ბიოგენური ელემენტი, რომელიც ყველაზე აქტიურად მონაწილეობს ბიოჰიდროცენოზის პროცესებში, არის ამონიუმის აზოტი.
ეკოლოგიური მდგომარეობა
რეზერვუარებში შეიმჩნევა ამ ელემენტის შემცველობის ცვლილება: გაზაფხულზე ის მცირდება, ზაფხულში კი ხელსაყრელი ტემპერატურული პირობების გამო მისი კონცენტრაცია საგრძნობლად იზრდება, რადგან ორგანული ნივთიერებები მასიურად იშლება..
და ეს მკვეთრად აისახება წყლის ობიექტების სანიტარიულ მდგომარეობაზე, რაც აუცილებელს ხდის კონტროლის გაძლიერებას ეკოსისტემის სიცოცხლისუნარიანობაზე. მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაცია წყლის ობიექტებში, სადაც თევზი იჭერენ არის ის, სადაც ამონიუმის აზოტი არ აღემატება 0,39 მილიგრამს ლიტრზე.
წყალში
ცილოვანი აზოტის დაგროვება ექვემდებარება ამონიფიკაციას და ეს პროცესი არღვევს ცილებს ამონიუმის მდგომარეობამდე. ჩამდინარე წყლები მუშავდება აზოტის ამ წყაროთი, თუ მას აქვს უჯრედების ნახშირბადის კვების წყარო. ინტენსიური გამოყენება ხდება მათი ზრდის ფაზის პერიოდში დაროდესაც დაჟანგვა იწყება, ამონიუმის აზოტი გამოიყოფა ამიაკის სახით. შემდეგ ის იჟანგება ნიტრიტების და შემდეგ ნიტრატების მდგომარეობამდე, ან ხელახლა მონაწილეობს ახალ სინთეზში.
რეზერვუარიდან ამონიუმის აზოტის ამოღების მიზნით გამოიყენება კლინოპტილოლიტი, შემდეგ წყალი აღადგენს თავის თვისებებს. გამაგრილებელ კოშკებს ამონტაჟებენ თბილ სეზონზე, ზამთარში კი მათ ანაცვლებენ იონგამცვლელი ნაგებობებით, რის წყალობითაც კანალიზაციისგან მავნე ნივთიერებები იხსნება. მუდმივად ტარდება ანალიზები, იღებენ სინჯებს წყალში ამონიუმის აზოტზე, რომელიც გამოხდება აღებული ნიმუშიდან და შემდეგ დგინდება მისი რაოდენობა მიღებულ დისტილატში.
როგორ გავწმინდოთ აუზი
ბუნებაში არსებობს იონგამცვლელი მასალა, რომელსაც ეწოდება კლინოპტილოლიტი (ცეოლიტების კლასი). მისი დახმარებით მიზანშეწონილია წყლის სისუფთავის აღდგენა. ამონიუმის აზოტი მთლიანად არ იხსნება წყალში, ამიტომ ჯერ უნდა გაათავისუფლოთ იგი ყველა შეჩერებული მყარისაგან, შემდეგ კი წყალი მიაწოდოთ კლინოპტილოლიტის ფილტრებს. ეს საკმაოდ ძვირი გაწმენდაა, მაგრამ ყველაზე ეფექტური - ოთხმოცდაშვიდ პროცენტს აღწევს.
რეგენერაციას დასჭირდება ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის დამატება - ხუთი ან ათი პროცენტი. შემდეგ ტვირთი წყლით უნდა გაირეცხოს. ხსნარიდან გამოიყოფა ამიაკი, რომელიც შეიძლება შეიწოვოს გოგირდის მჟავას და წარმოქმნას ამონიუმის სულფატი, რომელიც ძალიან კარგია როგორც სასუქი. ჩამდინარე წყლებში ამონიუმის აზოტი, ისევე როგორც აზოტის შემცველი ორგანული ნაერთები, გამოიყოფა სხვადასხვა სახის დისტილაციით, მოპოვებით, ადსორბციით.
სასუქების მიღების მეთოდები
ეს მეთოდი კარგია, თუ საჭიროა ამონიუმის აზოტის განსაზღვრა. მისი სხვა ფორმები, რომლებიც გვხვდება იმავე სასუქებში - ამიდი, ნიტრატი - ამ მეთოდით შეუძლებელია. პირველ რიგში საჭიროა ამონიუმის აზოტის ამოღება, მაგალითად, ჩამდინარე წყლებში, ბევრია. ეს მეთოდი ზემოთ იყო განხილული. შემდეგ მომავალი სასუქის ნაწილი უნდა მოათავსოთ კოლბაში და დაასხით მარილმჟავას ხსნარი (კონცენტრაცია უნდა იყოს მოლარული - 0,05 მოლი დმ3). კოლბა უნდა შეანჯღრიოთ სპეციალური აპარატით მინიმუმ ნახევარი საათის განმავლობაში, რის შემდეგაც შესაძლებელია თხუთმეტი საათის განმავლობაში.
შემდეგი, კვლავ შეანჯღრიეთ ხსნარი და გაფილტრეთ დაფქული მშრალი ფილტრით. ჩამოიბანეთ ფილტრის შიგთავსი ერთი და იგივე მარილმჟავას ხსნარით მინიმუმ სამჯერ, შემდეგ ფილტრატის მოცულობა კვლავ უნდა მიიტანოთ საწყის მოცულობამდე მჟავა ხსნარით. ამრიგად, პირველ რიგში, მოხდა ამონიუმის აზოტის განსაზღვრა წყალში და მეორეც, მისი ოდენობის განსაზღვრა მიღებულ სასუქში. ეს უკანასკნელი მერყეობს ორმოციდან ას ორმოცდაათ მილიგრამამდე ლიტრზე, ხოლო კაპროლაქტამი იმავე ხსნარში შეიცავს რვადან ოთხმოც მილიგრამამდე ლიტრზე. თუ ამონიუმის აზოტის შემცველობა ოც მილიგრამზე ნაკლებია, ტესტი ჩაიშლება და ეს მეთოდი არ გამოიყენება.
დაბინძურების წყაროები
სამრეწველო ჩამდინარე წყლების ყველაზე დამახასიათებელი ნიშნებია არასტაბილური ქიმიური შემადგენლობა, მიკროფლორის განვითარებისათვის ადაპტაციის აუცილებელი პერიოდი, აზოტის ორგანული და მინერალური წარმოშობის ნაერთების სიჭარბე. ადრეგამწმენდ ობიექტებში ბიოლოგიური გაწმენდის განხორციელებით ჩამდინარე წყლები ურევენ საყოფაცხოვრებო და საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლებს და, შესაბამისად, საშუალოდ. ამონიუმის აზოტი (ფორმულა NH4+) ჩამდინარე წყლების აუცილებელი კომპონენტია.
დაბინძურების წყარო შეიძლება იყოს ჩამდინარე წყლები სხვადასხვა ინდუსტრიიდან - საკვებიდან და სამედიცინოდან მეტალურგიული, კოქსის, მიკრობიოლოგიური, ქიმიური და ნავთობქიმიური. ეს ასევე შეიძლება მოიცავდეს საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლებს, ნაკელს, სასოფლო-სამეურნეო - მინდვრებს. შედეგად, ცილები და შარდოვანა იშლება, ნიტრიტები და ნიტრატები ანაერობული გზით აღდგება.
ეფექტი სხეულზე
ასეთი ნაერთები უკიდურესად უარყოფითად მოქმედებს ადამიანის ორგანიზმზე. ამიაკი ანგრევს ცილებს მათთან რეაქციით. შემდეგ უჯრედები და, შესაბამისად, ორგანიზმის ქსოვილები წყვეტენ სუნთქვას, შეინიშნება ცენტრალური ნერვული სისტემის, ღვიძლის, სასუნთქი ორგანოების დაზიანება, ირღვევა სისხლძარღვების მუშაობა. თუ წყალი რეგულარულად გამოიყენება ამონიუმის მაღალი შემცველობით, მჟავა-ტუტოვანი ბალანსი იტანჯება, იწყება აციდოზი.
აღწევს ტოქსიკურ დონეს. ბავშვები განსაკუთრებით განიცდიან ამას. ვითარდება მეტემოგლობინემია, ორგანიზმში ჟანგბადის რეჟიმისწრაფად ნადგურდება, კუჭ-ნაწლავის ტრაქტი პირველი იწყებს ტანჯვას.
დოზის ლიმიტები
მეტემოგლობინემიის ცალკეული შემთხვევები იწყება მაშინ, როდესაც წყალში ნიტრატების შემცველობა ლიტრზე ორმოცდაათ მილიგრამამდეა, ხოლო როცა მათი კონცენტრაცია ლიტრზე ოთხმოცდათხუთმეტ მილიგრამს აღწევს, დაავადება ფართოდ გავრცელდება. შეერთებულ შტატებში, საფრანგეთში, ნიდერლანდებში, გერმანიაში ჩატარდა დეტალური კვლევები, რომლებმაც აჩვენეს, რომ ორმოცდაათ პროცენტში ლიტრზე ორმოცდაათი მილიგრამზე მეტი ნიტრატი გვხვდება. მიწისქვეშა და ჭაბურღილის წყლები ატარებენ ნიტრატების კონცენტრაციას ათჯერ აღემატება ლიმიტს - ერთნახევარ ათას მილიგრამამდე ლიტრზე, ხოლო ჯანდაცვის მსოფლიო ორგანიზაციამ დააწესა ლიმიტი ორმოცდახუთი მილიგრამი. და ეს ის წყალია, რომელსაც ხალხი სვამს!
და ჩამდინარე წყლების დამუშავება ხდება მრავალი გზით - როგორც ბიოლოგიური ფილტრაცია, ასევე ოზონის დაჟანგვა, და ტუტე მიწის მეტალის ჰიპოქლორიტები, და აერაცია და სორბცია, რომელიც იყენებს ნატრიუმის ფორმის ცეოლითებს და იონგაცვლის ფისებს და მუშავდება ძლიერი ტუტეებით. და ფლოტაცია და აღადგინეთ ამონიუმი მეტალის მაგნიუმით და დაამატეთ მაგნიუმის ქლორიდის ხსნარები ტრინატრიუმის ფოსფატით. თუმცა, დასუფთავების ტექნოლოგიები ყოველთვის ჩამორჩება დაბინძურების ტექნოლოგიებს.
ნუტრიენტები
გაზი (NH3) ამიაკი იხსნება ბუნებრივ წყლებში, როდესაც ხდება ორგანული ნაერთების ბიოქიმიური დაშლა, მათ შორის ამონიუმის აზოტი. შემდეგ წარმოიქმნება და გროვდება სხვა ნაერთები - ამონიუმის იონი და ამონიუმის აზოტი.გახსნილი ამიაკი წყლის ობიექტებში შედის მიწისქვეშა ან ზედაპირული ჩამონადენით, კანალიზაციით, ატმოსფერული ნალექებით. თუ ამონიუმის იონის კონცენტრაცია (NH4+) აღემატება ფონის მნიშვნელობას, ეს ნიშნავს დაბინძურების ახალი და ახლო წყაროს გაჩენას. ეს შეიძლება იყოს მეცხოველეობის ფერმები ან ნაკელი, ან მიტოვებული აზოტის სასუქები, სამრეწველო ლაგუნები ან მუნიციპალური გამწმენდი ნაგებობები.
და აზოტის, ნახშირბადის, ფოსფორის ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ჩამდინარე წყლებს, წყლის ობიექტებში მოხვედრისას, იწვევს მნიშვნელოვან ეკოლოგიურ ზიანს რუსეთის თითქმის ყველა რეგიონში. ჩამდინარე წყლების დამუშავება დღითიდღე უფრო და უფრო აქტუალური ხდება, ვინაიდან მავნე ნივთიერებების კონცენტრაცია, მათ შორის აზოტის ნაერთები, ხშირად უბრალოდ გადადის. ეს გავლენას ახდენს არა მხოლოდ სასმელ წყალზე. თითქმის ყველა ბოსტნეული და ხილი სწრაფად აგროვებს ნიტრატებს, ისინი გვხვდება ბალახსა და მარცვლეულში, რომელსაც პირუტყვი ჭამს.
NH3 და NH4-ის შემცველობა წყლის ობიექტებში
რეზერვუარები ყოველთვის შეიცავს აზოტს რამდენიმე გარდამავალი ფორმით: ამონიუმის მარილები და ამიაკი, ალბუმინოიდური აზოტი (ორგანული), ნიტრიტები (აზოტის მჟავას მარილები) და ნიტრატები (აზოტის მჟავას მარილები). ეს ყველაფერი ყალიბდება აზოტის მინერალიზაციის პროცესთან ერთად, მაგრამ უფრო მეტად მოდის ჩამდინარე წყლები. ახლა რეზერვუარები უნდა გაიწმინდოს. აზოტის ნაერთები ჩამდინარე წყლების გამწმენდ ქარხნებში მოდის ნიტრატის აზოტის, ნიტრიტის აზოტის, ამონიუმის აზოტის და ორგანული ნაერთებით შეკრული აზოტის სახით. საყოფაცხოვრებო გეგმის ჩამდინარე წყლები აქვსასეთი ნივთიერებების მცირე კონცენტრაციით, მრეწველობა აგზავნის მათ უმეტესობას წყლის ობიექტებში.
გაწმენდის პროცესში მუდმივად იცვლება ყველა ფორმის აზოტის ნაერთების მასური კონცენტრაციების თანაფარდობა. ჩამდინარე წყლების შემადგენლობა უკვე ტრანსპორტირების დროს ხდება განსხვავებული, რადგან შარდოვანა, რომელიც შეიცავს საყოფაცხოვრებო და საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლებს, ბაქტერიებთან ურთიერთქმედებით, იშლება და წარმოქმნის ამონიუმის იონს. რაც უფრო გრძელია საკანალიზაციო ქსელი, მით უფრო წინ წავა ეს პროცესი. ზოგჯერ ამონიუმის იონის შემცველობა მკურნალობის შესასვლელში ორმოცდაათ მილიგრამამდეა კუბურ დეციმეტრზე, რაც ძალიან, ძალიან ბევრია.
ორგანული აზოტი
ეს არის აზოტი, რომელიც გვხვდება ორგანულ ნივთიერებებში - პროტეინებში და პროტეინებში, პოლიპეპსიდებში (მაღალმოლეკულური ნაერთები), ამინომჟავები, კარბამიდები (დაბალმოლეკულური წონის ნაერთები), ამინები, ამიდები. ყველა ორგანული ნივთიერება, მათ შორის აზოტის შემცველი, შედის ჩამდინარე წყლებში, რის შემდეგაც აზოტის ნაერთები ექვემდებარება ამონიზაციას. ჩამდინარე წყლებში ბევრი ორგანული აზოტია, ზოგჯერ ყველა აზოტის ნაერთების სამოცდაათ პროცენტამდე. მაგრამ ამონიაციის შედეგად ორგანული აზოტის არაუმეტეს თხუთმეტი პროცენტი მოდის კანალიზაციის გამწმენდ ნაგებობამდე კანალიზაციის გზაზე.
შემდეგ ხდება ადამიანის მიერ შექმნილი ბიოლოგიური მკურნალობა. პირველი ეტაპი არის ნიტრიფიკაცია, ანუ აზოტის ნაერთების გადაქცევა გარკვეული ტიპის მიკროორგანიზმების გამო, რომლებიც ამონიუმის აზოტს ჟანგავს ნიტრატ იონად და ნიტრიტ იონად. ნიტრიფიკაციის ბაქტერიების შიში არ შეიძლება - ისინი ძალიან მგრძნობიარეა გარე პირობების მიმართ და ადვილად გადაადგილდებიან. მაგრამ ნიტრატები, თუ ისინი მოხვდებიან წყალსაცავში,გამოიწვიოს მისი სიკვდილი, რადგან ისინი შესანიშნავი მკვებავი საშუალებაა სხვადასხვა მიკროფლორისთვის. ამიტომ ნიტრატები უნდა მოიხსნას ეკოსისტემიდან.
ნიტრიტები და ნიტრატები
თუ კანალიზაცია შეაღწევს ნიადაგში, მაშინ ამონიუმის აზოტი ზოგიერთი ბაქტერიის გავლენით გადაიქცევა ჯერ ნიტრიტებად, შემდეგ ნიტრატებად. სხვადასხვა ფორმის უპირატესობა და შემცველობა დამოკიდებულია იმ პირობებზე, რომლებიც ვითარდება ნიადაგში აზოტის შემცველობით ნაერთების, შემდეგ კი წყალსაცავში შეყვანის დროს.
წყალდიდობის დროს მისი ორგანული ფორმების კონცენტრაცია საგრძნობლად იმატებს, ვინაიდან ორგანული ნარჩენები ირეცხება ნიადაგის ზედაპირიდან, ზაფხულში კი ისეთივე საგრძნობლად იკლებს, რადგან ისინი სხვადასხვა წყლის ორგანიზმებისთვის „საკვებად“ემსახურებიან. ნიტრიტი არის ამონიუმის აზოტის დაჟანგვის შუალედური ფორმა, რომელიც მიდრეკილია ნიტრატისკენ. ბუნებრივ წყლებში, როგორც წესი, ნიტრატები არც თუ ისე მაღალია, თუ არ მოხდა სასუქების გამორეცხვა მინდვრებიდან.
