется именно с бытовой, хозяйственной и сельскохозяйственной целью.

Вода с повышенным количеством нитратов может привести к проблемам со здоровьем

Вода может быть загрязнена посредством:

1. Применения бытовой химии, которая сливается в грунт неподалеку от объекта водозабора.
2. Проведения работ сельскохозяйственного плана, в которых используются удобрения с азотом и магнием, особенно если они в высокой концентрации.
3. Формирования кладбища для домашнего скота, расположенного неподалеку от водозаборной точки.

Все это становится явной причиной того, что почва насыщается нитратами, причем в достаточно короткие сроки. Сначала они насыщают водный горизонт, а уже потом — гидросооружение. Чтобы избавиться от нитратов в воде, недостаточно просто установить фильтр на кран. Для выбора наиболее эффективного способа нужно ознакомиться с нормативами, которые устанавливает ВОЗ по ПДК данного вещества.

Считается нормой концентрация 45 мг на 1 л воды.

Есть государства в Европе, в которых она повышена до 50 мг. В воде, которая используется при приготовлении пищи и напитков, концентрация должна быть не больше 10 мг. В природном источнике азотная кислота не должна превышать концентрации в 2 мг.

Очистка обратным осмосом

Специалисты считают, что удаление нитратов из воды максимально быстро и наиболее качественно можно сделать именно посредством профессиональной очистной установки в виде обратного осмоса. Метод эффективный, неоднократно проверенный, дорогой, но полезный.

Фильтрация проводится максимально глубоко, благодаря чему происходит задержка вредных веществ и примесей посредством мембран-перегородок. Очистка осуществляется циклично до того, пока не получится удалить все негативные вещества, отправляющиеся в полость специального бака в виде осадка.

Обратный осмос основан на принципе разделения вещества в виде жидкости на растворы двух типов, у которых различная концентрация. В рабочей системе будет поддерживаться постоянное давление, за счет которого происходит определение скорости прохождения жидкости сквозь фильтрующую мембрану. Система обратного осмоса — это инновационный способ, посредством которого фильтруется вода. Он позволяет существенно снизить повышенное содержание нитратов до показателя, считающегося нормой.

Основные преимущества технологии:

• Надежность;
• Доступность;
• Простота эксплуатации.

Для установки и настройки оборудования не придется тратить силы, время и много средств, а для функционирования требуется минимум энергии. Особенность обратного осмоса заключается именно в том, что существенно снижается уровень концентрации нитратов до 35 мг на литр воды, а также уменьшается сухая остаточная масса.

Основным недостатком такого способа считают высокую цену готового комплекта, однако впоследствии не нужно тратиться на обслуживание, соответственно, система сможет окупить себя не один раз.

Источник