العنصر الحيوي الذي يشارك بنشاط في عمليات التكاثر الحيوي هو نيتروجين الأمونيوم.
الوضع البيئي
في الخزانات ، يمكنك ملاحظة التغيير في المحتوىمن هذا العنصر: في الربيع يصبح أقل ، ولكن في الصيف ، بسبب نظام درجة الحرارة المناسب ، يزداد تركيزه بشكل كبير ، لأن المادة العضوية تتحلل بشكل كبير.
وهذا يؤثر بشكل جذري على النظافةحالة المسطحات المائية ، مما يجعل من الضروري تعزيز السيطرة على جدوى النظام البيئي. يعتبر التركيز الأقصى المسموح به في المسطحات المائية حيث يتم صيد الأسماك واحدًا حيث لا يتجاوز نيتروجين الأمونيوم 0.39 ملليجرام لكل لتر.
في الماء
تراكم بروتين النيتروجين عرضة لammonification ، وهذه العملية تحلل البروتينات إلى حالة الأمونيا. تتم معالجة المياه العادمة بمصدر النيتروجين هذا إذا كانت تحتوي على مصدر كربوني للخلايا. يحدث الاستخدام المكثف خلال فترات نموها ، وعندما تبدأ الأكسدة ، يتم إطلاق نيتروجين الأمونيوم في شكل أمونيا. ثم يتأكسد إلى حالة النتريت ثم النترات ، أو يعيد المشاركة في تركيب جديد.
من أجل إزالة نيتروجين الأمونيوم منالخزان ، يتم استخدام Clinoptilolite ، ثم يستعيد الماء صفاته. يتم تركيب أبراج التبريد في الموسم الدافئ ، وفي الشتاء يتم استبدالها بوحدات التبادل الأيوني ، وذلك بفضل إزالة المواد الضارة من مياه الصرف الصحي. يتم إجراء التحليلات باستمرار ، ويتم أخذ عينات لنيتروجين الأمونيوم في الماء ، والذي يتم تقطيره من العينة المأخوذة ، ثم يتم تحديد مقدارها في ناتج التقطير الناتج.
كيفية تنظيف البركة
يوجد في الطبيعة مادة تبادل أيوني ،وهو ما يسمى كلينوبتيلوليت (فئة الزيوليت). بمساعدتها ، يُنصح باستعادة نقاء الماء. لا يذوب نيتروجين الأمونيوم تمامًا في الماء ، لذلك تحتاج أولاً إلى تحريره من جميع المواد الصلبة العالقة ، ثم توفير المياه لمرشحات كلينوبتيلوليت. هذا تنظيف مكلف للغاية ، ولكنه الأكثر فعالية - يصل إلى سبعة وتسعين بالمائة.
سيتطلب التجديد إضافة حلكلوريد الصوديوم - خمسة أو عشرة بالمائة. بعد ذلك ، يجب غسل الحمولة بالماء. سيتم إطلاق الأمونيا من المحلول ، والتي يمكن امتصاصها بحمض الكبريتيك لتكوين كبريتات الأمونيوم ، وهي جيدة جدًا كسماد. يتم إزالة نيتروجين الأمونيوم في مياه الصرف الصحي ، وكذلك المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين ، بواسطة أنواع مختلفة من التقطير والاستخلاص والامتصاص.
طرق إنتاج الأسمدة
هذه الطريقة جيدة إذا كان التعريف مطلوبًانيتروجين الأمونيوم. لا يمكن تحديد أشكاله الأخرى الموجودة في نفس الأسمدة - أميد ، نترات - بهذه الطريقة. تحتاج أولاً إلى استخراج نيتروجين الأمونيوم ، في مياه الصرف الصحي ، على سبيل المثال ، هناك الكثير منه. هذه الطريقة موصوفة أعلاه. بعد ذلك ، يجب وضع جزء موزون من السماد المستقبلي في دورق ونسكب بمحلول حمض الهيدروكلوريك (يجب أن يكون التركيز مولاري - 0.05 مول لكل dm33). يجب رج القارورة بجهاز خاص لمدة نصف ساعة على الأقل ، وبعد ذلك يمكن نقعها لمدة خمسة عشر ساعة.
ثم رج المحلول مرة أخرى وقم بالتصفيةمن خلال مرشح مطوي جاف. باستخدام نفس محلول حمض الهيدروكلوريك ، اشطف محتويات المرشح ثلاث مرات على الأقل ، ثم يجب إعادة حجم المرشح إلى الحجم الأصلي مرة أخرى بمحلول حمضي. وهكذا ، أولاً ، تم تحديد نيتروجين الأمونيوم في الماء ، وثانيًا ، تحديد كميته في السماد الناتج. يتراوح الأخير من أربعين إلى مائة وخمسين مليغرامًا لكل لتر ، ويحتوي الكابرولاكتام في نفس المحلول على ثمانية إلى ثمانين مليغرامًا لكل لتر. إذا كان محتوى نيتروجين الأمونيوم أقل من عشرين ملليغرامًا ، فستفشل التجربة ، ولا يتم تطبيق هذه الطريقة.
مصادر التلوث
أكثر السمات المميزة للإنتاجمياه الصرف الصحي - تركيبة كيميائية غير مستقرة ، فترة تكيف ضرورية لتطور البكتيريا الدقيقة ، فائض من المركبات من أصل النيتروجين العضوي والمعدني. قبل المعالجة البيولوجية في محطة معالجة مياه الصرف الصحي ، يتم خلط مياه الصرف مع المياه المنزلية ومياه المرافق وبالتالي يتم حساب المتوسط. نيتروجين الأمونيوم (الصيغة NH4+) مكون أساسي في مياه الصرف الصحي.
يمكن أن تكون مصادر التلوث مياه الصرف الصحيمياه الصناعات المختلفة - من المواد الغذائية والطبية إلى المعادن وفحم الكوك والكيميائية والميكروبيولوجية والكيميائية والبتروكيماوية. ويشمل ذلك أيضًا جميع مياه الصرف المنزلية والسماد والزراعة - من الحقول. نتيجة لذلك ، تتحلل البروتينات واليوريا ، ويتم تقليل النيتريت والنترات بطريقة لا هوائية.
تأثير على الجسم
تؤثر هذه المركبات على جسم الإنسانسلبي للغاية. الأمونيا تفسد البروتينات بالتفاعل معها. ثم الخلايا ، وبالتالي ، أنسجة الجسم تتوقف عن التنفس ، ويلاحظ تلف الجهاز العصبي المركزي والكبد والجهاز التنفسي ، وتعطل عمل الأوعية الدموية. إذا كنت تستخدم الماء الذي يحتوي على نسبة عالية من الأمونيوم بانتظام ، فإن التوازن الحمضي القاعدي يتأثر ويبدأ الحماض.
لذلك ، لا ينبغي السماح باستخدام فوق القاعدة.الأسمدة العضوية والمعدنية في استخدام الأرض ، تحتاج إلى التعامل باستمرار مع المحتوى المفرط للمواد الضارة: على سبيل المثال ، يحتوي نيتروجين الأمونيوم في التربة على قابلية عالية للذوبان ، وبالتالي يتم تسمم الطعام والماء به حرفيًا ، وغالبًا ما تصل تركيزاته إلى مستويات سامة. يعاني الأطفال بشكل خاص من هذا. يتطور ميتهيموغلوبينية الدم ، ويتحطم نظام الأكسجين في الجسم بسرعة ، ويبدأ الجهاز الهضمي في المعاناة أولاً.
الجرعات المحددة
حالات منعزلة من ميتهيموغلوبينية الدمتبدأ حتى عندما يصل محتوى النترات في الماء إلى خمسين ملليجرام لكل لتر ، وعندما يصل تركيزها إلى خمسة وتسعين ملليجرام لكل لتر ، ينتشر المرض. في الولايات المتحدة الأمريكية ، وفرنسا ، وهولندا ، وألمانيا ، تم إجراء دراسات استقصائية مفصلة ، والتي أظهرت أن أكثر من خمسين ملليغرامًا من النترات لكل لتر يمكن العثور عليها في خمسين بالمائة من الحالات. تحمل المياه الجوفية ومياه الآبار تركيزًا من النترات أعلى بعشرات المرات من الحد الأقصى - ما يصل إلى ألف ونصف مليغرام لكل لتر ، بينما حددت منظمة الصحة العالمية الحد عند خمسة وأربعين مليغرامًا. وهذا هو الماء الذي يشربه الناس!
ويتم تنقية المياه العادمة بعدة طرق - والترشيح البيولوجي ، والأكسدة بالأوزون ، والهيبوكلوريت للمعادن الأرضية القلوية ، والتهوية ، والامتصاص ، حيث يتم استخدام زيوليت الصوديوم ، وراتنجات التبادل الأيوني ، ومعالجتها بقلويات قوية ، وتعويم ، ويتم تقليل الأمونيوم بالمغنيسيوم المعدني ، ومحاليل كلوريد المغنيسيوم مع فوسفات ثلاثي الصوديوم ... ومع ذلك ، فإن تقنيات التنقية دائمًا ما تتخلف كثيرًا عن تقنيات التلوث.
المواد الحيوية
يذوب الغاز في المياه الطبيعية (NH3) الأمونيا عند حدوث التحلل البيولوجيالمركبات العضوية ، بما في ذلك نيتروجين الأمونيوم. ثم تتشكل وتتراكم مركبات أخرى - أيون الأمونيوم ونتروجين الأمونيوم. تدخل الأمونيا الذائبة المسطحات المائية مع الجريان السطحي أو الجوفي ، مع مياه الصرف ، مع هطول الأمطار في الغلاف الجوي. إذا كان تركيز أيون الأمونيوم (NH4+) ستتجاوز قيمة الخلفية ، وهذا يعنيظهور مصدر جديد وقريب للتلوث. يمكن أن تكون هذه إما مزارع للماشية أو تراكمات من السماد الطبيعي ، أو الأسمدة النيتروجينية المهجورة ، وخزانات الترسيب الصناعية ومرافق معالجة مياه الصرف الصحي.
ومركبات النيتروجين والكربون والفوسفور والتيالواردة في مياه الصرف الصحي ، والوصول إلى المسطحات المائية ، يسبب ضررًا كبيرًا للبيئة في جميع مناطق روسيا تقريبًا. تزداد أهمية معالجة مياه الصرف الصحي يومًا بعد يوم ، نظرًا لأن تركيز المواد الضارة ، بما في ذلك مركبات النيتروجين ، غالبًا ما يخرج عن نطاقه. هذا لا يؤثر فقط على مياه الشرب. تتراكم النترات في جميع الخضروات والفواكه تقريبًا بسرعة ؛ توجد في العشب والحبوب التي تأكلها الماشية.
المحتوى في المسطحات المائية NH3 و NH4
دائمًا ما تكون المسطحات المائية في عدة أشكال انتقاليةتحتوي على النيتروجين: أملاح الأمونيوم والأمونيا والنيتروجين الزلالي (عضوي) والنتريت (أملاح حمض النيتروز) والنترات (أملاح حمض النيتريك). يتشكل كل هذا جنبًا إلى جنب مع عملية تمعدن النيتروجين ، ولكن يأتي إلى حد كبير مع مياه الصرف الصحي. الآن يجب تنظيف الخزانات. تأتي مركبات النيتروجين إلى محطات المعالجة على شكل نترات نيتروجين ، نيتروجين نيتروجين ، نيتروجين أمونيوم ، نيتروجين مرتبط بمركبات عضوية. تحتوي مياه الصرف المنزلية على تركيز صغير من هذه المواد ، ويتم إرسال معظمها إلى المسطحات المائية عن طريق الصناعة.
أثناء عملية التنظيف ، نسبة الكتلةيتغير تركيز جميع أشكال مركبات النيتروجين باستمرار. يصبح تكوين المياه العادمة مختلفًا بالفعل أثناء النقل ، لأن اليوريا ، الموجودة في مياه الصرف المنزلية والمنزلية ، تتفاعل مع البكتيريا وتتحلل وتشكل أيون الأمونيوم. كلما طالت شبكة الصرف الصحي ، زادت هذه العملية. أحيانًا يصل محتوى أيون الأمونيوم عند مدخل العلاج إلى خمسين ملليغرامًا لكل ديسيمتر مكعب ، وهو عدد كبير جدًا جدًا.
نيتروجين عضوي
هذا هو النيتروجين الموجود في التكوينالمواد العضوية - البروتينات والبروتينات ، البولي بيبسيدات (مركبات ذات وزن جزيئي مرتفع) ، أحماض أمينية ، كرباميدات (مركبات ذات وزن جزيئي منخفض) ، أمينات ، أميدات. تدخل جميع المواد العضوية ، بما في ذلك المحتوية على النيتروجين ، في مياه الصرف الصحي ، وبعد ذلك تخضع مركبات النيتروجين للأمونيا. يوجد الكثير من النيتروجين العضوي في مياه الصرف الصحي ، يصل أحيانًا إلى سبعين بالمائة من جميع مركبات النيتروجين. ولكن نتيجة للأمونيا في نظام الصرف الصحي ، لا يأتي أكثر من خمسة عشر في المائة من النيتروجين العضوي إلى محطة المعالجة.
علاوة على ذلك ، هناك بالفعل بيولوجية من صنع الإنسانتنظيف. المرحلة الأولى هي النترجة ، أي تحويل مركبات النيتروجين على حساب أنواع معينة من الكائنات الحية الدقيقة التي تؤكسد نيتروجين الأمونيوم إلى أيون النترات وأيون النتريت. ليست هناك حاجة للخوف من البكتيريا الآزوتية - فهي شديدة التأثر بالظروف الخارجية ويمكن إزاحتها بسهولة. لكن النترات ، إذا دخلت الخزان ، تؤدي إلى موتها ، لأنها أرض خصبة ممتازة لمجموعة متنوعة من النباتات الدقيقة. هذا هو السبب في أنه يجب إزالة النترات من النظام البيئي.
النتريت والنترات
إذا اخترقت المياه العادمة التربة ، إذنيتم تحويل نيتروجين الأمونيوم تحت تأثير بعض البكتيريا أولاً إلى نيتريت ، ثم إلى نترات. تعتمد غلبة ومحتوى الأشكال المختلفة على الظروف التي تتطور في وقت دخول المركبات مع وجود النيتروجين في التربة ، ثم في الجسم المائي.
أثناء الفيضان ، يتم تركيز الأشكال العضويةتزداد بشكل كبير ، حيث يتم غسل المخلفات العضوية بعيدًا عن سطح التربة ، وفي الصيف تنخفض بنفس القدر ، لأنها تعمل "كغذاء" للكائنات المائية المختلفة. النتريت هو شكل وسيط من أكسدة نيتروجين الأمونيوم ، والذي يميل إلى أن يصبح نترات. عادة لا يوجد الكثير من النترات في المياه الطبيعية ، إذا لم يتم غسل الأسمدة من الحقول.
