Jaká jsou nebezpečí vysoké hladiny amoniaku ve vodě?

Voda z přírodních zdrojů vždy obsahuje určité množství nečistot a rozpuštěných sloučenin. Téměř všechny představují v nadměrných koncentracích nebezpečí pro lidské zdraví, obsah některých kontaminantů není ve vodách určených k pitným účelům vůbec přijatelný. Amoniak a amoniak ve vodě patří do kategorie látek, jejichž obsah je přísně regulován hygienickými normami a překročení MPC znamená bakteriální kontaminaci.

Jak se amoniak a amonné ionty dostávají do vody

Amoniak je plyn se štiplavým zápachem, který se dobře rozpouští ve vodě. Aktivně se uvolňuje při rozkladu biologických látek obsahujících dusík. Po rozpuštění ve vodě se amoniak mění na amonné ionty. V závislosti na pH vodného roztoku rozpuštěný plyn amoniak NH₃ a amonné ionty NH₄ + jsou v dynamické rovnováze. Při pH = 6 – 8 tedy převažuje forma amoniaku a při pH = 9 – 11 dominují amonné ionty. Amonný dusík se aktivně podílí na syntéze proteinových sloučenin a je součástí dusíkového cyklu biologické hmoty. Proto jsou amonné sloučeniny v přírodní vodě vždy přítomny v malých koncentracích.

Zdroje samovolného vstupu a zvýšení koncentrace amonných iontů v přírodní vodě jsou zemědělské, domovní odpadní vody, vypouštění odpadních vod z podniků chemického a potravinářského průmyslu a srážky. Když se amonné ionty dostanou do přírodního systému, tvoří ve vodě soli, stávají se součástí komplexních organických komplexů a stávají se součástí koloidních forem sloučenin a suspenzí obsahujících dusík. Vydatné srážky a povodně urychlují migraci amonných iontů do přírodního prostředí, což může způsobit lokální znečištění nádrží, studní, studní a přírodních zdrojů zásobování obydlenými oblastmi pitnou vodou.

Normy stanovené GOST pro obsah amonia v pitné vodě

V souladu s požadavky SanPin 2.1.4.1074-01 je maximální přípustná koncentrace pro amoniak a amonné ionty 0,0026 g/l, nebo v přepočtu na dusík je to 0,002 g/l. Přítomnost amonných iontů a amoniaku ve vysokých koncentracích v povrchovém vodním zdroji nebo mělké studni téměř vždy naznačuje, že se do vody dostal odpadní odpadní voda a zbytky organických hnojiv. Nejčastěji je tento jev pozorován v blízkosti zemědělských pozemků, čistírenských komplexů, skládek a při narušení integrity kanalizačního systému.

Amonium ve vodě: proč je nebezpečné

Zvýšený obsah amonných sloučenin dodává vodě nepříjemný zápach a chuť. Jediný příjem vody s vysokou koncentrací amoniaku a amonných iontů do těla může vést k prudkému zvýšení krevního tlaku. Při pravidelném pití takové vody dochází u člověka k narušení rovnováhy slané vody, k narušení oxidační funkce krve a následně k hypoxii buněk. S nahromaděním depresivních účinků se může vyvinout třes, otoky měkkých tkání, záchvaty nevolnosti a dušení, zakalení vědomí, může být narušena činnost nervového a dýchacího systému.

Metody stanovení amonných iontů ve vodě

V domácích podmínkách lze přítomnost amoniaku a amonia v pitné vodě posoudit pouze v případě, že kapalina má slabý charakteristický zápach po amoniaku. Koncentrace amoniaku v amoniaku je 10 %. Pokud má voda z vodovodu silný zápach čpavku, neměla by se nikdy konzumovat vnitřně, protože v tomto případě není pochyb o mnohonásobném překročení maximální přípustné koncentrace amonného iontu ve vodě.

V laboratorních podmínkách je tradiční metodou stanovení amonných iontů ve vodě fotometrie pomocí Nesslerova činidla. Je také schválena GOST 33045-2014. Amonné ionty reagují s tetramerkurátem draselným v alkalickém prostředí (Nesslerovo činidlo). V důsledku chemické reakce se vysráží hnědá sraženina zásadité soli Milone, která při nízkých koncentracích amonia přechází do žluté koloidní formy.

Rozsah měřené koncentrace látky je 0,05 – 4 mg/l. Při testování vzorků pitné vody k překročení horní hranice rozmezí prakticky nedochází, pokud však k takovému případu dojde, je vzorek naředěn na přijatelnou koncentraci.

Intenzita barvy sedimentu je přímo úměrná obsahu amonia v pitné vodě. Pomocí fotokolorimetru se měří optická hustota roztoku při vlnové délce 425 nm. Kvantitativně se hmotnostní koncentrace testované složky ve vzorku vody stanoví po fotometrické studii výpočtem.

Další metoda detekce amonných iontů ve vodě je založena na reakci amoniaku s chlornanem a fenolem v přítomnosti nitroprusidu sodného. Výsledný indofenol zmodrá. Dále se změří jeho optická hustota a provedou se potřebné výpočty. Citlivost této metody je asi 0,1 μg v analyzovaném objemu.

Jak odstranit amonium z vody

Existuje několik způsobů, jak se zbavit amonných iontů v pitné vodě. Volba metody závisí na koncentraci látky v daném vodném roztoku, přítomnosti dalších kontaminantů a objemu kapaliny, která má být čištěna. Nejpoužívanější jsou provzdušňování, iontoměničová filtrace, reverzní osmóza a dezinfekce chlórem. Nejčastěji se metody vzájemně kombinují, a to na základě konkrétních podmínek.

Aerace

Metoda průchodu vody provzdušňovacími kolonami je primárně zaměřena na vysrážení sloučenin železa, odstranění manganu a vázání sirovodíku. Ale také vykazuje dobrou účinnost v boji s nadbytkem amonných iontů ve vodě. Fyzikální provzdušňování je založeno na těkavosti látek, v tomto případě čpavku NH3. Sloupce jsou naplněny zrnitou vsázkou štěrku, koksu, křemene atd. Ve vodě jsou amoniak a amonné ionty v dynamické rovnováze. Při použití aerace je nutné tuto rovnováhu posunout směrem k rozpuštěnému čpavku, tzn. upravte pH roztoku na 6 – 8. Proto se vyčištěná voda na vstupu do kolony alkalizuje chlornanem sodným NaOCl, manganistanem draselným KMnO4 nebo hydroxidem sodným NaOH. Proud vyčištěné vody je veden přes provzdušňovací kolonu a v protiproudu k ní je přiváděn vzduch pod tlakem čerpaný kompresorem. Vlivem vzdušného kyslíku se amoniak odpařuje.

Iontově výměnné filtry

Metoda iontoměničové filtrace využívá selektivní absorpci specifikovaných iontů iontoměničovým materiálem. Může se jednat o monofunkční iontoměničovou pryskyřici zaměřenou na absorpci pouze určitých iontů, ale zpravidla se používají iontoměničové zátěže, které jsou zaměřeny na odstranění několika škodlivin najednou. Amonné ionty jsou vázány v Na a Na-H kationizačních změkčovacích jednotkách, ale stupeň srážení v tomto případě do značné míry závisí na kvantitativním obsahu draslíku a sodíku ve vodě. Jako sorpční zátěž se tradičně používá přírodní zeolit, který odstraňuje amonium z vody o 90 – 95%. Regenerace zeolitu se provádí 5-10% roztokem NaCl, který se po promytí zneutralizuje slabým 2% roztokem kyseliny sírové.

Reverzní osmóza

Jednotky reverzní osmózy fungují na principu baromembránové separace kapaliny a umožňují zadržet 65 až 99 % sloučenin rozpuštěných ve vodě, včetně amoniaku a amonia. V otázce integrovaného přístupu k čištění vody od několika iontů, které se vzájemně ruší, nemají polopropustné membrány obdoby. Pod vytvořeným tlakem se proud vody rozdělí na filtrát, který proniká membránovými kapilárami, a koncentrovaný substrát, který se shromažďuje na membráně. Jednoduchost konstrukce zařízení na reverzní osmózu umožňuje navrhovat průmyslové instalace a kazety pro každodenní použití v domácnosti nebo bytě.

Dezinfekce chlórem

Chlorace je nejběžnější způsob oxidace a dezinfekce vody. V závislosti na množství aktivního chloru dochází k oxidaci amonných iontů na monochloraminy a plynný dusík. Činidla jsou chlornan sodný a vápenatý NaClO, Ca(ClO)2, Cl2. Spotřeba chlóru se v závislosti na přítomnosti organických sloučenin pohybuje od 5 do 12 mg/l. Dávkování aktivního chloru se volí v každém konkrétním případě na základě údajů z analytické studie vzorků vody.

Po přeměně amonia na plynný dusík se přebytečný chlor a jeho sloučeniny odstraní průchodem vodného roztoku přes filtr se sorpční náplní aktivního uhlí.

Voda bez amoniaku je tou správnou volbou

Sledování amoniakálního dusíku ve formě amoniaku a amonných iontů je nutné při zásobování pitnou vodou. To platí i pro vodu z vodovodu a zejména studny. Zvláštní pozornost by měla být věnována tomuto aspektu, když se zemědělská půda, farmy, pole a oblasti hromadění odpadu nacházejí nejblíže zdroji. Koncentrace amonia překračující maximální přípustnou koncentraci mohou způsobit značné poškození zdraví a poškodit potrubí a zařízení v domě.

Nabízíme komplexní přístup k výběru zařízení na čištění vody od čpavku a čpavku a také všech forem známých znečišťujících látek. Zahrnuje studii umístění zařízení, stanovení kvality vody přírodního nebo centralizovaného zdroje zásobování vodou, analýzu vzorků vody na dodržování nejvyšších přípustných koncentrací podle GOST, výběr potřebného zařízení, které zcela řeší problémy čištění vody v každém konkrétním případě. U nás zakoupíte sorpční a iontoměničové filtry, jednotky reverzní osmózy, provzdušňovací kolony, chlorační a ozonizační zařízení.

Aplikace pro výběr zařízení

Voda ze studny nebo studny obsahuje různé nečistoty: kovy, soli, minerály, plyny, dusičnany atd. Nejsou nebezpečné a neškodí člověku, pokud jejich obsah ve vodě odpovídá předpisům SanPin. Pokud ne, je taková voda zdraví nebezpečná, nedoporučuje se ji pít ani provádět vodní procedury. Nadbytek čpavku není nejčastější, ale s vodou je to krajně nepříjemný problém.

Podle norem SanPin je úroveň obsahu amoniaku v pitné vodě 2,0 mg/dm³. Jak se zjistí nadměrná koncentrace, kromě analýzy vody? Charakteristickým znakem je nepříjemný zápach z kanalizace. Kromě zápachu a souvisejícího nepohodlí má čpavek také negativní vliv na lidské zdraví:

• otrava,
• puchýře na kůži po vodních procedurách,
• Silná bolest hlavy.

Příčiny nadbytku amoniaku

Hlavním zdrojem tohoto plynu ve vodě je lidský odpad. Pokud jsou kanalizace řádně provozovány a udržovány, nebývá problém s čpavkem. Pokud ale přijde prudký liják, doprovodná povodeň, která zaplaví vše kolem, možnost, že se do vody dostanou nečistoty, prudce vzroste. Kromě vody ve studních a studních mohou být postiženy i přírodní vodní plochy – řeky a jezera. Po kontaminaci vodních ploch čpavkem byly u lidí, kteří plavali, pozorovány výše uvedené neduhy. Místní fauna, která se na rozdíl od lidí nemohla dostat z vody, trpěla mnohem hůř – došlo k masivnímu úhynu ryb a dalších živých organismů.

Druhým důvodem – špatné umístění studny v blízkosti kanalizace na pozemku. Při výběru místa pro vrtání je lepší se nejprve poradit s důvěryhodným profesionálem, nebo ještě lépe s několika. Jinak reálně hrozí nutnost převrtávání jinde se všemi souvisejícími náklady.

Jak čistit vodu od amoniaku?

Existují různé způsoby čištění:

1. Reverzní osmóza: při průchodu membránou se voda čistí od všech nečistot včetně čpavku. Nevýhodou tohoto způsobu čištění je, že výsledná voda je nevhodná k pití, přestože v ní není amoniak. Reverzní osmóza zcela zbaví vodu jejího minerálního obsahu a výsledkem je destilát. Důrazně se nedoporučuje užívat vnitřně. Proto při použití reverzní osmózy vzniká potřeba umělé mineralizace vody. Samotný čisticí systém je navíc poměrně drahý, a to jak na nákup, instalaci, tak na údržbu. Ten druhý mimochodem obvykle vyžaduje zavolání speciálně vyškolených lidí. V případě skutečně obrovských přebytků mnoha nečistot, kdy nic jiného nepomůže, se však instalace reverzní osmózy může stát alternativou k vrtání nové studny. I když s tím spojenými náklady a nepříjemnostmi.
2. Čištění činidel přes uhlíkový filtr. Tradiční metoda, která vyžaduje neustálou výměnu náplně kartuše.
3. Biologická metoda: pomocí různých mikroorganismů. Metoda se blíží přirozenosti, ale je extrémně náročná na provedení a poměrně drahá. Po odstranění čpavku je nutná další dezinfekce vody.
4. Provzdušňování: Stejně jako uhlí je tento způsob čištění docela známý. Nevýhodou jsou náklady, složitost údržby a velké množství prostoru alokovaného pro systém.
5. Čištění titanovými filtry TITANOF. Nová metoda, která přišla na trh v roce 2016. Patrona se skládá ze slinutého titanového prášku, který svým designem připomíná jemný úl. Jemnost filtrace je 0,8 mikronu (tisícina milimetru), což umožňuje filtrovat i tak jemné nečistoty, jako je čpavek. Výhody titanového filtru — kazetu není třeba vyměňovat. Když se zašpiní, vyjme se z pouzdra, namočí se do roztoku kyseliny citrónové a je opět zcela připraven k použití.

Kromě amoniaku také účinně bojuje proti následujícím nečistotám:

• dvojmocné a trojmocné železo,
• mangan,
• dusičnany,
• radon (radioaktivní prvek),
• volný chlór (snižuje 7krát),

a také odstraňuje celkový zákal a barvu. Kromě úspory při výměně patrony (životnost je více než 50 let) je titanový filtr také kompaktní a lze jej instalovat na hlavní linku nebo pod dřez.