Вода открытых естественных водоемов содержит определенный процент азотсодержащих соединений, которые либо растворены в ней, либо присутствуют в виде взвеси или в коллоидной форме. Под влиянием биохимических процессов, происходящих в водоемах, а также под воздействием физико-химических факторов, они трансформируются, переходя от одного состояния к другому. Показатель общего азота демонстрирует суммарную насыщенность воды природного источника и минеральными, и органическими соединениями азота.
– 0.3-0.7 – для олиготрофов;
– 0.7-1.3 – для мезотрофов;
– 0.8-2.0 – для эвтрофов.
Суммарный показатель насыщенности воды азотом минерального происхождения отражает совокупный объем его нитратных, нитритных форм и аммония. Повышенное содержание нитритов и аммонийного азота является весьма достоверным индикатором недавнего загрязнения, а большое количество нитратов может указывать на то, что вода подверглась загрязнению достаточно давно. Способность к взаимопревращению присуща и газообразным азотным соединениям, и всем прочим его формам.
В природе аммиак в водоемах образуется вследствие разложения азотсодержащей органики. Вещество обладает хорошей растворимостью, превращаясь в гидроксид аммония. Данные о концентрациях этого соединения – см. Аммоний.
Содержание аммиака в водоемах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) в литре не должно превышать 40 мг, а для водоёмов рыбохозяйственного назначения (ПДКвр) не больше 0.08 (лимит вредности токсикологический).
Насыщенность воды ионами аммония (в перерасчете на азот) изменяется между пределами 10-200 мкг/л. Их основными естественными поставщиками в незагрязненные водные объекты являются следующие реакции:
– Биохимическая деградация белковых соединений;
– Процесс аминокислотного дезаминирования;
– Разложение мочевины, происходящее при участии уреазы.
Поступают аммонийные ионы со стоками животноводческих ферм и хозяйственно-бытовыми сбросами. Они попадают в водоемы с побочными продуктами коксохимических комбинатов и других объектов химической отрасли (например, со сточными водами лесохимических производств). Поставляют аммоний и пищевые предприятия, и сельхозугодия (в этой сфере популярно применение аммонийных удобрений). Промышленные сбросы могут содержать до одного, а бытовые несут до 2-7 мг аммония в литре. Ежесуточный объем поступлений аммонийного азота в канализацию составляет порядка 10 г на каждого жителя. В процессе перехода олиготрофных форм водоемов к мезотрофным и эвтрофным наблюдается как абсолютное повышение концентрации аммонийных ионов, так и долевое участие этих элементов в равновесии связанного азота.
ПДКв по азоту для объектов культурно-бытового и хозяйственно-питьевого водопользования (санитарно-токсикологический показатель лимита вредности) – 2 мг на литре (в отношении ионной формы NH4+ – 2.6).
Концентрация аммония около 1 мг/л угнетает гемоглобин у рыб – он утрачивает способность к связыванию кислорода. Интоксикация проявляется возбуждением нервной системы, судорогами, рыба мечется, выпрыгивает на поверхность водоема. Токсины поражают жаберный эпителий, эритроциты разрываются – наступает гемолиз. Повышение pH усугубляет токсичность аммония.
Перенасыщение ионами аммония отражает ухудшение санитарной ситуации в водоеме. Это эффективный индикатор загрязнения, как для подземных, так и для естественных водных объектов, находящихся на поверхности. Прежде всего, данный показатель демонстрирует присутствие бытовых и сельскохозяйственных примесей.
Существует ряд источников проникновения нитратных ионов в водоемы:
– Нитрификация аммонийного азота. Процесс протекает в толще воды с участием кислорода и нитрифицирующих бактерий;
– Осадки, поступающие из атмосферы. Они насыщены оксидом азота, образующимся от электрических разрядов. Возможная нитратная доля на литре – до миллиграмма;
– Сбросы промышленных предприятий и хозяйственно-бытовые стоки. Например, в побочных продуктах биологической очистки концентрация возрастает до 50 мг/дм3;
– Орошаемые поля и прочие сельхозугодия. Отсюда нитраты попадают вследствие активного использования азотных добавок.
Денитрифицирующие микроорганизмы, фитопланктон, активно поглощают кислород, потребляемый ими для окисления соединений органики, если его недостаточно, они извлекают этот элемент из нитратов, существенно снижая их концентрацию.
В водоемах эти соединения присутствуют в виде растворов. Для их концентрации характерна подверженность сезонным колебаниям. Минимум приходится на период вегетации, подъем происходит в осенние месяцы, а максимум отмечается зимой, когда разложение органики протекает на фоне сниженного потребления азота. Повышение насыщенности приводит к трансформации органических азотных форм в соединения минеральные. Величина сезонных перепадов говорит об уровне эвтрофирования конкретного водоема.
Воду чистых источников отличает незначительная (перерасчет на азот) насыщенность ионами нитратов, не превышающая десятков микрограммов. Прогрессируя, эвтрофикация влечет за собой рост концентрации азотных соединений. Их объем в суммарном показателе минерального азота увеличивается. Уровень нитратных ионов в незагрязненных подземных водоемах зачастую не поднимается выше сотых-десятых мг/л, а показатели в единицу и более – редкость. Однако, в силу отсутствия в их воде потребителей нитратов, эта категория водоносных объектов более активно поддаётся загрязнению, нежели расположенные на поверхности.
Значения предельно допустимых концентраций нитратов для овощей и фруктов, мг/кг:
Уважаемые господа, если у Вас имеется потребность коррекции показателей азотной группы для доведения качества воды до определённых нормативов, сделайте запрос специалистам компании Waterman. Мы предложим Вам оптимальную технологическую схему очистки воды.
