V mnoha částech Ruska je problém zajištění bezpečné pitné vody velmi akutní. V regionech je situace krizového charakteru. Kvalitativní změny ve složení vody spojené s lidskou činností jsou často nevratné. Abyste se vyhnuli následkům pitné vody, která nesplňuje hygienické požadavky, musíte vědět, co teče z vašeho kohoutku, a reagovat na to. Pokud vaše voda obsahuje dusičnany, je čas zvážit systémy čištění vody.
Obsah
- Obsah dusičnanů ve vodě
- Co způsobuje dusičnany ve vodě? Zdroje dusičnanů v pitné vodě
- Norma dusičnanů ve vodě
- Jak určit dusičnany ve vodě
- Jak otestovat vodu doma na dusičnany
- Vliv dusičnanů ve vodě na lidský organismus. Proč jsou dusičnany ve vodě nebezpečné?
- Co jsou dusičnany a jak se dostávají do vody?
- Jaké množství dusičnanů je bezpečné pro pitnou vodu?
- Jak zkontrolovat obsah dusičnanů ve vodě?
- Jsou dusičnany ve vodě škodlivé?
- Jak odstranit dusičnany z vody?
- Dají se dusičnany z vody odstranit varem?
Obsah dusičnanů ve vodě
Pojďme zjistit, co způsobuje dusičnany ve vodě. Dusičnany neboli soli kyseliny dusičné se nacházejí v povrchových a podzemních vodách. Tyto sloučeniny se vyznačují dobrou rozpustností a disociují za vzniku NO 3- aniontu. 100 g dusičnanu sodného (NaNO) se rozpustí ve 20 ml vody při 87,6 °C3), 31,6 g dusičnanu draselného (KNO3) nebo asi 200 g dusičnanu amonného (dusičnanu amonného). S rostoucí teplotou se rozpustnost těchto látek zvyšuje a při 100 °C dosahuje 176, 245 a 1024 g, resp.
Všechny dusičnany ve své čisté formě jsou dobrými oxidačními činidly. Za určitých teplotních podmínek (380 °C pro NaNO3) předávají jeden atom kyslíku a přeměňují se na dusitany (MeNO2). V roztoku (při úplné disociaci) ztrácejí své oxidační schopnosti. Rozpouštění dusičnanových sloučenin je doprovázeno intenzivní absorpcí tepla, a proto probíhá pomalu. Pro urychlení procesu se roztoky zahřejí a po malých dávkách se dávkují čisté dusičnany.
Hlavním důvodem, proč studniční voda obsahuje dusičnany, je zemědělství. Dusičnany se účastní koloběhu dusíku a reagují s organickými sloučeninami. Jako hnojivo pro rostliny podporují dusíkaté sloučeniny růst jejich vegetativních částí.
Dalším důvodem, proč mohou být ve studniční vodě dusičnany, jsou kameny. V přírodě se vyskytují přírodní ložiska dusičnanů. V Chile jsou obrovská ložiska dusičnanů a v Indii – nitrokalitu. Tyto minerály se skládají především z dusičnanu sodného a dusičnanu draselného. V současné době probíhá průmyslový rozvoj těchto přírodních ložisek. Dusičnany kovů vznikají také absorpcí oxidu dusnatého na uhličitanech.
Voda obsahující dusičnany je způsobena vnikáním dusičnanu amonného. Dusičnan amonný se vyrábí reakcí koncentrované kyseliny dusičné a bezvodého amoniaku. Tato sůl se používá v zemědělství (jako hnojivo) a v pyrotechnice. K rozkladu dusičnanu amonného dochází různě v závislosti na podmínkách:
- při teplotách pod 200 °C se mění na plynný oxid dusičitý, přičemž se uvolňuje teplo;
- Při teplotách nad 300 °C nebo při detonaci vzniká při reakci kyslík, dusík a voda.
Co způsobuje dusičnany ve vodě? Zdroje dusičnanů v pitné vodě
Koncentrace dusičnanů ve vodě může být několikrát překročena. A existuje pro to vysvětlení. Existuje několik důvodů, proč studniční voda obsahuje velké množství dusičnanů.
Jedním z hlavních důvodů, proč se dusičnany dostávají do vody, je nekontrolované používání dusičnanů jako hnojiva pro zemědělské plodiny. Kvůli jejich levnosti a dostupnosti je mnoho zemědělsko-průmyslových podniků přispívá nadměrně. Část dusičnanů s taveninou a dešťovou vodou končí v otevřených nádržích a proniká do horních vodonosných vrstev.
Dalším zdrojem dusičnanových iontů ve vodě jsou komplexy hospodářských zvířat a drůbežárny. Vznikají v důsledku rozkladu hnoje, který probíhá za účasti nitrobakterií. Pokud jsou na území farmy pohřebiště, dále to zhoršuje situaci s hromaděním dusičnanů v půdě a jejich převáděním do vodních zdrojů.
Nekontrolované vypouštění odpadních vod průmyslovými podniky vede ke zvýšení koncentrace dusičnanů v přírodních vodách. Výroba a spotřeba sloučenin kyseliny dusičné je rozšířená.
Rozklad živočišných tkání ve vodních útvarech je doprovázen uvolňováním dusičnanů. Dusík je součástí mnoha aminokyselin.
Existuje řada dalších zdrojů dusičnanů, ale jejich význam je nevýznamný. Například úder blesku do vodní plochy je doprovázen tvorbou sloučenin kyseliny dusičné. Přítomnost dusičnanů ve vodě po bouřce není významná.
Na území Moskvy a moskevské oblasti představují potenciální nebezpečí průmyslové podniky na jihu a jihovýchodě a také skládka Timochovskaja, největší úložiště pevného odpadu a průmyslového odpadu v Evropě. Je obtížné určit, kolik dusičnanů ve vodě pochází z těchto zdrojů. Hladiny dusičnanů v otevřených a podpovrchových vodních útvarech se mohou lišit v závislosti na ročním období. V létě jsou v teplé vodě nitrobakterie vysoce aktivní a rozkladné procesy v ní probíhají rychleji.
Norma dusičnanů ve vodě
Maximální přípustná koncentrace dusičnanů v pitné vodě, předepsaná v SanPiN, je 45 mg/dm3. Doporučení WHO jsou prakticky stejná: uvádějí maximální přípustnou koncentraci dusičnanů pro vodu 50 mg/dm 3 . V klasifikátoru odpadů (FKKO) jsou nespotřebovaná minerální hnojiva, statkový odpad a další zdroje dusičnanů zařazeny do třídy nebezpečnosti III.
Kvalita vody z hlediska množství dusičnanů ve vodě se v různých regionech a dokonce i ve stejné lokalitě desetinásobně liší. Několik příkladů z Moskvy a moskevského regionu:
- Centralizované zásobování vodou, JSC „Mosvodokanal“. Obsah dusičnanů nepřesahuje 5,2 mg/dm3. Díky kvalitní úpravě vody, novým rozvodům, vnitroblokovým a vnitroblokovým sítím dostávají abonenti společnosti kvalitní vodu. V jiných městech může být situace s množstvím dusičnanů ve vodě mnohem složitější.
- Soukromý a průmyslový sektor, pískové vrty. Vodní vrstvy umístěné v pískovcích v hloubce do 30 metrů obsahují až 150 mg/dm 3 dusičnanů. Takovou vodu nelze bez úpravy použít jako pitnou, pokud voda obsahuje dusičnany. Obsah dusičnanů v pitné vodě musí být přísně kontrolován státem.
- Soukromý a průmyslový sektor, artéské studny. Voda s nejnižším obsahem dusičnanů se získává z vodonosných vápencových zlomů nacházejících se v hloubce 70 metrů. Při přechodu z oblasti dobíjení do tlakové oblasti je voda filtrována přes usazené horniny. Všechny dusičnany přicházející shora zůstávají v tloušťce silného přírodního filtru. Hladiny dusičnanů ve vodě se dosahuje pomocí speciálních filtrů.
Stojí za zmínku, že ne všechny artéské studny obsahují čistou vodu. Hlavními důvody, proč se do nich dusičnany dostávají, je nesprávné uspořádání nebo provoz zdroje. Porušení těsnosti pláště často vede k pronikání usazené vody a s ní dusičnanů do hlubokých vrstev. I když si majitel hlídá zásobování vodou, existuje šance, že na sousedním pozemku je „sirotčí“ studna vrtaná do stejného vápencového zlomu. Dusičnany a další nečistoty přes něj mohou proniknout a znehodnotit celou vodonosnou vrstvu.
Jak určit dusičnany ve vodě
Existuje několik metod pro stanovení množství dusičnanů ve vodě. Výběr závisí na očekávané koncentraci dusičnanových sloučenin a účelu studie. Pro studium pitné vody se široce používají fotometrické metody pro stanovení dusičnanů ve vodě pomocí Griessova činidla nebo salicylátu sodného. Obě metody vyžadují použití koncentrované kyseliny sírové a specializovaného optického zařízení. Měření dusičnanů ve vodě se provádí v laboratorních podmínkách a poskytuje vysoce přesné výsledky.
Jak otestovat vodu doma na dusičnany
Existuje poměrně bezpečný způsob, jak zjistit obsah dusičnanů v pitné vodě doma – reakce rivanol. K jeho provedení potřebujete tabletu rivanolu, 200 ml farmaceutické kyseliny chlorovodíkové, zinkový prášek a fyziologický roztok. Metoda umožňuje určit přebytek maximální přípustné koncentrace dusičnanů, ale neumožňuje vypočítat jejich obsah.
Testování vody na dusičnany pomocí indikačních proužků není nejlepší možností, nedávají spolehlivé výsledky. Významné chyby vznikají v důsledku přítomnosti jiných solí ve vodě. Do vody nejsou vhodné ani domácí dusičnanové testery pro kontrolu zeleniny. Některé modely mají funkci pro posouzení tvrdosti nebo celkového obsahu soli. Víme, jak otestovat vodu na dusičnany a uděláme to za vás!
Vliv dusičnanů ve vodě na lidský organismus. Proč jsou dusičnany ve vodě nebezpečné?
Každý živý organismus obsahuje dusičnany. Jsou přirozenou součástí metabolismu dusíku. Při překročení maximální přípustné koncentrace však dusičnany působením enzymu nitrátreduktázy odevzdají jeden atom kyslíku a přemění se na dusitany – vysoce toxické soli kyseliny dusité. Jejich účinek na organismus je podobný jako u oxidu uhelnatého. Dusitany nevratně reagují s hemoglobinem v krvi a blokují jeho schopnost přenášet kyslík. Při pravidelném překračování maximálního limitu koncentrace dusičnanů v pitné vodě není tělo schopno obnovit množství hemoglobinu v krvi. To vede k hladovění kyslíkem, onemocněním nervového a kardiovaskulárního systému. Existuje hypotéza o mutagenních a karcinogenních účincích dusičnanů. Není to ani potvrzeno, ani vyvráceno systematickým výzkumem.
Co ale dělat, když ve studniční vodě najdete dusičnany. Překročení nejvyšší přípustné koncentrace dusičnanů neznamená, že voda je nevhodná k použití. Existují způsoby, jak snížit koncentraci dusičnanových sloučenin na bezpečnou úroveň. Podrobně je popíšeme v článku „Jak čistit vodu od dusičnanů“.
Dusičnany jsou jednou z nejčastějších znečišťujících látek, kterým čelí majitelé domů. Voda kontaminovaná dusičnany se nejčastěji vyskytuje na zemědělských pozemcích, případně na pozemcích, které tento status ztratily a byly převedeny na jinou kategorii pozemků (bytová výstavba jednotlivců, pozemky soukromých domácností, pozemky komplexní zástavby). Majitelé takových domácností se při instalaci studny nebo studny určitě potýkají s přítomností dusičnanů ve vodě.
Dusičnany, i když postrádají zřetelnou chuť a vůni, stále představují vážnou hrozbu pro zdraví lidí a hospodářských zvířat.
Co jsou dusičnany a jak se dostávají do vody?
Dusičnany (lat. nitras; zastaralé dusičnany) – soli kyseliny dusičné obsahující jednou nabitý anion NO3 − .
Dusičnany se nacházejí v zemské atmosféře, půdě a vodě. Jsou snadno biologicky odbouratelné a vysoce rozpustné ve vodě. Dusičnany vznikají rozkladem rostlin, živočišného odpadu a jako vedlejší zemědělský produkt. Dešťová voda, záplavy a eroze půdy mohou způsobit vyplavování dusičnanů do podzemních vod.
Dusík je jednou z nejdůležitějších živin pro úspěšný růst rostlin a plodin. Dusík je jedním ze stavebních kamenů molekuly chlorofylu, který umožňuje rostlinám extrahovat živiny během fotosyntézy.
Hnojiva pro trávníky, květiny a plodiny používají dusičnany, aby rostlinám poskytly tuto přirozenou energii a pomohly jim prospívat a zůstat zdravé. Když jsou tato hnojiva přenášena deštěm do potoků a jezer, hladiny dusičnanů v podzemních vodách se zvyšují.
Dusík je v našem prostředí hojný a je zásadní pro zdraví a růst všech živých věcí. Nadměrná konzumace dusíkatých sloučenin však může vést ke zdravotním komplikacím a onemocněním.
Dusičnany se do vodních zdrojů dostávají odtokem ze zemědělství, průmyslovým odpadem, používáním hnojiv a herbicidů az netěsných septiků a prasklých kanalizačních systémů. Přírodní bakterie nacházející se v půdě mohou také metabolizovat dusík na usazeniny dusičnanů v zemi. Dešťová voda může přenášet hnůj z zemědělské půdy do potoků a jezer. Odpady hospodářských zvířat jsou dalším běžným způsobem, jak zavést dusičnany do vodních zdrojů. Zavlažování plodin může zapustit dusičnany hluboko do půdy a jak srážky prosakují zemí, dusičnany se mohou vyluhovat do vodonosných vrstev.
Ti, kteří žijí v těsné blízkosti průmyslových závodů, mohou také zjistit, že jejich studny a vrty jsou kontaminovány dusičnany. Dusičnany se běžně používají jako oxidační činidla při výrobě keramiky, k odstranění vzduchových bublin ze skla a jako vytvrzovací činidlo pro kovy. Dusičnany se také používají při výrobě munice a výbušnin. Vysoké hladiny dusičnanů se nacházejí také v okolí golfových hřišť a v blízkosti skládek odpadních vod a skládek.
Jaké množství dusičnanů je bezpečné pro pitnou vodu?
Maximální přípustná koncentrace dusičnanů v pitné vodě je 45 mg/l (nebo 10 mg/l pro dusík) a je regulována normou SanPiN 2.1.4.1074-01 „Pitná voda. Hygienické požadavky”
Jak zkontrolovat obsah dusičnanů ve vodě?
Nejlepší způsob, jak otestovat dusičnany ve vaší vodě, je nechat ji otestovat v certifikované laboratoři. Tento komplexní test vody vyhodnocuje úrovně různých znečišťujících látek ve vodě a poskytuje vám důkladné a podrobné posouzení kvality vody ze studny.
Pokud máte vlastní studnu nebo studnu, je nesmírně důležité pravidelně sledovat kvalitu vody. Dusičnany jsou bez chuti, barvy a zápachu, takže jediný způsob, jak zjistit jejich přítomnost, je testování.
Pokud jste již provedli úplný test vody a nainstalovali systém vodní filtrace ke snížení hladiny dusičnanů, můžete jej pravidelně kontrolovat pomocí testovacích proužků. Tyto testovací proužky používají barevný gradient, aby vám poskytly obecnou představu o hladinách dusičnanů a dusitanů ve vaší vodě a zároveň vám umožnily sledovat vaši vodu a vyhodnocovat účinnost vašeho filtračního systému.
Jsou dusičnany ve vodě škodlivé?
Pitná voda s vysokým obsahem dusičnanů je spojena se zdravotními riziky, zejména pro kojence. Zvýšená hladina dusičnanů snižuje schopnost červených krvinek přenášet kyslík do celého těla. Účinky nedostatku kyslíku jsou nejzávažnější u malých dětí, u kterých se může rozvinout stav zvaný methemoglobinémie. Červené krvinky obsahují sloučeninu na bázi železa zvanou hemoglobin, která je zodpovědná za přenos kyslíku. Když děti konzumují dusičnany, mění se v krevním oběhu dítěte na dusitany. V přítomnosti dusitanů se tento hemoglobin přeměňuje na methemoglobin, který není schopen transportovat kyslík.
Methemoglobinémie, také známá jako cyanóza nebo „syndrom modrého dítěte“, je nejčastější stav související s dusičnany. Dítě s tímto syndromem má namodralé nebo nahnědlé zbarvení kolem rtů, nosu a nehtových lůžek. Může mít také příznaky, jako je nevolnost, zvracení a průjem. Pokud si myslíte, že vaše dítě trpí cyanózou, měli byste okamžitě vyhledat odbornou lékařskou pomoc.
Dusičnany mohou také zhoršit onemocnění u dospělých s nízkou žaludeční kyselinou nebo zděděným nedostatkem specifického enzymu (methemoglobin reduktázy). Světová zdravotnická organizace (WHO) stanovila, že dusičnany jsou pravděpodobně pro člověka karcinogenní, i když je nepravděpodobné, že pití vody s dusičnany samotnými bude stačit ke vzniku rakoviny.
Jak odstranit dusičnany z vody?
Dusičnany lze z vody odstranit reverzní osmózou, destilací nebo použitím iontoměničové pryskyřice. Dusičnany jsou složité znečišťující látky, které se z vody obtížně odstraňují. Dusičnany nejsou odstraněny sedimentovými filtry, uhlíkovými filtry nebo ultrafiltračními membránami. Pokud chcete odstranit dusičnany pro celý váš domov, instalace kolony s aniontovou pryskyřicí na místě vstupu vody je nejběžnějším a nejefektivnějším řešením. Pokud chcete z pitné vody odstranit pouze dusičnany, doporučuje se nainstalovat pod dřez systém reverzní osmózy. K odstranění dusičnanů z malých objemů vody můžete také použít vodní destilátor.
Reverzní osmóza odstraňuje nečistoty protlačováním tlakové vody přes polopropustnou membránu pokrytou mikroskopickými póry. Tyto póry fungují jako síto, které odděluje čistý vodík a kyslík od nečistot. Osmotická membrána má tak jemnou mikronovou síť, že dokáže zbavit vodu dusičnanů. Čistá, vyčištěná voda prochází membránou a shromažďuje se v zásobní nádrži. Zbývající kontaminanty jsou odstraněny a spláchnuty do kanalizace v roztoku solanky. Reverzní osmóza je jednou z nejúčinnějších metod filtrace vody a je schopna odstranit více než 98 % nečistot přenášených vodou.
Je však třeba mít na paměti, že čím vyšší je obsah dusičnanů ve vodě, tím větší může být zbytková koncentrace po čištění reverzní osmózou. Pokud máte například extrémně problematickou vodu s 10násobkem MAC pro dusičnany, vaše vyčištěná voda bude mít s největší pravděpodobností hodnoty na horních hranicích MAC.
Čím vyšší je vstupní koncentrace dusičnanů, tím méně účinná bude reverzní osmóza při výrobě vody bezpečné pro spotřebu. To je důvod, proč je provádění podrobného testování vody tak důležité při výběru systému filtrace vody.
iontová výměna. Jedním z nejúčinnějších způsobů eliminace dusičnanů je průchod vody přes iontoměničovou náplň. Iontová výměna se nejčastěji vyskytuje v tradičních změkčovačích vody a stejnou metodu lze použít k odstranění jiných nečistot než tvrdé vody. Změkčovače vody používají roztok solanky k regeneraci iontoměničových pryskyřic ionty sodíku. Jak tvrdá voda protéká pryskyřičným ložem, ionty vápníku a hořčíku se vyměňují za ionty sodíku a voda opouští kolonu změkčená.
Na stejném principu funguje odstraňování dusičnanů iontovou výměnou. Místo sodíku tyto systémy filtrace vody používají chloridové ionty. Když voda kontaminovaná dusičnany prochází nádrží nebo patronou, aniontové pryskyřice shromažďují dusičnanové ionty a místo toho vtlačují do vody neškodné chloridové ionty. Tento jev je známý jako výměna aniontů, protože chlorid a dusičnan nesou záporný náboj (což z nich dělá spíše anionty než kladně nabité kationty).
Tyto iontoměničové nitrátové filtry mají jmenovitou životnost. Budou schopny zpracovat pouze určitý objem vody, než se vyčerpá všechny chloridové ionty a zátěž bude potřeba buď regenerovat, nebo vyměnit. Čím vyšší je koncentrace dusičnanů ve vaší vodě, tím rychleji dojde k vyčerpání filtračního média. Systémy iontové výměny selektivní na dusičnany lze instalovat jako regenerační nádrže naplněné pryskyřicí na vstupu do domácnosti, podobně jako změkčovače vody. Dodávají se také ve formě kazet, které dokážou upravit veškerou vodu v domácnosti nebo selektivně upravovat vodu používanou k pití.
Aby však proces iontové výměny účinně odstranil dusičnany z vody, vaše voda nesmí mít zvýšené hladiny síranů. Iontoměničová pryskyřice bude přitahovat jak dusičnany, tak sírany a bude přednostně vybírat sírany. Pokud vaše voda obsahuje více síranů než dusičnanů, médium již nebude účinné při snižování hladiny dusičnanů. To je další důvod, proč je nanejvýš důležité důkladně porozumět složení vaší vody.
Je také velmi důležité zvážit umístění vypouštěcího potrubí vašeho iontoměničového filtru. Pokud používáte systém zpětného proplachování kolony, budete muset systém pravidelně proplachovat chloridem sodným, aby se pryskyřice regenerovala a solanka se propláchla. Tento roztok bude nabitý dusičnany, takže se ujistěte, že odtéká do oblasti vzdálené od vašeho vodovodu.
Palírny. Třetím způsobem odstranění dusičnanů z vody je proces destilace vody. Destilátory vody odstraňují prakticky všechny nečistoty přenášené vodou napodobováním přirozeného procesu filtrace – hydrologického cyklu. V hydrologickém cyklu se voda odpařuje z povrchových vod (oceány, moře, jezera, řeky a nádrže). Během procesu odpařování se veškeré nečistoty ve vodě rozptýlí, když se molekula změní z kapalné formy na páru. Pára pak kondenzuje v horních vrstvách atmosféry a padá jako srážky ve formě deště a sněhu. Tato voda je zcela bez jakýchkoliv nečistot.
Vodní destilátory tento proces napodobují. Voda je umístěna v komoře s topným tělesem, které vaří vodu, dokud se zcela nepřemění v páru. Tato pára pak vstupuje do chladicí spirály. Zde se voda ochlazuje, dokud se nevrátí do kapalného stavu. Voda se shromažďuje v nádobě vyrobené ze skla nebo plastu. Když voda přejde z kapalného do plynného skupenství, všechny nečistoty ve vodě zůstávají ve varné komoře. Kontaminanty, které se mohou změnit na plyn, jsou odstraněny uhlíkovým dodatečným filtrem destilátoru. Žádné dusičnany nepřežijí proces destilace.
Jakkoli je proces destilace vody účinný, jde o jeden z nejpomalejších a nejdražších způsobů čištění vody. Voda se destiluje doslova po kapkách. Většina domácích destilátorů vody destiluje jeden litr vody během 1-1,5 hodiny. Pokud máte ve vodě nebezpečné hladiny dusičnanů, bude to velmi dlouhé čekání na přípravu dávky pitné vody. Kromě toho palírny spotřebují poměrně hodně energie na čištění vody. Během svého provozu destilátor vynakládá energii na vaření a chlazení spirál.
Dají se dusičnany z vody odstranit varem?
To je běžná mylná představa. Není možné odstranit dusičnany varem. Vaření pouze zvýší koncentraci dusičnanů ve vaší vodě. Když se voda vaří, část se odpaří. Jak se část vody mění z kapaliny na plyn, zůstane vám ve vodě koncentrovanější hladina dusičnanů.
