Biogeninis elementas, aktyviausiai dalyvaujantis biohidrocenozės procesuose, yra amonio azotas.
Aplinkos situacija
Rezervuaruose galima stebėti šio elemento kiekio kitimą: pavasarį jo sumažėja, o vasarą dėl palankių temperatūros sąlygų jo koncentracija labai padidėja, nes masiškai skyla organinės medžiagos.
Ir tai drastiškai paveikia vandens telkinių sanitarinę būklę, todėl būtina stiprinti ekosistemos gyvybingumo kontrolę. Didžiausia leistina koncentracija vandens telkiniuose, kuriuose gaudomos žuvys, yra ta, kurioje amonio azoto kiekis neviršija 0,39 miligramo litre.
Vandenyje
B altymų azoto kaupimasis yra amonifikuojamas, o šis procesas skaido b altymus iki amonio būsenos. Šiuo azoto š altiniu apdorojamos nuotekos, jei jose yra anglies š altinis ląstelėms. Intensyvus naudojimas vyksta jų augimo fazės laikotarpiais, irprasidėjus oksidacijai amonio azotas išsiskiria kaip amoniakas. Tada jis oksiduojamas iki nitritų, o paskui nitratų, arba vėl dalyvauja naujoje sintezėje.
Amonio azotui pašalinti iš rezervuaro naudojamas klinoptilolitas, tada vanduo atkuria savo savybes. Šiltuoju metų laiku įrengiami aušinimo bokštai, o žiemą juos pakeičia jonų mainų įrenginiai, kurių dėka iš nuotekų pašalinamos kenksmingos medžiagos. Nuolat atliekamos analizės, imami amonio azoto mėginiai vandenyje, kuris distiliuojamas iš paimto mėginio, o tada nustatomas jo kiekis gautame distiliate.
Kaip išvalyti tvenkinį
Gamtoje yra jonų mainų medžiaga, vadinama klinoptilolitu (ceolitų klasė). Būtent jo pagalba patartina atkurti vandens grynumą. Amonio azotas ne visiškai ištirpsta vandenyje, todėl pirmiausia reikia jį išlaisvinti iš visų skendinčių dalelių, o tada tiekti vandenį į klinoptilolito filtrus. Tai gana brangus valymas, bet pats efektyviausias – siekia devyniasdešimt septynis procentus.
Regeneracijai reikės įpilti natrio chlorido tirpalo – penkių ar dešimties procentų. Tada krovinys turi būti nuplaunamas vandeniu. Iš tirpalo išsiskirs amoniakas, kurį sieros rūgštis gali absorbuoti, kad susidarytų amonio sulfatas, kuris yra labai geras kaip trąša. Amonio azotas, esantis nuotekose, taip pat azoto turintys organiniai junginiai, pašalinami įvairiais distiliavimo, ekstrahavimo, adsorbcijos būdais.
Trąšų gavimo būdai
Šis metodas yra geras, jei reikia nustatyti amonio azotą. Kitų jo formų, kurių yra tose pačiose trąšose – amido, nitrato – šiuo metodu nustatyti nepavyksta. Pirmiausia reikia išgauti amonio azotą, pavyzdžiui, nuotekose jo yra daug. Šis metodas buvo aptartas aukščiau. Tada dalis būsimų trąšų turi būti dedama į kolbą ir išpilama druskos rūgšties tirpalu (koncentracija turi būti molinė - 0,05 mol dm3). Kolba turi būti purtoma specialiu aparatu mažiausiai pusvalandį, po to ji gali būti infuzuojama iki penkiolikos valandų.
Tada dar kartą suplakite tirpalą ir filtruokite per klostuotą sausą filtrą. Filtro turinys tuo pačiu vandenilio chlorido rūgšties tirpalu išskalaujamas bent tris kartus, tada rūgšties tirpalu vėl reikia padidinti filtrato tūrį iki pradinio tūrio. Taigi, pirma, vyko amonio azoto nustatymas vandenyje, antra – jo kiekio nustatymas gautose trąšose. Pastarasis svyruoja nuo keturiasdešimt iki šimto penkiasdešimt miligramų litre, o kaprolaktamo tame pačiame tirpale yra nuo aštuonių iki aštuoniasdešimt miligramų litre. Jei amonio azoto kiekis yra mažesnis nei dvidešimt miligramų, bandymas bus nesėkmingas ir šis metodas netaikomas.
Taršos š altiniai
Būdingiausios pramoninių nuotekų savybės – nestabili cheminė sudėtis, būtinas prisitaikymo laikotarpis mikroflorai vystytis, organinės ir mineralinės kilmės azoto junginių perteklius. PriešValymo įrenginiuose atliekant biologinį valymą, nuotekos sumaišomos su buitinėmis ir buitinėmis nuotekomis ir taip suvidurkinamos. Amonio azotas (formulė NH4+) yra esminis nuotekų komponentas.
Taršos š altiniai gali būti nuotekos iš įvairių pramonės šakų – nuo maisto ir medicinos iki metalurgijos, kokso, mikrobiologijos, chemijos ir naftos chemijos pramonės. Tai gali būti ir visos buitinės nuotekos, mėšlas, žemės ūkio – iš laukų. Dėl to b altymai ir karbamidas suyra, o nitritai ir nitratai atkuriami anaerobiniu būdu.
Poveikis kūnui
Tokie junginiai daro itin neigiamą poveikį žmogaus organizmui. Amoniakas denatūruoja b altymus, reaguodamas su jais. Tuomet ląstelės ir atitinkamai organizmo audiniai nustoja kvėpuoti, pastebimi centrinės nervų sistemos, kepenų, kvėpavimo organų pažeidimai, sutrinka kraujagyslių darbas. Jei reguliariai naudojamas vanduo, kuriame yra daug amonio, sutrinka rūgščių ir šarmų pusiausvyra, prasideda acidozė.
pasiekti toksišką lygį. Ypač nuo to kenčia vaikai. Vystosi methemoglobinemija, deguonies režimas organizmegreitai sunaikinamas, pirmiausia pradeda kentėti virškinimo traktas.
Dozės ribos
Atskiri methemoglobinemijos atvejai prasideda, kai nitratų kiekis vandenyje siekia iki penkiasdešimt miligramų litre, o kai jų koncentracija pasiekia devyniasdešimt penkis miligramus litre, liga išplinta. JAV, Prancūzijoje, Olandijoje, Vokietijoje buvo atlikti išsamūs tyrimai, kurie parodė, kad daugiau nei penkiasdešimt miligramų nitratų litre galima rasti penkiasdešimt procentų atvejų. Požeminiame ir šulinių vandenyje nitratų koncentracija yra dešimt kartų didesnė už ribą – iki pusantro tūkstančio miligramų litre, o Pasaulio sveikatos organizacija nustatė keturiasdešimt penkių miligramų ribą. Ir tai vanduo, kurį žmonės geria!
Ir nuotekos valomos įvairiais būdais – ir biologiniu filtravimu, ir ozono oksidacija, ir šarminių žemių metalų hipochloritais, ir aeracija, ir sorbcija, kai naudojami natrio formos ceolitai, ir jonų mainų dervos, ir valomos stipriais šarmais., flotacija ir amonio atkūrimas metaliniu magniu ir magnio chlorido tirpalai su trinatrio fosfatu. Tačiau valymo technologijos visada gerokai atsilieka nuo taršos technologijų.
Maistingosios medžiagos
Dujų (NH3) amoniakas ištirpsta natūraliuose vandenyse, kai vyksta biocheminis organinių junginių, įskaitant amonio azotą, skilimas. Tada susidaro ir kaupiasi kiti junginiai – amonio jonas ir amonio azotas. Ištirpęs amoniakas patenka į vandens telkinius su požeminiu ar paviršiniu nuotėkiu, su nuotekomis, su atmosferos krituliais. Jei amonio jonų koncentracija (NH4+) viršija foninę vertę, tai reikš naujo ir artimo taršos š altinio atsiradimą. Tai gali būti gyvulininkystės ūkiai arba mėšlo sankaupos, apleistos azoto trąšos, pramoninės lagūnos arba komunaliniai valymo įrenginiai.
O azoto, anglies, fosforo junginiai, esantys nuotekose, patekę į vandens telkinius, daro didelę žalą aplinkai beveik visuose Rusijos regionuose. Nuotekų valymas kasdien tampa vis aktualesnis, nes kenksmingų medžiagų, tarp jų ir azoto junginių, koncentracija dažnai tiesiog svyruoja. Tai turi įtakos ne tik geriamam vandeniui. Beveik visos daržovės ir vaisiai greitai kaupia nitratus, jų yra žolėje ir grūduose, kuriais minta gyvuliai.
NH3 ir NH4 kiekis vandens telkiniuose
Rezervuaruose visada yra kelių pereinamųjų formų azoto: amonio druskos ir amoniakas, albuminoidinis azotas (organinis), nitritai (azoto rūgšties druskos) ir nitratai (azoto rūgšties druskos). Visa tai susidaro kartu su azoto mineralizacijos procesu, tačiau daugiausia patenka su nuotekomis. Dabar rezervuarus reikia išvalyti. Azoto junginiai į nuotekų valymo įrenginius patenka nitratinio azoto, nitritinio azoto, amonio azoto ir organiniais junginiais surišto azoto pavidalu. Buitinio plano nuotekos turimaža tokių medžiagų koncentracija, pramonė didžiąją dalį jų siunčia į vandens telkinius.
Grynimo procese nuolat kinta visų formų azoto junginių masės koncentracijų santykis. Nuotekų sudėtis skiriasi jau transportuojant, nes buitinėse ir buitinėse nuotekose esantis karbamidas, sąveikaudamas su bakterijomis, skyla ir sudaro amonio joną. Kuo ilgesnis kanalizacijos tinklas, tuo toliau šis procesas vyks. Kartais amonio jonų kiekis prie įėjimo į gydymą siekia iki penkiasdešimt miligramų kubiniame decimetre, o tai yra labai, labai daug.
Organiškas azotas
Tai azotas, kurio yra organinėse medžiagose – b altymuose ir b altymuose, polipepsiduose (didelės molekulinės masės junginiai), aminorūgštyse, karbamiduose (mažos molekulinės masės junginiuose), aminuose, amiduose. Visos organinės medžiagos, įskaitant ir turinčias azoto, patenka į nuotekas, o po to azoto junginiai yra amonizuojami. Nuotekose yra daug organinio azoto, kartais iki septyniasdešimties procentų visų azoto junginių. Tačiau dėl amoniako į nuotekų valymo įrenginius kanalizacijos taku patenka ne daugiau kaip penkiolika procentų organinio azoto.
Toliau vyksta žmogaus sukurtas biologinis apdorojimas. Pirmasis etapas yra nitrifikacija, tai yra azoto junginių pavertimas dėl tam tikrų mikroorganizmų tipų, kurie oksiduoja amonio azotą į nitratų jonus ir nitrito jonus. Nitrifikuojančių bakterijų negalima bijoti – jos labai jautrios išorinėms sąlygoms ir lengvai išstumiamos. Tačiau nitratai, jei jie patenka į rezervuarą,sukelti jo mirtį, nes jie yra puiki maistinė terpė įvairiai mikroflorai. Štai kodėl nitratai turi būti pašalinti iš ekosistemos.
Nitritai ir nitratai
Jei nuotekos prasiskverbia per dirvožemį, amonio azotas, veikiamas kai kurių bakterijų, pirmiausia virsta nitritais, paskui nitratais. Įvairių formų vyravimas ir kiekis priklauso nuo sąlygų, kurios susidaro tuo metu, kai junginiai, kuriuose yra azoto, patenka į dirvą, o vėliau į rezervuarą.
Potvynio metu jo organinių formų koncentracija labai padidėja, nes organinės liekanos nuplaunamos nuo dirvos paviršiaus, o vasarą jų lygiai taip pat sumažėja, nes jos tarnauja kaip „maistas“įvairiems vandens organizmams. Nitritas yra tarpinė amonio azoto oksidacijos forma, linkusi virsti nitratu. Natūraliuose vandenyse nitratų paprastai nėra taip daug, nebent iš laukų būtų nuplaunamos trąšos.
