عنصر بیوژنیک که به طور فعال در فرآیندهای بیوهیدروسنوز نقش دارد نیتروژن آمونیوم است.
وضعیت زیست محیطی
در مخازن، می توان تغییری در محتوای این عنصر مشاهده کرد: در بهار این عنصر کمتر می شود، اما در تابستان، به دلیل شرایط دمایی مساعد، غلظت آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد، زیرا مواد آلی به شدت تجزیه می شوند..
و این به شدت بر وضعیت بهداشتی بدنه‌های آبی تأثیر می‌گذارد، که تقویت کنترل بر زنده بودن اکوسیستم را ضروری می‌سازد. حداکثر غلظت مجاز در آب‌هایی که ماهی در آن صید می‌شوند، غلظتی است که نیتروژن آمونیوم از 0.39 میلی‌گرم در لیتر تجاوز نکند.
در آب
تجمع نیتروژن پروتئین در معرض آمونیفیکاسیون است و این فرآیند پروتئین ها را به حالت آمونیوم تجزیه می کند. اگر فاضلاب دارای منبع تغذیه کربنی برای سلول ها باشد، با این منبع نیتروژن تصفیه می شود. استفاده شدید در طول دوره های مرحله رشد آنها رخ می دهد، وهنگامی که اکسیداسیون شروع می شود، نیتروژن آمونیومی به صورت آمونیاک آزاد می شود. سپس به حالت نیتریت ها و سپس نیترات ها اکسید می شود یا دوباره در یک سنتز جدید شرکت می کند.
برای حذف نیتروژن آمونیوم از مخزن، از کلینوپتیلولیت استفاده می شود، سپس آب کیفیت خود را بازیابی می کند. برج های خنک کننده در فصل گرم نصب می شوند و در زمستان با کارخانه های تبادل یونی جایگزین می شوند که به لطف آنها مواد مضر از فاضلاب حذف می شود. آنالیزها به طور مداوم انجام می شود، نمونه هایی از نیتروژن آمونیوم در آب گرفته می شود که از نمونه گرفته شده تقطیر می شود و سپس مقدار آن در تقطیر حاصل تعیین می شود.
چگونه حوض را تمیز کنیم
مواد تبادل یونی در طبیعت به نام کلینوپتیلولیت (دسته ای از زئولیت ها) وجود دارد. با کمک آن است که توصیه می شود خلوص آب را بازیابی کنید. نیتروژن آمونیومی به طور کامل در آب حل نمی شود، بنابراین ابتدا باید آن را از تمام مواد جامد معلق آزاد کنید و سپس آب را به فیلترهای کلینوپتیلولیت برسانید. این تمیز کردن نسبتاً گران است، اما مؤثرترین آن است - به نود و هفت درصد می رسد.
بازسازی نیاز به افزودن محلولی از کلرید سدیم - پنج یا ده درصد دارد. سپس بار باید با آب شسته شود. آمونیاک از محلول آزاد می شود که می تواند توسط اسید سولفوریک جذب شود و سولفات آمونیوم را تشکیل دهد که به عنوان یک کود بسیار خوب است. نیتروژن آمونیوم موجود در فاضلاب و همچنین ترکیبات آلی حاوی نیتروژن با انواع مختلف تقطیر، استخراج و جذب حذف می شوند.
روش های تهیه کود
اگر نیاز به تعیین نیتروژن آمونیومی باشد این روش خوب است. اشکال دیگر آن را که در همان کودها یافت می شود - آمید، نیترات - با این روش نمی توان تعیین کرد. ابتدا باید نیتروژن آمونیوم را استخراج کنید، به عنوان مثال، در فاضلاب، مقدار زیادی از آن وجود دارد. این روش در بالا مورد بحث قرار گرفته است. در مرحله بعد، بخشی از کود آینده باید در یک فلاسک قرار داده شود و با محلول اسید هیدروکلریک ریخته شود (غلظت باید مولار باشد - 0.05 مول در هر dm3). فلاسک باید حداقل به مدت نیم ساعت با دستگاه مخصوص تکان داده شود و پس از آن تا پانزده ساعت می توان آن را دم کرد.
در مرحله بعد، محلول را دوباره تکان دهید و از یک فیلتر خشک پلیسه دار فیلتر کنید. محتویات فیلتر را با همان محلول اسید کلریدریک حداقل سه بار بشویید، سپس حجم فیلتر باید دوباره با محلول اسید به حجم اولیه برسد. بدین ترتیب اولاً تعیین نیتروژن آمونیومی در آب و ثانیاً تعیین مقدار آن در کود حاصل انجام شد. مقدار دوم از چهل تا صد و پنجاه میلی گرم در لیتر است و کاپرولاکتام در همان محلول حاوی هشت تا هشتاد میلی گرم در لیتر است. اگر میزان نیتروژن آمونیوم کمتر از بیست میلی گرم باشد، آزمایش ناموفق خواهد بود و این روش قابل استفاده نیست.
منابع آلودگی
مشخصه ترین ویژگی های فاضلاب صنعتی ترکیب شیمیایی ناپایدار، دوره لازم برای سازگاری برای توسعه میکرو فلور، بیش از حد ترکیبات با منشاء آلی و معدنی نیتروژن است. قبل ازبا انجام تصفیه بیولوژیکی در تاسیسات تصفیه، فاضلاب با فاضلاب خانگی و خانگی مخلوط می شود و در نتیجه میانگین می شود. نیتروژن آمونیومی (فرمول NH4+) جزء ضروری فاضلاب است.
منابع آلودگی می تواند فاضلاب صنایع مختلف باشد - از مواد غذایی و پزشکی گرفته تا متالورژی، کک، میکروبیولوژیک، شیمیایی و پتروشیمی. این همچنین می تواند شامل تمام فاضلاب های خانگی، کود دامی، کشاورزی - از مزارع باشد. در نتیجه، پروتئین‌ها و اوره تجزیه می‌شوند و نیتریت‌ها و نیترات‌ها به‌صورت بی‌هوازی بازیابی می‌شوند.
تاثیر روی بدن
چنین ترکیباتی تأثیر بسیار منفی بر بدن انسان دارند. آمونیاک پروتئین ها را با واکنش با آنها دناتوره می کند. سپس سلول ها و بر این اساس بافت های بدن تنفس را متوقف می کنند، آسیب به سیستم عصبی مرکزی، کبد، اندام های تنفسی مشاهده می شود و کار رگ های خونی مختل می شود. اگر آب با محتوای آمونیوم بالا به طور منظم استفاده شود، تعادل اسید و باز از بین می رود، اسیدوز شروع می شود.
به سطوح سمی برسد. کودکان به ویژه تحت تأثیر این موضوع قرار می گیرند. Methemoglobinemia ایجاد می شود، رژیم اکسیژن در بدنبه سرعت از بین می رود، ابتدا دستگاه گوارش شروع به آسیب می کند.
محدودیت دوز
موارد فردی متهموگلوبینمی زمانی شروع می شود که میزان نیترات در آب تا پنجاه میلی گرم در لیتر باشد و زمانی که غلظت آنها به نود و پنج میلی گرم در لیتر برسد، بیماری شیوع پیدا می کند. در ایالات متحده آمریکا، فرانسه، هلند، آلمان، بررسی های دقیقی انجام شد که نشان داد بیش از پنجاه میلی گرم نیترات در لیتر در پنجاه درصد موارد یافت می شود. آب زیرزمینی و آب چاه دارای غلظت نیترات ده برابر بیشتر از حد مجاز است - تا یک و نیم هزار میلی گرم در لیتر، در حالی که سازمان بهداشت جهانی حد 45 میلی گرم را تعیین کرده است. و این آبی است که مردم می نوشند!
و فاضلاب به روش‌های مختلفی تصفیه می‌شود - هم فیلتراسیون بیولوژیکی، هم اکسیداسیون ازن، و هیپوکلریت‌های فلز قلیایی خاکی، و هم هوادهی و جذب، که از زئولیت‌های شکل سدیم و رزین‌های تبادل یونی استفاده می‌کند و با مواد قلیایی قوی تصفیه می‌شود. و فلوتاسیون و بازیابی آمونیوم با منیزیم فلزی و اضافه کردن محلولهای کلرید منیزیم با تری سدیم فسفات. با این حال، فناوری‌های تمیز کردن همیشه از فناوری‌های آلودگی بسیار عقب‌تر هستند.
مواد مغذی
گاز (NH3) آمونیاک در آبهای طبیعی زمانی که تجزیه بیوشیمیایی ترکیبات آلی از جمله نیتروژن آمونیوم رخ می دهد، حل می شود. سپس ترکیبات دیگری تشکیل و انباشته می شوند - یون آمونیوم و نیتروژن آمونیوم.آمونیاک محلول وارد آب با رواناب زیرزمینی یا سطحی، با فاضلاب، با بارش جوی می شود. اگر غلظت یون آمونیوم (NH4+) از مقدار پس زمینه بیشتر شود، این به معنای ظهور منبع جدید و نزدیک آلودگی است. اینها می توانند مزارع دام یا انباشته کود، یا کودهای نیتروژن رها شده، تالاب های صنعتی یا تأسیسات تصفیه شهری باشند.
و ترکیبات نیتروژن، کربن، فسفر که در فاضلاب موجود است و وارد بدنه های آبی می شود، تقریباً در تمام مناطق روسیه آسیب زیست محیطی قابل توجهی ایجاد می کند. تصفیه فاضلاب روز به روز بیشتر و بیشتر مورد توجه قرار می گیرد، زیرا غلظت مواد مضر، از جمله ترکیبات نیتروژن، اغلب به سرعت بالا می رود. این نه تنها آب آشامیدنی را تحت تأثیر قرار می دهد. تقریباً همه سبزیجات و میوه‌ها به سرعت نیترات‌ها را جمع می‌کنند، این نیترات‌ها در علف‌ها و غلاتی که دام‌ها می‌خورند یافت می‌شوند.
محتوای NH3 و NH4 در آب‌ها
مخازن همیشه حاوی نیتروژن به چندین شکل انتقالی هستند: نمک های آمونیوم و آمونیاک، نیتروژن آلبومینوئیدی (آلی)، نیتریت ها (نمک های اسید نیتروژن) و نیترات ها (نمک های اسید نیتریک). همه اینها همراه با فرآیند کانی سازی نیتروژن تشکیل می شود، اما تا حد زیادی با فاضلاب همراه است. اکنون مخازن باید تمیز شوند. ترکیبات نیتروژن به شکل نیتروژن نیترات، نیتروژن نیتروژن، نیتروژن آمونیوم و نیتروژن متصل به ترکیبات آلی به تصفیه خانه های فاضلاب می آیند. آب فاضلاب طرح خانوار داردبا غلظت کمی از چنین موادی، صنعت بیشتر آنها را به آب‌ها می‌فرستد.
در فرآیند خالص سازی، نسبت غلظت جرمی همه اشکال ترکیبات نیتروژن به طور مداوم در حال تغییر است. ترکیب فاضلاب در حین حمل و نقل متفاوت می شود، زیرا اوره که در فاضلاب خانگی و خانگی موجود است، در تعامل با باکتری ها، تجزیه می شود و یون آمونیوم را تشکیل می دهد. هر چه شبکه فاضلاب طولانی تر باشد، این روند بیشتر پیش می رود. گاهی اوقات محتوای یون آمونیوم در ورودی تیمار تا پنجاه میلی گرم در دسی متر مکعب است که بسیار بسیار زیاد است.
نیتروژن آلی
این نیتروژن است که در مواد آلی یافت می شود - پروتئین ها و پروتئین ها، پلی پپسیدها (ترکیبات با وزن مولکولی بالا)، اسیدهای آمینه، کاربامیدها (ترکیبات با وزن مولکولی کم)، آمین ها، آمیدها. تمام مواد آلی، از جمله مواد حاوی نیتروژن، وارد فاضلاب می شوند و پس از آن ترکیبات نیتروژن در معرض آمونیزه شدن قرار می گیرند. مقدار زیادی نیتروژن آلی در فاضلاب وجود دارد که گاهی تا هفتاد درصد کل ترکیبات نیتروژنی می رسد. اما در نتیجه آمونیاک، بیش از پانزده درصد نیتروژن آلی به تصفیه خانه فاضلاب در مسیر فاضلاب نمی رسد.
در مرحله بعد، درمان بیولوژیکی ساخته دست بشر انجام می شود. مرحله اول نیتریفیکاسیون است، یعنی تبدیل ترکیبات نیتروژن ناشی از انواع خاصی از میکروارگانیسم ها که نیتروژن آمونیوم را اکسید می کنند به یون نیترات و یون نیتریت. نمی توان از باکتری های نیتریف کننده ترسید - آنها به شرایط خارجی بسیار حساس هستند و به راحتی جابجا می شوند. اما نیترات ها اگر وارد مخزن شوند،منجر به مرگ او می شود، زیرا آنها یک محیط غذایی عالی برای انواع میکرو فلورا هستند. به همین دلیل است که نیترات ها باید از اکوسیستم حذف شوند.
نیتریت ها و نیترات ها
اگر فاضلاب از طریق خاک نفوذ کند، نیتروژن آمونیومی تحت تأثیر برخی باکتری ها ابتدا به نیتریت و سپس به نیترات تبدیل می شود. غلبه و محتوای اشکال مختلف بستگی به شرایطی دارد که در زمان ورود ترکیبات با حضور نیتروژن به خاک و سپس به مخزن ایجاد می شود.
در طول سیل، غلظت اشکال آلی آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد، زیرا بقایای آلی از سطح خاک شسته می شوند و در تابستان به همان میزان کاهش می یابند، زیرا به عنوان "غذا" برای موجودات آبزی مختلف عمل می کنند. نیتریت شکل واسطه ای از اکسیداسیون نیتروژن آمونیومی است که تمایل به تبدیل شدن به نیترات دارد. در آبهای طبیعی، نیترات‌ها معمولاً زیاد نیستند، مگر اینکه کودها از مزارع خارج شوند.
