Биогидроценоз процестеріне ең белсенді қатысатын биогендік элемент – аммоний азоты.
Қоршаған ортаның жағдайы
Су қоймаларында бұл элементтің құрамының өзгеруін байқауға болады: көктемде ол азаяды, бірақ жазда қолайлы температура жағдайларына байланысты оның концентрациясы айтарлықтай артады, өйткені органикалық заттар жаппай ыдырайды.
Ал бұл су объектілерінің санитарлық жағдайына қатты әсер етеді, бұл экожүйенің өміршеңдігін бақылауды күшейтуді қажет етеді. Балық ауланатын су объектілеріндегі аммоний азоты литріне 0,39 миллиграмнан аспайтын шекті рұқсат етілген концентрация.
Суда
Белок азотының жинақталуы аммонификацияға ұшырайды және бұл процесс белоктарды аммоний күйіне дейін ыдыратады. Ағынды сулар жасушаларды көміртегімен қоректендіру көзі болса, осы азот көзімен тазартылады. Қарқынды пайдалану олардың өсу фазасының кезеңдерінде орын алады, жәнетотығу басталғанда аммоний азоты аммиак түрінде бөлінеді. Содан кейін ол нитриттерге, содан кейін нитраттарға дейін тотығады немесе жаңа синтезге қайта қатысады.
Қолдан аммоний азотын кетіру үшін клиноптилолит қолданылады, содан кейін су өзінің сапасын қалпына келтіреді. Салқындату мұнаралары жылы мезгілде орнатылады, ал қыста олар ион алмастырғыш қондырғылармен ауыстырылады, соның арқасында ағынды сулардан зиянды заттар жойылады. Үнемі талдаулар жүргізіледі, судағы аммоний азотына сынамалар алынады, ол алынған үлгіден тазартылады, содан кейін алынған дистиллятта оның мөлшері анықталады.
Тоғанды қалай тазалау керек
Табиғатта клиноптилолит (цеолиттер класы) деп аталатын ион алмастырғыш материал бар. Оның көмегімен судың тазалығын қалпына келтірген жөн. Аммоний азоты суда толығымен ерімейді, сондықтан алдымен оны барлық суспензиядан босату керек, содан кейін клиноптилолит сүзгілеріне су беру керек. Бұл өте қымбат тазалау, бірақ ең тиімдісі – ол тоқсан жеті пайызға жетеді.
Регенерация натрий хлоридінің ерітіндісін қосуды қажет етеді - бес немесе он пайыз. Содан кейін жүкті сумен жуу керек. Ерітіндіден аммиак шығарылады, оны күкірт қышқылы сіңіріп, аммоний сульфатын түзе алады, бұл тыңайтқыш ретінде өте жақсы. Ағынды сулардағы аммоний азоты, сондай-ақ құрамында азот бар органикалық қосылыстар дистилляцияның, экстракцияның, адсорбцияның әртүрлі түрлерімен жойылады.
Тыңайтқыштарды алу әдістері
Бұл әдіс аммоний азотын анықтау қажет болса жақсы. Оның сол тыңайтқыштарда кездесетін басқа формалары – амид, нитрат – бұл әдіспен анықтау мүмкін емес. Алдымен аммоний азотын алу керек, мысалы, ағынды суларда оның көп мөлшері бар. Бұл әдіс жоғарыда талқыланды. Әрі қарай, болашақ тыңайтқыштың бір бөлігін колбаға салып, тұз қышқылының ерітіндісімен төгу керек (концентрация молярлы болуы керек - дм3 үшін 0,05 моль). Колбаны арнайы аппаратпен кем дегенде жарты сағат шайқау керек, содан кейін оны он бес сағатқа дейін тұндыруға болады.
Одан кейін ерітіндіні қайтадан шайқаңыз және бүктелген құрғақ сүзгі арқылы сүзіңіз. Сүзгінің ішіндегісін бірдей тұз қышқылы ерітіндісімен кем дегенде үш рет шайыңыз, содан кейін фильтраттың көлемін қышқыл ерітіндісімен қайтадан бастапқы көлемге келтіру керек. Осылайша, біріншіден, судағы аммоний азотын анықтау, екіншіден, алынған тыңайтқыштағы оның мөлшерін анықтау орын алды. Соңғысы литріне қырықтан жүз елу миллиграмға дейін жетеді, ал сол ерітіндідегі капролактам литріне сегізден сексен миллиграмға дейін болады. Аммоний азотының мөлшері жиырма миллиграмнан аз болса, сынақ сәтсіз болады және бұл әдіс қолданылмайды.
Ластау көздері
Өнеркәсіптік ағынды сулардың ең тән белгілері – химиялық құрамының тұрақсыздығы, микрофлораның дамуына қажетті бейімделу кезеңі, азоттың органикалық және минералды қосылыстарының артық болуы. БұрынТазарту құрылыстарында биологиялық тазартуды жүргізу арқылы ағынды сулар тұрмыстық және тұрмыстық ағынды сулармен араласады және осылайша орташаланады. Аммоний азоты (NH4+ формуласы) ағынды сулардың маңызды құрамдас бөлігі болып табылады.
Ластау көздері әртүрлі өнеркәсіп салаларының ағынды сулары болуы мүмкін - тамақ және медицинадан металлургия, кокс, микробиологиялық, химия және мұнай-химияға дейін. Бұған сонымен қатар барлық тұрмыстық ағынды суларды, көңді, ауылшаруашылық - егістіктерден шығуды қосуға болады. Нәтижесінде белоктар мен мочевина ыдырайды, ал нитриттер мен нитраттар анаэробты түрде қалпына келеді.
Ағзаға әсері
Мұндай қосылыстар адам ағзасына өте жағымсыз әсер етеді. Аммиак белоктармен әрекеттесу арқылы оларды денатурациялайды. Содан кейін жасушалардың және сәйкесінше дененің тіндерінің тыныс алуы тоқтап, орталық жүйке жүйесінің, бауырдың, тыныс алу органдарының зақымдануы байқалады, қан тамырларының жұмысы бұзылады. Құрамында аммонийі жоғары суды үнемі пайдаланса, қышқыл-негіз балансы бұзылады, ацидоз басталады.
улы деңгейге жетеді. Бұл әсіресе балалар зардап шегеді. Метемоглобинемия дамиды, ағзадағы оттегі режимітез бұзылады, алдымен асқазан-ішек жолы ауыра бастайды.
Доза шектеулері
Метемоглобинемияның жеке жағдайлары судағы нитраттардың мөлшері бір литрге елу миллиграмға дейін жеткенде басталады және олардың концентрациясы литріне тоқсан бес миллиграммға жеткенде ауру кең таралады. АҚШ-та, Францияда, Нидерландыда, Германияда егжей-тегжейлі зерттеулер жүргізілді, бұл жағдайлардың елу пайызында литріне елу миллиграмнан астам нитраттарды табуға болатынын көрсетті. Жер асты сулары мен құдық сулары нитраттардың концентрациясын шекті деңгейден он есе жоғары – литріне бір жарым мың миллиграмға дейін жеткізеді, ал Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы қырық бес миллиграмм шегін белгіледі. Бұл адамдар ішетін су!
Ал ағынды сулар көптеген тәсілдермен тазартылады - биологиялық фильтрациямен де, озонды тотықтырудан да, сілтілі жер металдарының гипохлориттерімен де, аэрациямен де, натрий түріндегі цеолиттерді және ион алмастырғыш шайырларды қолданатын сорбциямен де, күшті сілтілермен өңделеді., және флотациялау және аммонийді металдық магниймен қалпына келтіру және магний хлоридінің тринатрий фосфатымен ерітінділерін қосу. Дегенмен, тазалау технологиялары ластау технологияларынан әрқашан артта қалады.
Қоректік заттар
Газ (NH3) аммиак органикалық қосылыстардың, соның ішінде аммоний азотының биохимиялық ыдырауы кезінде табиғи суларда ериді. Содан кейін басқа қосылыстар түзіліп, жинақталады – аммоний ионы және аммоний азоты. Ерітілген аммиак жер асты немесе жер үсті ағындарымен, ағынды сулармен, атмосфералық жауын-шашынмен су объектілеріне түседі. Аммоний ионының концентрациясы (NH4+) фондық мәннен асып кетсе, бұл жаңа және жақын ластаушы көздің пайда болуын білдіреді. Бұл мал фермалары немесе көң жинақталған жерлер немесе қараусыз қалған азот тыңайтқыштары, өнеркәсіптік лагуналар немесе қалалық тазарту орындары болуы мүмкін.
Ал ағынды сулардың құрамында болатын азот, көміртек, фосфор қосылыстары су объектілеріне түсіп, Ресейдің барлық дерлік аймақтарында қоршаған ортаға айтарлықтай зиян келтіреді. Ағынды суларды тазарту күн өткен сайын өзекті бола түсуде, өйткені зиянды заттардың, соның ішінде азот қосылыстарының концентрациясы жиі ауысады. Бұл тек ауыз суға ғана әсер етпейді. Барлық дерлік көкөністер мен жемістер нитраттарды тез жинайды, олар мал жейтін шөптер мен дәндерде кездеседі.
Су объектілеріндегі NH3 және NH4 мөлшері
Қоймаларда әрқашан бірнеше өтпелі формада азот болады: аммоний тұздары және аммиак, альбуминоидты азот (органикалық), нитриттер (азот қышқылының тұздары) және нитраттар (азот қышқылының тұздары). Мұның бәрі азоттың минералдану процесімен бірге түзіледі, бірақ көп жағдайда ағынды сулармен бірге келеді. Енді су қоймаларын тазалау керек. Азотты қосылыстар ағынды суларды тазарту қондырғыларына органикалық қосылыстармен байланысқан нитрат азот, нитрит азот, аммоний азот және азот түрінде келеді. Шаруашылық жоспарында ағынды сулар бармұндай заттардың аздаған концентрациясы өнеркәсіп олардың көпшілігін су объектілеріне жібереді.
Тазарту процесінде азот қосылыстарының барлық түрлерінің массалық концентрацияларының қатынасы үнемі өзгеріп отырады. Тасымалдау кезінде ағынды сулардың құрамы әртүрлі болады, өйткені тұрмыстық және тұрмыстық ағынды сулардың құрамында болатын несепнәр бактериялармен әрекеттесіп, ыдырайды және аммоний ионын құрайды. Кәріз желісі неғұрлым ұзағырақ болса, бұл процесс соғұрлым әрі қарай жүреді. Кейде емдеуге кіре берістегі аммоний ионының мөлшері текше дециметрге елу миллиграмға дейін жетеді, бұл өте, өте көп.
Органикалық азот
Бұл азот, ол органикалық заттарда – белоктар мен белоктарда, полипепсидтерде (жоғары молекулалық қосылыстар), амин қышқылдарында, карбамидтерде (төмен молекулалық қосылыстар), аминдерде, амидтерде кездеседі. Барлық органикалық заттар, соның ішінде құрамында азот барлар, ағынды суларға түседі, содан кейін азот қосылыстары аммонизацияға ұшырайды. Ағынды суларда органикалық азот көп, кейде барлық азот қосылыстарының жетпіс пайызына дейін жетеді. Бірақ аммиактандыру нәтижесінде кәріз жолындағы тазарту қондырғысына органикалық азот он бес пайыздан аспайды.
Келесі, жасанды биологиялық тазарту жүргізіледі. Бірінші кезең – нитрификация, яғни аммоний азотын нитрат ионына және нитрит ионына тотықтыратын микроорганизмдердің белгілі бір түрлерінің әсерінен азот қосылыстарының айналуы. Нитрификациялаушы бактериялардан қорқу мүмкін емес - олар сыртқы жағдайларға өте сезімтал және оңай ығыстырылады. Бірақ нитраттар, егер олар су қоймасына түссе,оның өліміне әкеледі, өйткені олар әртүрлі микрофлора үшін тамаша қоректік орта болып табылады. Сондықтан нитраттар экожүйеден жойылуы керек.
Нитриттер мен нитраттар
Егер ағынды сулар топырақ арқылы өтсе, онда аммоний азоты кейбір бактериялардың әсерінен алдымен нитриттерге, кейін нитраттарға айналады. Түрлі формалардың басымдылығы мен мазмұны топыраққа, одан кейін су қоймасына азоттың қатысуымен қосылыстардың түсуі кезінде дамитын жағдайларға байланысты.
Су тасқыны кезінде оның органикалық түрлерінің концентрациясы айтарлықтай артады, өйткені органикалық қалдықтар топырақ бетінен шайылып кетеді, ал жазда олар әр түрлі су организмдеріне «тамақ» қызметін атқаратындықтан, дәл солай азаяды. Нитрит - нитратқа айналатын аммоний азотының тотығуының аралық түрі. Табиғи суларда нитраттар әдетте соншалықты жоғары емес, егер егістіктерден тыңайтқыштар шайылып кетпесе.
