<<
>>

Соединения азота (ионы аммония, нитриты, нитраты)

В природных и сточных водах азот выступает в четырех основных формах: в виде иона аммония NH4+, нитрит-ионов NO2-, нитрат-ионов NO3- и в составе органических соединений.

Повышение концентрации ионов аммония и нитритов обычно указывает на свежее загрязнение, в то время как увеличение содержания нитратов — на загрязнение в предшествующее время. Все формы азота, включая и газооб­разную, способны к взаимным превращениям.

Содержание ионов аммония в природных водах варьирует в интервале от 10 до 200 мкг/дм3 в пересчете на азот. Присутствие в незагрязненных поверхно­стных водах ионов аммония связано главным образом с процессами биохи­мической деградации белковых веществ, дезаминирования аминокислот, раз­ложения мочевины под действием уреазы. Основными источниками поступ­ления ионов аммония в водные объекты являются животноводческие фермы, хозяйственно-бытовые сточные воды, поверхностный сток с сельхозугодий в случае использования аммонийных удобрений, а также сточные воды пред­приятий пищевой, коксохимической, лесохимической и химической промыш­ленности. В стоках промышленных предприятий содержится до 1 мг/дм3 аммония, в бытовых стоках — 2-7 мг/дм3; с хозяйственно-бытовыми сточны­ми водами в канализационные системы ежесуточно поступает до 10 г аммо­нийного азота (в расчете на одного жителя).

Предельно допустимая концентрация в воде водоемов хозяйственно-пить­евого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) установлена в размере 2 мг/дм3 по азоту или 2,6 мг/дм3 в виде иона NH4+ (лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический).

Присутствие аммония в концентрациях порядка 1 мг/дм3 снижает способ­ность гемоглобина рыб связывать кислород. Признаки интоксикации — воз­буждение, судороги, рыба мечется по воде и выпрыгивает на поверхность.

Механизм токсического действия — возбуждение центральной нервной сис­темы, поражение жаберного эпителия, гемолиз (разрыв) эритроцитов. Ток­сичность аммония возрастает с повышением pH среды. При переходе от оли- готрофных к мезо- и эвтрофным водоемам возрастают как абсолютная кон­центрация ионов аммония, так и их доля в общем балансе связанного азота.

Повышенная концентрация ионов аммония может быть использована в качестве индикаторного показателя, отражающего ухудшение санитарного состояния водного объекта, процесс загрязнения поверхностных и подзем­ных вод, в первую очередь, бытовыми и сельскохозяйственными стоками.

В незагрязненных поверхностных водах концентрация нитрат-ионов не превышает величины порядка десятков микрограммов в литре (в пересчете на азот). С нарастанием эвтрофикации абсолютная концентрация нитратно­го азота и его доля в сумме минерального азота возрастают.

Значения предельно допустимых концентраций нитратов для овощей и фруктов, мг/кг [87]

Культура ПДКпр.
Листовые овощи 250
Перец сладкий 900
Кабачки 250
Дыни 150
Арбузы 150
Виноград столовый 1400
Культура ПДКпр
Яблоки 80
Груши 600
Картофель 2000
Капуста ранняя 200
Морковь 400
Томаты 90
Огурцы 60
Свекла столовая 60
Лук репчатый 60
Лук перо 60

Предельно допустимая концентрация в воде водоемов (ПДКв) установлена в размере 10 мг/дм3 по азоту или 45 мг/дм3 в виде иона NO3- (лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический). В требованиях к составу воды хозяйственно-питьевого назначения также указан норматив, соответствующий 10 мг/дм3 по азоту или 45 мг/дм3 в виде иона NO3- (тожде­ственно равен стандарту США для питьевой воды).

Нитрит-ионы (NO2") представляют собой промежуточную ступень в цепи бактериальных процессов окисления аммония до нитратов и, напротив, вос­становления нитратов до азота и аммиака. Подобные окислительно-восста­новительные реакции характерны для станций аэрации, систем водоснабже­ния и собственно природных вод. Кроме того, нитриты используются в каче­стве ингибиторов коррозии в процессах водоподготовки технологической воды и поэтому могут попасть и в системы хозяйственно-питьевого водоснабже­ния. Широко известно также применение нитритов для консервирования пищевых продуктов. Концентрация нитритов в поверхностных водах состав­ляет сотые (иногда даже тысячные) доли милиграмма в литре; в подземных водах концентрация нитритов обычно выше, особенно в верхних водоносных горизонтах (сотые, десятые доли милиграмма в литре).

В воздействии на человека различают первичную токсичность собственно нитрат-иона; вторичную, связанную с образованием нитрит-иона, и третич­ную, обусловленную образованием из нитритов и аминов нитрозаминов. Смертельная доза нитратов для человека составляет 8-15 г; допустимое су­точное потребление по рекомендациям ФАО/ВОЗ — 5 мг/кг массы тела.

Предельно допустимая концентрация нитритов в воде водоемов (ПДКв) установлена в размере 3,3 мг/дм3 в виде иона NO2- или 1 мг/дм3 в пересчете на азот нитритов. Показатель вредности — санитарно-токсикологический.

При длительном употреблении питьевой воды и пищевых продуктов, со­держащих значительные количества нитратов (от 25 до 100 мг/дм3 по азоту), резко возрастает концентрация метгемоглобина в крови. Крайне тяжело про­текают метгемоглобинемии у грудных детей (прежде всего, искусственно вскармливаемых молочными смесями, приготовленными на воде с повышен­ным — порядка 200 мг/дм3 — содержанием нитратов) и у людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Особенно опасны грунтовые воды и питаемые ими колодцы, поскольку в открытых водоемах нитраты частично потребляются водными растениями.

Присутствие нитрата аммония в концентрациях порядка 2 мг/дм3 не вы­зывает нарушения биохимических процессов в водоеме; подпороговая кон­центрация этого вещества, не влияющая на санитарный режим водоема, 10 мг/дм3. Повреждающие концентрации соединений азота (в первую оче­редь, аммония) для различных видов рыб составляют величины порядка со­тен милиграммов в литре воды.

Наряду с описанными эффектами воздействия немаловажную роль играет тот факт, что азот — это один из первостепенных биогенных (необходимых для жизни) элементов. Именно этим обусловлено применение соединений азота в качестве удобрений, но, с другой стороны, с этим связан вклад выне­сенного с сельскохозяйственных земель азота в развитие процессов эвтрофи­кации (неконтролируемого роста биомассы) водоемов. Так, с одного гектара орошаемых земель выносится в водные системы 8-10 килограммов азота.

В соответствии с требованиями глобальной системы мониторинга состоя­ния окружающей среды (ГСМОС) нитрит- и нитрат-ионы входят в програм­мы обязательных наблюдений за составом питьевой воды и являются важны­ми показателями степени загрязнения и трофического статуса природных водоемов.

5.3.

<< | >>
Источник: Е.В. Веницианов и др.. Экологический мониторинг: шаг за шагом / Е.В. Веницианов и др.,Под ред. Е.А. Заика. — М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева,2003. — 252 с.. 2003

Еще по теме Соединения азота (ионы аммония, нитриты, нитраты):

  1. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ В ТКАНЯХ КАРПА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ АЛЛОХТОННОГО АЗОТА В ВОДЕ И ТЕМПА РОСТА РЫБ
  2. Соединения азота (ионы аммония, нитриты, нитраты)