Biogeni element koji je najaktivnije uključen u procese biohidocenoze je amonijev dušik.
Ekološka situacija
U akumulacijama se može uočiti promjena sadržaja ovog elementa: u proljeće ga postaje manje, ali ljeti, zbog povoljnih temperaturnih uvjeta, njegova koncentracija značajno raste, jer se organska tvar masovno raspada.
A to drastično utječe na sanitarno stanje vodnih tijela, zbog čega je potrebno pojačati kontrolu nad održivošću ekosustava. Najveća dopuštena koncentracija u vodnim tijelima u kojima se lovi riba je ona u kojoj amonijev dušik ne prelazi 0,39 miligrama po litri.
U vodi
Nakupljanje proteinskog dušika podložno je amonifikaciji, a ovaj proces razgrađuje proteine u amonijevo stanje. Otpadna voda se tretira ovim izvorom dušika ako ima izvor ugljične prehrane za stanice. Intenzivna uporaba događa se tijekom razdoblja njihove faze rasta, ikada započne oksidacija, oslobađa se amonijev dušik kao amonijak. Zatim se oksidira u stanje nitrita pa nitrata ili ponovno sudjeluje u novoj sintezi.
Za uklanjanje amonijevog dušika 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 provode analize, uzimaju se uzorci amonijevog dušika u vodi, koji se destilira iz uzetog uzorka, a zatim se utvrđuje njegova količina u dobivenom destilatu.
Kako očistiti ribnjak
U prirodi postoji materijal za ionsku izmjenu koji se zove klinoptilolit (klasa zeolita). Uz njegovu pomoć preporučljivo je vratiti čistoću vode. Amonijev dušik se ne otapa u potpunosti u vodi, pa ga prvo trebate osloboditi od svih suspendiranih krutina, a zatim vodu opskrbiti klinoptilolitnim filterima. Ovo je prilično skupo čišćenje, ali je najučinkovitije - doseže devedeset sedam posto.
Regeneracija će zahtijevati dodavanje otopine natrijevog klorida - pet ili deset posto. Zatim se teret mora oprati vodom. Iz otopine će se osloboditi amonijak, koji se može apsorbirati sumpornom kiselinom da nastane amonijev sulfat, koji je vrlo dobar kao gnojivo. Amonijev dušik u otpadnoj vodi, kao i organski spojevi koji sadrže dušik, uklanjaju se raznim vrstama destilacije, ekstrakcije, adsorpcije.
Načini dobivanja gnojiva
Ova metoda je dobra ako je potrebno određivanje amonijevog dušika. Njegovi drugi oblici, koji se nalaze u istim gnojivima - amid, nitrat - ne mogu se odrediti ovom metodom. Prvo morate izdvojiti amonijev dušik, u otpadnoj vodi, na primjer, ima ga dosta. O ovoj metodi se raspravljalo gore. Zatim se dio budućeg gnojiva mora staviti u tikvicu i proliti otopinom klorovodične kiseline (koncentracija bi trebala biti molarna - 0,05 mol po dm3). Tikvica se mora protresti posebnim aparatom najmanje pola sata, nakon čega se može infundirati do petnaest sati.
Dalje, ponovno protresite otopinu i filtrirajte kroz naborani suhi filter. Isprati sadržaj filtera istom otopinom klorovodične kiseline najmanje tri puta, a zatim se volumen filtrata ponovno dovesti do prvobitnog volumena otopinom kiseline. Dakle, prvo se dogodilo određivanje amonijevog dušika u vodi, a drugo, određivanje njegove količine u nastalom gnojivu. 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 amonijevog dušika manji od dvadeset miligrama, test neće uspjeti i ova metoda nije primjenjiva.
Izvori onečišćenja
Najkarakterističnije karakteristike industrijskih otpadnih voda su nestabilan kemijski sastav, potrebno razdoblje prilagodbe za razvoj mikroflore, višak spojeva organskog i mineralnog podrijetla dušika. PrijeProvođenjem biološkog pročišćavanja na postrojenjima za pročišćavanje otpadne vode se miješaju s otpadnim vodama iz kućanstava i kućanstava i tako se prosječuju. Amonijev dušik (formula NH4+) je bitna komponenta otpadnih voda.
Izvori onečišćenja mogu biti otpadne vode iz raznih industrija - od prehrambene i medicinske do metalurške, koks, mikrobiološke, kemijske i petrokemijske. To također može uključivati sve kućne otpadne vode, stajski gnoj, poljoprivredne - s polja. Kao rezultat toga, proteini i urea se razgrađuju, a nitriti i nitrati se anaerobno obnavljaju.
Učinak na tijelo
Takvi spojevi imaju izrazito negativan učinak na ljudski organizam. Amonijak denaturira proteine reagirajući s njima. Tada stanice i, sukladno tome, tkiva tijela prestaju disati, uočava se oštećenje središnjeg živčanog sustava, jetre, dišnih organa, a rad krvnih žila je poremećen. Ako se redovito koristi voda s visokim udjelom amonija, kiselo-bazna ravnoteža pati, počinje acidoza.
dosežu toksične razine. Djeca su time posebno pogođena. Razvija se methemoglobinemija, režim kisika u tijelubrzo se uništi, gastrointestinalni trakt počinje prvi patiti.
Ograničenja doze
Pojedinačni slučajevi methemoglobinemije počinju kada je sadržaj nitrata u vodi i do pedeset miligrama po litri, a kada njihova koncentracija dosegne devedeset pet miligrama po litri, bolest postaje raširena. U SAD-u, Francuskoj, Nizozemskoj, Njemačkoj provedena su detaljna istraživanja koja su pokazala da se u pedeset posto slučajeva može naći više od pedeset miligrama nitrata po litri. Podzemne i bunarske vode nose koncentracije nitrata deset puta veće od graničnih – do tisuću i pol miligrama po litri, 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 hipokloritima zemnoalkalijskih metala, i aeracijom, i sorpcijom, koja koristi zeoliti iz natrijeva i ionsko-izmjenjivačkih smola, te se tretira jakim lužinama, i flotaciju, te obnoviti amonij metalnim magnezijem i dodati otopine magnezijevog klorida s trinatrijevim fosfatom. Međutim, tehnologije čišćenja uvijek su daleko iza tehnologija onečišćenja.
Hranljive tvari
Plin (NH3) amonijak se otapa u prirodnim vodama kada dođe do biokemijske razgradnje organskih spojeva, uključujući amonijev dušik. Tada nastaju i akumuliraju se drugi spojevi - amonijev ion i amonijev dušik. Otopljeni amonijak ulazi u vodena tijela s podzemnim ili površinskim otjecanjem, s kanalizacijom, s atmosferskim oborinama. Ako koncentracija amonijevog iona (NH4+) prijeđe pozadinsku vrijednost, to će značiti pojavu novog i bliskog izvora onečišćenja. To mogu biti ili stočne farme ili nakupine gnojiva, ili napuštena dušična gnojiva, industrijske lagune ili općinski objekti za pročišćavanje.
A spojevi dušika, ugljika, fosfora, koji 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 aktualnije jer se koncentracija štetnih tvari, uključujući i dušikove spojeve, često samo prebacuje. To ne utječe samo na vodu za piće. Gotovo svo povrće i voće brzo nakuplja nitrate, nalaze se u travi i žitaricama koje stoka jede.
Sadržaj NH3 i NH4 u vodnim tijelima
Rezervoari uvijek sadrže dušik u nekoliko prijelaznih oblika: amonijeve soli i amonijak, albuminoidni dušik (organski), nitriti (soli dušične kiseline) i nitrati (soli dušične kiseline). Sve to nastaje zajedno s procesom mineralizacije dušika, ali u većoj mjeri dolazi s otpadnim vodama. Sada je potrebno očistiti rezervoare. Spojevi dušika dolaze u postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda u obliku nitratnog dušika, nitritnog dušika, amonijevog dušika i dušika vezanog organskim spojevima. Otpadne vode plana kućanstva imamala koncentracija takvih tvari industrija većinu njih šalje u vodena tijela.
U procesu pročišćavanja, omjer masenih koncentracija svih oblika dušikovih spojeva se stalno mijenja. Sastav otpadnih voda postaje drugačiji već tijekom transporta, jer se urea, koja se nalazi u kućnim i kućanskim otpadnim vodama, u interakciji s bakterijama, razgrađuje i stvara amonijev ion. Što je kanalizacijska mreža duža, to će ovaj proces ići dalje. Ponekad je sadržaj amonijevog iona na ulazu u tretman i do pedeset miligrama po kubičnom decimetru, što je jako, jako puno.
Organski dušik
Ovo je dušik, koji se nalazi u organskim tvarima - proteinima i proteinima, polipepsidima (spojevi visoke molekularne težine), aminokiselinama, karbamidima (spojevi male molekularne težine), aminima, amidima. Sve organske tvari, uključujući 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, u postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda na kanalizacijskom putu ne dolazi više od petnaest posto organskog dušika.
Sljedeće se odvija biološka obrada koju je napravio čovjek. Prva faza je nitrifikacija, odnosno pretvorba dušikovih spojeva zbog određenih vrsta mikroorganizama koji oksidiraju amonijev dušik u nitratni ion i nitritni ion. Nitrificirajuće bakterije se ne mogu bojati - vrlo su osjetljive na vanjske uvjete i lako se istiskuju. Ali nitrati, ako dođu u rezervoar,dovesti do njegove smrti, jer su izvrstan hranjivi medij za razne mikroflore. Zato se nitrati moraju ukloniti iz ekosustava.
Nitriti i nitrati
Ako kanalizacija prodire kroz tlo, tada se amonijev dušik pod utjecajem nekih bakterija pretvara prvo u nitrite, a zatim u nitrate. Prevladavanje i sadržaj različitih oblika ovisi o uvjetima koji se razvijaju u trenutku ulaska spojeva s prisutnošću dušika u tlo, a zatim u rezervoar.
Tijekom poplave značajno raste koncentracija njegovih organskih oblika, jer se organski ostaci ispiru s površine tla, a ljeti se jednako značajno smanjuju jer služe kao "hrana" raznim vodenim organizmima. Nitrit je srednji oblik oksidacije amonijevog dušika koji ima tendenciju da postane nitrat. U prirodnim vodama nitrati obično nisu tako visoki, osim ako nije došlo do ispiranja gnojiva s polja.
