Nguyên tố sinh học tham gia tích cực nhất vào quá trình oxy hóa sinh học là nitơ amoni.
Thực trạng môi trường
Trong các hồ chứa, người ta có thể quan sát thấy sự thay đổi hàm lượng của nguyên tố này: vào mùa xuân thì ít đi, nhưng vào mùa hè, do điều kiện nhiệt độ thuận lợi, nồng độ của nó tăng lên đáng kể do chất hữu cơ bị phân hủy ồ ạt.
Và điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến tình trạng vệ sinh của các vùng nước, do đó cần phải tăng cường kiểm soát khả năng tồn tại của hệ sinh thái. Nồng độ tối đa cho phép trong các thủy vực nơi đánh bắt cá là một trong đó nitơ amoni không vượt quá 0,39 miligam mỗi lít.
Trong nước
Sự tích tụ của nitơ protein có thể bị amon hóa, và quá trình này phân hủy protein thành trạng thái amoni. Nước thải được xử lý bằng nguồn nitơ này nếu nó có nguồn cung cấp cacbon cho tế bào. Việc sử dụng chuyên sâu xảy ra trong các thời kỳ của giai đoạn phát triển của chúng, vàkhi quá trình oxy hóa bắt đầu, nitơ amoni được giải phóng dưới dạng amoniac. Sau đó, nó bị oxy hóa đến trạng thái nitrit và sau đó là nitrat, hoặc nó được tái tham gia vào một quá trình tổng hợp mới.
Để loại bỏ nitơ amoni khỏi bể chứa, clinoptilolite được sử dụng, sau đó nước sẽ khôi phục lại chất lượng của nó. Tháp giải nhiệt được lắp đặt vào mùa ấm, và vào mùa đông, chúng được thay thế bằng các nhà máy trao đổi ion, nhờ đó các chất độc hại được loại bỏ khỏi nước thải. Các phân tích liên tục được thực hiện, các mẫu được lấy để tìm nitơ amoni trong nước, được chưng cất từ mẫu đã lấy, và sau đó lượng của nó được xác định trong sản phẩm chưng cất thu được.
Cách làm sạch ao
Có một vật liệu trao đổi ion trong tự nhiên được gọi là clinoptilolit (một loại zeolit). Với sự giúp đỡ của nó, nó được khuyến khích để khôi phục độ tinh khiết của nước. Nitơ amoni không hòa tan hoàn toàn trong nước, vì vậy trước tiên bạn cần phải giải phóng nó khỏi tất cả các chất rắn lơ lửng, sau đó cung cấp nước cho các bộ lọc clinoptilolite. Đây là cách làm sạch khá tốn kém, nhưng nó là hiệu quả nhất - nó đạt tới chín mươi bảy phần trăm.
Tái tạo sẽ yêu cầu bổ sung dung dịch natri clorua - năm hoặc mười phần trăm. Tải sau đó phải được rửa sạch bằng nước. Amoniac sẽ được giải phóng khỏi dung dịch, axit này có thể được hấp thụ bởi axit sunfuric để tạo thành amoni sunfat, rất tốt để làm phân bón. Nitơ amoni trong nước thải, cũng như các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, được loại bỏ bằng nhiều loại chưng cất, chiết xuất, hấp phụ.
Phương pháp lấy phân
Phương pháp này tốt nếu cần xác định nitơ amoni. Các dạng khác của nó, được tìm thấy trong cùng một loại phân bón - amit, nitrat - không thể xác định được bằng phương pháp này. Đầu tiên bạn cần tách nitơ amoni, ví dụ như trong nước thải có rất nhiều nitơ. Phương pháp này đã được thảo luận ở trên. Tiếp theo, một phần phân bón trong tương lai phải được cho vào bình và đổ dung dịch axit clohydric (nồng độ phải là mol - 0,05 mol mỗi dm3). Bình phải được lắc bằng thiết bị đặc biệt trong ít nhất nửa giờ, sau đó có thể truyền bình trong tối đa mười lăm giờ.
Tiếp theo, lắc dung dịch một lần nữa và lọc qua bộ lọc khô có nếp gấp. Tráng lượng chứa trong bộ lọc bằng cùng dung dịch axit clohydric ít nhất ba lần, sau đó thể tích của phần lọc phải được đưa về thể tích ban đầu bằng dung dịch axit. Do đó, đầu tiên, việc xác định nitơ amoni trong nước diễn ra, và thứ hai, xác định lượng của nó trong phân bón tạo thành. Loại thứ hai nằm trong khoảng từ bốn mươi đến một trăm năm mươi miligam mỗi lít, và caprolactam trong cùng một dung dịch chứa từ tám đến tám mươi miligam mỗi lít. Nếu hàm lượng nitơ amoni nhỏ hơn hai mươi miligam, thử nghiệm sẽ không thành công và phương pháp này không được áp dụng.
Nguồn gây ô nhiễm
Đặc điểm đặc trưng nhất của nước thải công nghiệp là thành phần hóa học không ổn định, là giai đoạn thích nghi cần thiết cho sự phát triển của hệ vi sinh, dư thừa các hợp chất hữu cơ và khoáng có nguồn gốc nitơ. TrướcBằng cách thực hiện xử lý sinh học tại các công trình xử lý, nước thải được trộn với nước thải sinh hoạt và nước thải hộ gia đình và do đó được tính trung bình. Nitơ amoni (công thức NH4 +) là một thành phần thiết yếu của nước thải.
Các nguồn gây ô nhiễm có thể là nước thải từ nhiều ngành khác nhau - từ thực phẩm và y tế đến luyện kim, than cốc, vi sinh, hóa chất và hóa dầu. Điều này cũng có thể bao gồm tất cả nước thải sinh hoạt, phân, nông nghiệp - từ các cánh đồng. Kết quả là, protein và urê bị phân hủy, còn nitrit và nitrat được phục hồi theo cơ chế yếm khí.
Tác dụng đối với cơ thể
Hợp chất như vậy có ảnh hưởng cực kỳ tiêu cực đến cơ thể con người. Amoniac làm biến tính protein bằng cách phản ứng với chúng. Sau đó, các tế bào và các mô của cơ thể ngừng thở, tổn thương hệ thần kinh trung ương, gan, các cơ quan hô hấp, và công việc của các mạch máu bị gián đoạn. Nếu nước có hàm lượng amoni cao được sử dụng thường xuyên, sự cân bằng axit-bazơ sẽ bị ảnh hưởng, hiện tượng nhiễm axit bắt đầu.
đạt mức độc hại. Trẻ em đặc biệt bị ảnh hưởng bởi điều này. Methemoglobin huyết phát triển, chế độ oxy trong cơ thểnhanh chóng bị phá hủy, đường tiêu hóa bắt đầu bị ảnh hưởng đầu tiên.
Giới hạn liều lượng
Các trường hợp mắc bệnh methemoglobin huyết bắt đầu khi hàm lượng nitrat trong nước lên đến năm mươi miligam mỗi lít, và khi nồng độ của chúng đạt tới chín mươi lăm miligam mỗi lít, căn bệnh này trở nên phổ biến. Tại Hoa Kỳ, Pháp, Hà Lan, Đức, các cuộc khảo sát chi tiết đã được thực hiện, cho thấy rằng hơn 50 miligam nitrat mỗi lít có thể được tìm thấy trong năm mươi phần trăm trường hợp. Nước ngầm và nước giếng có nồng độ nitrat cao gấp mười lần so với giới hạn - lên đến một nghìn rưỡi miligam mỗi lít, trong khi Tổ chức Y tế Thế giới đã đưa ra giới hạn là bốn mươi lăm miligam. Và đó là nước mọi người uống!
Và nước thải được xử lý theo nhiều cách - cả lọc sinh học, và oxy hóa ozon, và hypoclorit kim loại kiềm thổ, sục khí và hấp thụ, sử dụng zeolit dạng natri, và nhựa trao đổi ion, và được xử lý bằng kiềm mạnh, và tuyển nổi, và khôi phục amoni bằng magie kim loại, và thêm dung dịch magie clorua với trinatri photphat. Tuy nhiên, các công nghệ làm sạch luôn thua xa các công nghệ ô nhiễm.
Dưỡng
Khí (NH3) amoniac hòa tan trong nước tự nhiên khi xảy ra quá trình phân hủy sinh hóa các hợp chất hữu cơ, bao gồm nitơ amoni. Sau đó, các hợp chất khác được hình thành và tích lũy - ion amoni và nitơ amoni. Amoniac hòa tan đi vào các vùng nước với dòng chảy ngầm hoặc bề mặt, với nước thải, với lượng mưa trong khí quyển. Nếu nồng độ của ion amoni (NH4 +) vượt quá giá trị nền, điều này có nghĩa là sự xuất hiện của một nguồn ô nhiễm mới và gần gũi. Đây có thể là trang trại chăn nuôi hoặc tích tụ phân, hoặc phân đạm bị bỏ hoang, đầm phá công nghiệp hoặc các cơ sở xử lý của thành phố.
Và các hợp chất của nitơ, cacbon, phốt pho, có trong nước thải, đi vào các vùng nước, gây ra thiệt hại môi trường đáng kể ở hầu hết các vùng của Nga. Xử lý nước thải ngày càng trở nên phù hợp hơn, vì nồng độ các chất độc hại, bao gồm các hợp chất nitơ, thường chỉ tăng lên. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến nước uống. Hầu hết tất cả các loại rau và trái cây đều nhanh chóng tích tụ nitrat, chúng được tìm thấy trong cỏ và ngũ cốc mà gia súc ăn.
Hàm lượng NH3 và NH4 trong các thủy vực
Các bể chứa luôn chứa nitơ ở một số dạng chuyển tiếp: muối amoni và amoniac, nitơ albuminoid (hữu cơ), nitrit (muối của axit nitơ) và nitrat (muối của axit nitric). Tất cả điều này được hình thành cùng với quá trình khoáng hóa nitơ, nhưng ở mức độ lớn hơn là đi kèm với nước thải. Bây giờ các hồ chứa cần được làm sạch. Các hợp chất nitơ đến nhà máy xử lý nước thải dưới dạng nitơ nitrat, nitơ nitrit, nitơ amoni và nitơ liên kết với các hợp chất hữu cơ. Nước thải của quy hoạch hộ gia đình cómột nồng độ nhỏ của các chất như vậy, ngành công nghiệp sẽ gửi hầu hết chúng vào các vùng nước.
Trong quá trình tinh chế, tỷ lệ nồng độ khối lượng của tất cả các dạng hợp chất nitơ luôn thay đổi. Thành phần của nước thải đã trở nên khác nhau trong quá trình vận chuyển, bởi vì urê, có trong nước thải sinh hoạt và gia đình, tương tác với vi khuẩn, phân hủy và tạo thành ion amoni. Mạng lưới thoát nước càng dài, quá trình này sẽ càng tiến xa hơn. Đôi khi hàm lượng của ion amoni ở lối vào xử lý lên tới năm mươi miligam trên decimet khối, rất rất nhiều.
Nitơ hữu cơ
Đây là nitơ, được tìm thấy trong các chất hữu cơ - protein và protein, polypepit (hợp chất cao phân tử), axit amin, cacbamit (hợp chất có trọng lượng phân tử thấp), amin, amit. Tất cả các chất hữu cơ, bao gồm cả những chất có chứa nitơ, đi vào nước thải, sau đó các hợp chất nitơ sẽ bị amoni hóa. Có rất nhiều nitơ hữu cơ trong nước thải, đôi khi lên đến bảy mươi phần trăm của tất cả các hợp chất nitơ. Nhưng kết quả của quá trình amoni hóa, không quá mười lăm phần trăm nitơ hữu cơ đến nhà máy xử lý nước thải trên đường dẫn cống.
Tiếp theo, xử lý sinh học nhân tạo diễn ra. Giai đoạn đầu tiên là quá trình nitrat hóa, tức là quá trình chuyển hóa các hợp chất nitơ do một số loại vi sinh vật oxy hóa nitơ amoni thành ion nitrat và ion nitrit. Không thể sợ vi khuẩn nitrat hóa - chúng rất dễ bị tác động bởi các điều kiện bên ngoài và rất dễ bị dịch chuyển. Nhưng nitrat, nếu chúng xâm nhập vào bể chứa,dẫn đến cái chết của anh ta, vì chúng là môi trường dinh dưỡng tuyệt vời cho nhiều loại vi sinh. Đó là lý do tại sao nitrat phải được loại bỏ khỏi hệ sinh thái.
Nitrit và nitrat
Nếu nước thải thấm qua đất, nitơ amoni dưới tác động của một số vi khuẩn đầu tiên chuyển thành nitrit, sau đó thành nitrat. Sự chiếm ưu thế và hàm lượng của các dạng khác nhau phụ thuộc vào các điều kiện phát triển tại thời điểm xâm nhập của các hợp chất có sự hiện diện của nitơ vào đất, và sau đó vào hồ chứa.
Trong một trận lũ lụt, nồng độ các dạng hữu cơ của nó tăng lên đáng kể, vì các chất hữu cơ bị rửa trôi khỏi bề mặt đất, và vào mùa hè, chúng cũng giảm đáng kể vì chúng được dùng làm "thức ăn" cho các sinh vật sống dưới nước khác nhau. Nitrit là một dạng oxy hóa trung gian của nitơ amoni có xu hướng trở thành nitrat. Trong các vùng nước tự nhiên, nitrat thường không quá cao, trừ khi có sự rửa trôi phân bón từ ruộng.
