Екологічна ситуація
У водоймах можна спостерігати зміну змісту цього елемента: навесні його стає менше, зате влітку, у зв'язку з сприятливим температурним режимом, значно збільшується його концентрація, оскільки масовано розкладаються органічні речовини. І це кардинальним чином впливає на санітарний стан водойм, що змушує посилювати контроль за життєздатністю екосистеми. Гранично допустимою концентрацією у водоймах, де ловлять рибу, вважається та, де амонійний азот не перевищує 039 міліграмів на літр.У воді
Скупчення білкового азоту схильне аммонификации, і цей процес розкладає білки до амонійного стану. Стічні води очищають за допомогою цього джерела азоту, якщо в них є джерело вуглецевого живлення для клітин. Інтенсивне використання настає в періодах фази їх росту , а коли починається окислення, амонійний азот вивільняється у вигляді аміаку. Далі він окислюється до нітритів і потім нітратів, або ж повторно бере участь у вже новому синтезі. Для щоб амонійний азот видалити з водойми, застосовується клиноптилолит, тоді вода відновлює свої якості. Ставляться градирні в теплу пору року, а взимку їх замінюють іонообмінні установки, завдяки яким шкідливі речовини видаляються з стічних вод. Постійно проводяться аналізи, беруться проби на азот амонійний у воді, який з взятої проби відганяється, а потім в отриманому дистилляте визначається його кількість.
Як очистити водойму
Існує в природі іонообмінний матеріал, який називається клиноптилолит (клас цеолітів). Саме з його допомогою доцільно відновлювати чистоту води. Азот амонійний у воді не розчиняється повністю, тому спочатку треба звільнити її від всіх зважених речовин, після чого подавати воду на клиноптилолитовие фільтри. Це досить дорога очищення, але зате найефективніша - досягає дев'яноста семи відсотків. Регенерація потребуватиме внесення розчину хлористого натрію - п'яти - або десятивідсоткового. Завантаження після цього потрібно відмити водою. З розчину буде виділятися аміак, який можна поглинути сірчаною кислотою, щоб утворився сульфат амонію, який дуже хороший як добриво. Азот амонійний в стічних водах, а також азотовмісні органічні сполуки видаляють різними видами перегонки, екстракції, адсорбції.
Способи отримання добрив
Цей метод хороший, якщо необхідно визначення амонійного азоту. Інші його форми, які зустрічаються в тих же добривах, - амідна, нітратна - саме цим методом визначити неможливо. Спочатку потрібно отримати азот амонійний, у стічних водах, наприклад, його предостатньо. Про цьому методі написано вище. Далі наважку майбутнього добрива потрібно помістити в колбу і пролити розчином соляної кислоти (концентрація повинна бути молярної - 005 моль на дм 3 ). Колбу необхідно струшувати спеціальним апаратом не менше півгодини, після чого можна наполягати до п'ятнадцяти годин.Далі розчин знову збовтати і фільтрування крізь сухий складчастий фільтр. Тим же розчином соляної кислоти промити вміст фільтра як мінімум тричі, потім обсяг фільтрату потрібно довести до початкового знову ж таки розчином кислоти. Таким чином, по-перше, відбулося визначення азоту амонійного у воді, а по-друге - визначення кількості його в отриманому добриві. Останнім коливається від сорока до ста п'ятдесяти міліграмів на літр, а капролактаму в цьому ж розчині міститься від восьми до вісімдесяти міліграмів на літр. Якщо вміст амонійного азоту - менш двадцяти міліграмів, то досвід не вдасться, і цей метод не застосовується.
Джерела забруднення
Найхарактерніші особливості виробничих стічних вод - нестабільний хімічний склад, необхідний період адаптації для розвитку мікрофлори, надлишок сполук органічного та мінерального походження азоту. Перед твором біологічної очистки на очисних спорудах стічні води змішуються з побутовими та господарськими і таким чином усереднюються. Азот амонійний (формула NH 4+ ) є обов'язковим компонентом стічних вод. Джерелами забруднення можуть бути стічні води різних галузей промисловості - від харчової та медичної до металургійної, коксохімічної, мікробіологічної, хімічної та нафтохімічної. Сюди ж можна віднести всі господарсько-побутові стоки, гнойові, сільськогосподарські - з полів. В результаті розкладаються білкові речовини і сечовина, а нітрити і нітрати анаеробно відновлюються.
Вплив на організм
На людський організм такі сполуки впливають вкрай негативно. Аміак денатурує білки, вступаючи з ними в реакцію. Тоді клітини і, відповідно, тканини організму перестають дихати, спостерігається ураження центральної нервової системи, печінки, органів дихання, порушується робота судин. Якщо використовувати регулярно воду з високим вмістом амонію, страждає кислотно-лужний баланс, починається ацидоз. Тому не можна допускати використання вище норми органічних і мінеральних добрив у землекористуванні, потрібно постійно боротися з надмірним вмістом шкідливих речовин: наприклад, азот амонійний в ґрунті володіє високою розчинністю, тому і їжа, і вода буквально отруєні ним, його концентрації часто досягають токсичного рівня. Особливо страждають від цього діти. Розвивається метгемоглобінемія, кисневий режим в організмі швидко руйнується, першим починає страждати шлунково-кишковий тракт.
Граничні дози
Поодинокі випадки захворювання метгемоглобинемией починаються вже при вмісті нітратів у воді до п'ятдесяти міліграмів на літр, а коли концентрація їх досягає дев'яноста п'яти міліграмів на літр, хвороба приймає масовий характер. У США, Франції, Нідерландах, ФРН проведені детальні обстеження, які показали, що понад п'ятдесят міліграмів нітратів на літр можна зустріти у п'ятдесяти відсотках випадків. Грунтові й колодязні води несуть в десятки разів перевищує межу концентрацію нітратів - до півтора тисяч міліграмів на літр, у той час як Всесвітня організація охорони здоров'я встановила межу в сорок п'ять міліграмів. Та це вода, яку п'ють люди! А вже стічні води очищаються багатьма способами - і біологічної фільтрацією, і окисленням озоном, і гипохлоритами лужноземельних металів, і аерацією, і сорбцією, при якій використовуються цеоліти натрієвої форми, і іонообмінними смолами, і обробляють сильними лугами, і флотацією, і відновлюють амоній металевим магнієм, і додають розчини хлориду магнію з тринатрийфосфатом. Однак технології очищення завжди набагато відстають від технологій забруднення.Біогенні речовини
У природних водах розчиняється газ (NH 3 ) аміак, коли відбувається біохімічний розпад органічних сполук, в тому числі і амонійного азоту. Тоді утворюються і накопичуються інші сполуки - амоній-іон і азот амонійний. Розчинений аміак потрапляє у водойми з підземним або поверхневим стоком, зі стічними водами, з атмосферними опадами. Якщо концентрація іона амонію (NH 4+ ) перевищить фонове значення, це означатиме появу нового і близького джерела забруднення. Це можуть бути як тваринницькі ферми або скупчення гною, так і бесхозно кинуті азотні добрива, як відстійники промисловості, так і комунальні очисні споруди. А сполуки азоту, вуглецю, фосфору, які містяться в стічних водах, потрапляючи у водойми, завдають значної шкоди екології практично всіх регіонів Росії. Очищення стічних вод день від дня стає все більш актуальною, оскільки концентрація шкідливих речовин, у тому числі і азотних сполук, часто просто зашкалює. Це позначається не тільки на питній воді. Швидко накопичують нітрати практично всі овочі і фрукти, вони містяться в траві і зерні, які поїдає худоба.
Вміст у водоймах NH3 і NH4
Водойми завжди в декількох перехідних формах містять азот: амонійних солей і аміаку, альбуминоидного азоту (органічного), нітритів (солі азотистої кислоти) і нітратів (солі азотної кислоти). Все це утворюється разом з процесом мінералізації азоту, але в більшій мірі надходить зі стічними водами. Тепер водойми необхідно чистити. Сполуки азоту приходять на очисні споруди у вигляді азоту нітратів, азоту нітритів, амонійного азоту і азоту, пов'язаного органічними сполуками. Стічні води господарсько-побутового плану мають невелику концентрацію таких речовин, більшу частину відправляє у водойми промисловість. В процесі очищення співвідношення масових концентрацій всіх форм азотних сполук постійно змінюється. Склад стічних вод стає іншим вже при транспортуванні, тому що сечовина, яка міститься в побутових і господарських стічних водах, взаємодіючи з бактеріями, розпадається і утворює амоній-іон. Чим довша мережа каналізації, тим далі зайде цей процес. Іноді вміст амоній-іону при вході на очищення становить до п'ятдесяти міліграмів на кубічний дециметр, що дуже і дуже багато.Органічний азот
Це азот, який знаходиться у складі органічних речовин - протеидов і протеїнів, полипепсидов (високомолекулярних сполук), амінокислот, карбамидов (низькомолекулярних сполук), амінів, амідів. Вся органіка, в тому числі і азотосодержащая, потрапляє в стічні води, після чого азотні сполуки піддаються амонізациі. Органічного азоту в стічних водах багато, іноді до сімдесяти відсотків усіх азотних сполук. Але в результаті амонізациі на каналізаційному шляху до очисних споруд приходить органічного азоту не більше п'ятнадцяти відсотків. Далі відбувається вже рукотворна біологічна очистка. Перший етап - нітрифікація, тобто переробка сполук азоту за рахунок певних видів мікроорганізмів, які азот амонію окислюють, нітрат-іон і нітрит-іон. Нітрифікуючих бактерій можна не побоюватися - вони до зовнішніх умов дуже сприйнятливі і легко витісняються. А ось нітрати, якщо потрапляють у водойму, приводять його до загибелі, оскільки є прекрасною живильним середовищем для різноманітної мікрофлори. Саме тому з екосистеми нітрати необхідно виводити.