Аммонийный азот что это
Ионы аммония в стоках: откуда берутся, ПДК, нитритный контроль
Азот и его соединения
Чистый азот – химически инертный элемент. Однако, из-за своей распространённости в природе часто встречается в различных органических и неорганических соединениях – аммиак, соли, оксиды – NO, N2O, NO2, N2O5, N2O3.
Общий азот
Общий азот – это сумма органических (белковых, мочевинных) и минеральных (аммонийной, нитратной, нитритной) форм азота. Из-за большого разнообразия азотсодержащих соединений, они могут присутствовать в воде в различных формах: истинные растворы, коллоидные частицы, взвеси. Зачастую, поверхностные водоёмы содержат все возможные виды азотсодержащих соединений. В результате природного воздействия эти соединения постоянно трансформируются друг в друга.
Аммонийный
Нитратный и нитритный
Нитраты и нитриты – это соли азотной и азотистой кислоты. В поверхностных водах они образуются в процессе окисления аммонийного азота.
Как нитраты, так и нитриты, а также соответствующий им оксид азота (IV), являются канцерогенами и высокотоксичными веществами, вызывающими поражения печени, почек, сердца, лёгких, нервной системы, щитовидной железы и желудочно-кишечного тракта.
Сточные и природные воды
Сточными называют воды, свойства которых были изменены антропогенным воздействием. Осадки (дождевые, талые) также относятся к сточным водам. Существуют различные способы классификации сточных вод: по источнику происхождения, по составу или концентрации загрязняющих веществ, по свойствам загрязнителей.
К природным водам относят: моря, океаны, ледники, реки, озёра, почвенную и атмосферную влагу.
Несмотря на принятое деление вод на сточные и природные, в действительности они неотделимы друг от друга, поскольку являются сложной системой, находящейся в динамическом равновесии.
Аммонийный азот в стоках
Откуда азот попадает в стоки?
В сточные воды азот попадает вместе с продуктами жизнедеятельности людей, пищевым мусором, навозом, отходами производств (металлургических, химических, микробиологических, медицинских, фармацевтических, лесо- и коксохимических). Азот находит широкое применение в промышленности – в чистом газообразном виде (для прямого синтеза аммиака, применяемого затем в ряде химических процессов), в виде соединений: кислоты – в военной, металлургической, ювелирной промышленности и для производства минеральных удобрений (селитр); оксиды – в медицине, кондитерском деле, а также в ряде других сфер.
Нормы содержания и ПДК
Нормы содержания и ПДК азота в водах регламентируется в нормативно-технической документации, к примеру, в ГН 2.1.5.1315-03. Для аммонийного и минерального азота показатели ПДК составляют:
Вред NH4 + человеку и природе
Опасен аммонийный азот тем, что и его ион, и восстановленная форма (аммиак NH3) способны вступать в реакцию с белками, вызывая их денатурацию. Например, такой белок как гемоглобин, в результате действия этого токсина теряет способность переносить кислород. При регулярном поступлении в организм живого существа ионов аммония и аммиака проявляются: ацидоз и нарушение кислотно-щелочного баланса, поражения печени, нарушения в работе центральной нервной и сосудистой систем. Тем не менее, некоторое наличие аммиака и аммоний-ионов желательно в природных водах в небольшой концентрации, поскольку они являются участниками биологического круговорота веществ – азотного цикла.
Норматив платы за сброс
Нормативы плат за сброс в сточные воды азотсодержащих загрязняющих веществ зависят от вида сбросов. По состоянию на 2021 год, постановлением Правительства РФ №913 «О ставках платы за негативное воздействие на окружающую среду и дополнительных коэффициентах» установлены следующие тарифы:
Точный тариф платы за сброс определяется в зависимости от применения коэффициента, определяемого как обратная сумма допустимого увеличения содержания загрязняющего вещества при сбросе сточных вод к его фоновому показателю.
Обзор методик, правил и ГОСТов
Для определения соединений азота в сточных водах применяются различные методики. Для аммонийного азота – это фотометрический и некоторые более современные методы определения концентрации.
Методы определения аммония в водах
Для быстрого определения аммонийного и других видов азота в сточных и природных водах используются фотометрические и колориметрические методы. Стоит заметить, что оба этих метода не являются высокоселективными и обладают заметной погрешностью. При заборе воды в очистных сооружениях измеряют показатель «общий азот». Методика определения – каталитическое окисление различных форм азота до его оксидов. Для измерения аммонийной формы азота применяются ионоселективные электроды в составе многопараметрических датчиков. Принцип работы таких электродов основан на применении ионоселективных полимерных смол в качестве мембран для ионообменных фильтров, изготавливаемых из ПВХ.
Визуальная колориметрия
Под визуальной колориметрией понимают процесс сравнения окраски пробы воды после действия на неё реактивом Несслера и сопутствующими ему вспомогательными реактивами. В качестве определяющей нормы используются различные образцы, которые зачастую не могут обеспечить достаточной точности результата анализа. Несмотря на ряд недостатков этот метод востребован в качестве экспресс-анализа проб воды. Особенно, в тех случаях, когда невозможно провести более сложное исследование.
Фотометрическая колориметрия
Логичным развитием метода визуальной колориметрии стало применение электронных устройств – фотометров и спектрофотометров, способных более точно определять цветность проб. В основе работы устройств положены физико-химические явления поглощения, рассеивания, отражения электромагнитных волн в области видимого и невидимого спектра. Применение таких приборов даёт высокоточные результаты анализа. Несмотря на сложность спектрофотометров, с ними может работать неспециалист. Достоинство современных приборов – высокий уровень автоматизации процессов.
Обзор фотометрических анализаторов
Фотометрами принято называть приборы, предназначенные для измерения каких-либо световых величин. К фотометрам относятся: люксометры, яркомеры и интегрирующие фотометры, измеряющие световой поток. Свойства фотометрических величин зависят от химического состава исследуемой среды, что обуславливает возможность применения этих приборов для анализа вод.
В практике химических исследований применяются самые разные приборы, однако, лидирующие позиции на рынке в XXI веке занимают спектрофотометры. Их принцип действия основан на взаимодействии двух световых потоков: взаимодействующего с исследуемым образцом и падающего на исследуемый объект. Эти два потока сравниваются при различных длинах волн падающего света. Результат сравнения – спектры, которые затем подвергаются тщательному изучению.
Поскольку все химические вещества и соединения оказывают влияние на поведение света, спектр изученной пробы позволяет определять наличие и соотношение присутствующих в образце примесей.
Очистка вод от ионов аммонийного азота.
Для очистки вод от аммонийного азота применяются: биологическая фильтрация, аэрация, введение окислителей (озон, хлор, гипохлоритов некоторых щелочных и щелочноземельных металлов), фильтрация при помощи ионообменных смол, а также ряд других способов.
Биологический способ
Свойства и жизненные циклы многих микроорганизмов позволяют очищать сточные воды. Обычно биологическая система очистки представляет собой сложную систему. Называют такие системы активным илом или биоплёнкой. Их состав зависит от конкретного назначения.
Например, для денитрификации – процесса превращения загрязняющих нитратов и нитритов в чистый газообразный азот – применяют активный ил с повышенным содержанием организмов, работающих в бескислородной (анаэробной) среде. В обратном случае – окислении нитритов, органических соединений азота и аммонийного азота до нитратов – используют биоплёнки с повышенным содержанием аэробных микроорганизмов.
Выбрав режим очистки (периодический, проточный, со свободно плавающим илом, с биофильтрами или без них), выбирают технический способ его реализации.
Наиболее распространённые устройство биологической очистки – отстойник для проточной очистки (аэротенк). Аэротенки бескислородной очистки называются «метантенками».
И в периодической, и проточной очистке, процесс разделяется на два основных этапа:
Ускорение процесса отстаивания – актуальная задача технологий водоочистки. Для её решения применяются самые различные методы. Например, в высокотехнологичных современных аэро- и метантенках отстаивание совмещено со процессами ультрафильтрации и мембранным разделением.
Химические способы
К химическим относится широкий спектр различных методов очистки воды, например: фильтрация, аэрация, флотация, сорбция, экстракция, эвапорация, озонация, ионообменная и электрохимическая очистка. В рамках очистки сточных вод от различных видов азотных загрязнений наибольшее применение находят озонация, электрохимическая и ионообменная очистка.
Озонацией называется процесс пропускания через массу воды газа озона (аллотропная модификация кислорода). Из-за нестабильности молекулы озона, он оказывает мощное окислительное воздействие на многие вещества, в том числе и соединения азота. В результате окисления аммонийного азота происходит его превращение в нитраты (больше) и нитриты (меньше). Данный метод наиболее эффективен для очистки вод с повышенным содержанием аммонийной формы азота.
Электрохимическая очистка – процесс восстановления или окисления соединений азота на специальных электродах. В результате прохождения электрохимических реакций, различные формы азота в воде могут переходить друг в друга, что позволяет регулировать содержание как общего, так и отдельных видов азотистых загрязняющих соединений.
Ионообменные процессы протекают по схожему принципу, но, в отличие от электрохимических, они зачастую не требуют подачи электрического тока, ведь электрохимические превращения происходят из-за наличия в полимерных ионообменных материалах функциональных групп – ионитов. Тем не менее, этот метод достаточно сложен, поскольку заряд ионита определяется химической природой выбранного ионообменного материала и не может быть изменён. Также, ионообменные полимеры достаточно дороги в производстве, что накладывает определённые ограничения на их применение.
Перспективное направление развития технологий водоочистки – разработка электродов, покрытых ионообменными полимерами. Их применение позволяет совместить лучшие стороны обоих процессов.
Азот аммонийный в воде
Аммонийный азот с химической формулой (NH4)+ относится к биогенным элементам, участвующим в процессах биогидроценоза. Вещество содержится в большинстве водоемов, однако его содержание колеблется в зависимости от сезона и окружающей обстановки, связанной с деятельностью предприятий. Так, весной его концентрация уменьшается, летом – увеличивается.
В первую очередь это происходит из-за бактериального разложения органических веществ. При повышенном содержании аммония санитарное состояние водоема резко ухудшается. В связи с этим необходимо контролировать показатель для отслеживания состояния водной экосистемы. Для этого требуется периодически проводить анализ воды на содержание аммония.
Каким образом азот аммонийный попадает в воду?
Азот аммонийный может попадать в окружающую среду, в том числе в водоемы, несколькими путями. Среди них выделяется три источника, которые разграничиваются по степени влияния на экологическую обстановку.
Несмотря на то, что в России существует ряд законодательных ограничений, касающихся максимальной концентрации азота аммонийного, случаи нарушений встречаются достаточно часто. Это, в свою очередь, не только вредит окружающей среде, но и приводит к многочисленным штрафам. Чтобы этого избежать, при обнаружении повышенного уровня аммония в воде следует заняться вопросом оптимизации установленных систем водоочистки, в том числе за счет монтажа более эффективных.
Азот в сточных водах
Азот, который находится в сточных водах в растворенном состоянии, чаще всего представлен ионами аммония. Они образуются посредством присоединения к молекулам аммиака ионов водорода. Этому может способствовать несколько факторов, включая растворение аммиака, гидролиз его солей, а также процесс разложения и дальнейшего окисления органики.
Основные источники загрязнения аммонийным азотом:
С учетом того, что сточные воды могут оказывать непосредственное влияние на качество грунтовых и, как следствие, воду в скважинах и колодцах, СанПиН устанавливает жесткое ограничение, которое касается предельно допустимой концентрации. Так, для азота аммонийного показатель не должен превышать 1,5 мг/л.
Воздействие аммония на организм
Известно, что аммиак, находясь в организме человека, может вступать в реакцию с белками, вследствие чего развивается денатурация. Из-за продолжительного воздействия вещества на организм нарушается дыхание клеток и тканей, а также происходит поражение центральной нервной системы, печени и органов дыхания. Страдает и пищеварительная система. Известны случаи проблем с сосудами, а также развития онкологических заболеваний. Это происходит при регулярном потреблении воды с уровнем аммония выше 1,5-2 мг/л.
Определение азота аммонийного
С целью определения аммонийного и других видов азота в воде чаще всего используется визуальная и фотометрическая колориметрия. Фотометрия предоставляет более точные данные за счет развития технологий и использования электронных устройства, таких как спектрофотометр. С их помощью можно более точно и быстро выявить искомые показатели, так как процесс сравнения окраски пробы воды из колбы с реактивом осуществляется автоматически. Также для измерения азота в природных и сточных водах задействуют ионоселективные электроды, которые входят в состав многопараметрических датчиков.
Способ очистки сточных вод
Для удаления аммонийного азота из воды может использоваться несколько способов. Оптимальный выбирается в зависимости от степени загрязнения, типа водоисточника, производительности водоочистной системы. Среди наиболее часто используемых выделяют биологическую фильтрацию, аэрацию, обратный осмос, а также флотацию и восстановление аммония посредством металлического магния.
С помощью обратного осмоса можно избавиться не только от аммонийного азота, но и других примесей, добившись дополнительного смягчения. Обратноосмотический метод эффективен для воды, в которой вместе с аммонием также содержится больше количество натрия и сульфатов. К популярным методам очистки от аммонийного азота относится сорбция. Данный процесс сочетает сразу несколько реакций, включая обезжелезивание и деманганацию. Очистка воды должна проводиться, если источник располагается рядом с:
Своевременная водоочистка, проведенная правильным образом, играет важную роль для экологии. Чрезмерная концентрация аммония приводит к снижению способности гемоглобина у рыб реагировать на кислород, из-за чего сокращается их численность. Грунтовые же воды с уровнем аммонийного азота, превышающим ПДК, становятся непригодными к использованию в быту. Это касается непосредственно питья и применения с целью приготовления пищи.
Проверка воды на аммоний в лаборатории «НОРТЕСТ»
Чтобы рассчитывать на получение точного результата, который предоставит всю необходимую информацию о текущем состоянии воды в источнике, важно обратиться в правильную лабораторию. Испытательный центр «НОРТЕСТ» оснащен всем необходимым для проведения исследований воды на наличие аммонийного азота из разных источников. Применяя эффективные методики, мы можем гарантировать точность анализов и их быстрое проведение.
Являясь аккредитованным центром, мы выдаем заключения, которые имеют юридическую силу и могут служить доказательством некачественной работы очистных систем. Особенность предоставляемой информации зависит от каждого конкретного случая – прежде всего это касается вида анализов. Обращение в лабораторию «НОРТЕСТ» поможет своевременно отреагировать на нарушения и заняться поиском решений, которые способствуют улучшению ситуации в долгосрочной перспективе.
Неметаллы в сточных водах: источники, вред, способы очистки
Неметаллы в сточных водах: источники, вред, способы очистки
Химическая формула : (NO2)-
Источником загрязнения сточных вод могут являться: Нитриты являются солями азотистой кислоты и появляются на одном из этапов биохимического окисления азота аммонийного до азота нитратного при условии доступа кислорода или в результате восстановления нитратов при дефиците кислорода. Источником загрязнения могут являться хозяйственно-бытовые и навозные стоки, сточные воды пищевых предприятий, стоки с сельскохозяйственных полей.
Отрицательное воздействие на организм: Высокотоксичны, канцерогенный метаболит, реагируют с гемоглобином, что вызывает гипоксию (кислородное голодание, одышку), слабость, сонливость, ощущение усталости, тошноту, ухудшение работы почек, сердца (сердцебиения), печени, нервной системы, щитовидной железы, авитаминоз, снижение потенции, снижение кровяного давления. Особенно опасны для детей в возрасте до 3 месяцев. Способствуют развитию вредной микрофлоры кишечника и вторичной интоксикации организма.
Норматив платы за сброс в водный объект в пределах установленных лимитов, за 1т, руб.: 17220
Способ очистки сточных вод: Биологическая фильтрация, окисление озоном, хлором, гипохлоритами щелочных и щелочноземельных металлов, пероксидом водорода, обратный осмос, ионообменные смолы.
Химическая формула: (SO4)2-
Источником загрязнения сточных вод могут являться: Шахтные воды, сточные воды предприятий химической промышленности, текстильной промышленности, металлургических предприятий, ТЭЦ, очистные сооружения использующие сульфаты алюминия, железа и серную кислоту, хозяйственно-бытовые и сельскохозяйственные стоки, при растворении серосодержащих минералов, образуются в результате разложения белковых веществ.
Отрицательное воздействие на организм: Раздражение слизистой оболочки, дыхательной систему, кожи, слабительное действие, нарушают процесс переваривания пищи
Норматив платы за сброс в водный объект в пределах установленных лимитов, за 1т, руб.: 14
Способ очистки сточных вод: Обратный осмос, ионообменные смолы, алюминийсодержащим реагентом с известкованием.
Химическая формула: C6H5OH
Источником загрязнения сточных вод могут являться: Нефтехимическая и химическая промышленность, медицинская и пищевая промышленность, черная металлургия, нефтеперерабатывающая промышленность, очистные сооружения, производство изделий с использованием фенолоформальдегидных смол, пропитка древесины, дезинфекция.
Отрицательное воздействие на организм: Токсичен. Язвы в ротовой полости, понос, нарушение координации, тремор мышц, поражения кожи, рак, воздействие на сердце, печень, почки.
Норматив платы за сброс в водный объект в пределах установленных лимитов, за 1т, руб.: 1377405
Способ очистки сточных вод : Сорбция, озонирование, механическая очистка, парофазное окисление, жидкофазная очистка, биологическая очистка.
Химическая формула: (PO4)3-
Источником загрязнения сточных вод могут являться: Синтетические моющие средства, хозяйственно-бытовые стоки, коммунальные сточные воды, сточные воды с сельскохозяйственных полей, животноводческих комплексов, дренажные и ливневые воды, горнопромышленные комплексы, предприятия химической и промышленности, пищевой промышленности.
Отрицательное воздействие на организм: Дерматологические заболевания, поражаются мышцы, печень, почки.
Норматив платы за сброс в водный объект в пределах установленных лимитов, за 1т, руб.: 6890 (по Р)
Способ очистки сточных вод: Биологическая фильтрация, отстойники, гидроциклоны, реагентная очистка, обратный осмос, адсорбция, ионообмен, коагуляция, окисление с последующей нейтрализацией известковым молоком озоном, хлором, кислородом воздуха.
Источником загрязнения сточных вод могут являться: Алюминиевое производство, производство фосфорных минеральных удобрений, морская вода, подземные воды
Отрицательное воздействие на организм: Токсичен, вызывает слезотечение, раздражение кожи, потеря голоса, рвота, боли в животе, жидкий стул, слабость, кровоточивость десен, флюороз и хрупкость зубов, остеопороз, судороги, брадикардия, снижение артериального давления, пневмонию, отек легких, поражение почек и центральной нервной системы.
Норматив платы за сброс в водный объект в пределах установленных лимитов, за 1т, руб.: 1840
Способ очистки сточных вод: Реагентная очистка, сорбция, обратный осмос, ионообмен.
Химическая формула: Cl-
Источником загрязнения сточных вод могут являться: Артезианские воды, хозяйственно-бытовые стоки, использование хлоридов в антигололедных целях, сточные воды месторождений нефти, нефтеперерабатывающая, нефтехимическая и химическая промышленность, предприятия черной и цветной металлургии, производство резины.
Отрицательное воздействие на организм: Раздражение дыхательных путей, кожи, глаз, слизистых оболочек, нарушение деятельности желудка, ухудшается пищеварение, заболевание сердечно-сосудистой системы, моче- и желчнокаменная болезнь, гипертония.
Норматив платы за сброс в водный объект в пределах установленных лимитов, за 1т, руб.: 4,5
Способ очистки сточных вод : Сорбция, обратный осмос, ионообмен.
Цены на оборудование очистки воды приведены в файле ПРАЙС ПРОДУКЦИИ
 |  |  | ||
 |
[02.12.2021] |  | ||
 |  |  |
