Odkud se dusitany ve vodě berou?

Dusičnany a dusitany jsou deriváty sloučenin dusíku, které se nacházejí ve vodě, zelenině a potravinách. V malém množství nejsou nebezpečné, nicméně při překročení normy mohou způsobit zdravotní problémy.

Dusík, jeho ionty a sloučeniny

Dusík tvoří asi 78 % vzduchu kolem nás. Dusík je nejrozšířenějším chemickým prvkem na Zemi. Sloučeniny dusíku jsou různé oxidy dusíku (hnědý plyn, rajský plyn atd.), nitridy (například čpavek), kyseliny dusičné, dusičné a dusité, deriváty kyseliny dusičné – dusičnany. Dusík ve sloučeninách tvoří látky organické i anorganické chemie.

Protože volný dusík (N₂) za přirozených podmínek téměř nereaguje, téměř všechny výsledné sloučeniny dusíku vznikají v laboratorních a průmyslových podmínkách.

Ale ionty dusíku aktivně vstupují do chemických reakcí. Mnoho sloučenin dusíku vzniká přirozeně, např. v důsledku rozkladu bílkovinných látek – domovní odpad, zvířecí výkaly.

Dusičnany a dusitany – jaký je tento ukazatel?

Dusičnany jsou soli kyseliny dusičné a dusitany jsou soli kyseliny dusité. Dusičnany jsou známější jako ledek. Jedná se o poměrně běžné hnojivo v zemědělství. Dusitany se používají v mnoha průmyslových odvětvích jako levný a snadno dostupný inhibitor koroze.

Dusičnany a dusitany končí ve vodě konzumované lidmi. Dusičnany – vypouštěním odpadních vod do vodních útvarů půdou a podzemními zdroji, dusitany – díky průmyslovým podnikům.

Přítomnost těchto sloučenin ve vodě nad normou indikuje kontaminaci.

Obsahové normy, třídy nebezpečnosti a nejvyšší přípustné koncentrace

Norma obsahu dusičnanů ve vodě je 45 mg na 1 litr pitné vody. U dusitanů je toto číslo nižší – pokud přítomnost dusitanů přesáhne 3 mg na litr, je voda považována za nevhodnou k pití.

Maximální přípustná koncentrace (MPC) je ukazatel vypočítaný sanitárními službami ve vztahu k široké škále látek a prostředí. Existují tedy maximální přípustné koncentrace vypočtené pro pracovní prostředí – pro vzduch, pro vodu. Tato čísla se mohou v jednotlivých zemích lišit. Stanovené normy pro obsah dusičnanů a dusitanů jsou relevantní v Ruské federaci.

MPC je spojen s pojmem „třída nebezpečnosti látky“.

Existují celkem 4 třídy nebezpečnosti.

• Třída I – velmi nebezpečné látky;
• II – nebezpečné látky;
• III – středně nebezpečné látky;
• IV – látky s nízkým rizikem.

Dusičnany patří do skupiny III a dusitany do skupiny II.

Pitná voda ze studny, vrty

Voda ze studní je považována za méně čistou než voda z artéských studní. Například vzorky vody z náhodně vybraných vrtů poblíž Moskvy vykazovaly dvojnásobnou hladinu dusičnanů oproti normálu. Na některých místech bylo toto číslo ještě vyšší. Tuto skutečnost lze vysvětlit ekonomickou činností letních obyvatel a zemědělských podniků.

Studny mohou také vykazovat zvýšené hladiny dusičnanů/dusitanů. K tomu může přispět řada možných důvodů: blízkost studny různých pohřebišť (pohřebiště hospodářských zvířat, skládky odpadků), zneužívání zemědělských hnojiv, blízkost soukromých domů a farem.

odpadní voda

Ve vodní typologii je odtok korelován s lidskou činností. Odpadní voda se dělí na:

1. Povrchní.
2. Domácnost.
3. Průmyslový.

Povrchové odpadní vody vznikají z usazenin. Odpadní voda z domácností vzniká v důsledku lidské činnosti. Převažují v nich odpadní produkty. Průmyslová odpadní voda je nejtoxičtější a nejnebezpečnější. Zpravidla vždy obsahují látky 1. a 2. třídy nebezpečnosti.

Nejméně dusičnanů a dusitanů se nachází v povrchových odpadních vodách. Veškeré odpadní vody jsou čištěny čističkami vod.

Co způsobuje nadměrné hladiny dusitanů?

Dusitany představují pro člověka a přírodu větší hrozbu než dusičnany. Co je nebezpečné na překročení nejvyšší přípustné koncentrace dusitanů ve vodě?

Vysoký obsah představuje nebezpečí pro přírodu

Vysoké hladiny dusitanů mají škodlivý vliv na životní prostředí. Překročení normy otráví rostliny, které zvířata jedí.

Člověk, který přijímá rostlinnou a živočišnou potravu s velkým množstvím dusičnanů, se vystavuje riziku otravy.

Účinky na lidské tělo

Interakcí s hemoglobinem v lidské krvi mění dusičnany mocenství železa. Vytvořený methemoglobin snižuje spotřebu kyslíku lidským tělem. Jeho obsah v krvi do 15 % není kritický. Když je tento práh překročen, člověk začíná pociťovat nepohodlí – čím vyšší, tím horší. Smrtelná dávka je 50-60%, po které je možná smrt. Dusitany odcházejí z těla močí, některé z nich se však obtížněji vylučují a hromadí se v tkáních.

Hlavní nebezpečí vody kontaminované dusitany je pro děti. Faktem je, že látku, která methemoglobin neutralizuje (methemoglobin reduktázu), začne tělo produkovat od tří měsíců věku. Proto byly pro výrobu kojenecké výživy a výživy vyvinuty speciální normy, které zabraňují používání potravinářských výrobků, ve kterých se dusičnany nacházejí v koncentracích nebezpečných pro dítě.

Těhotné ženy si také musí být jisti kvalitou vody, ovoce, masa a rybích výrobků, které konzumují, aby se vyhnuly možným škodlivým účinkům na plod.

Jak pochopit, že dochází k otravě dusitany? Během období aktivní replikace methemoglobinu a překročení 15% hladiny se mohou objevit následující příznaky:

• edém;
• slabost;
• zvracení;
• průjem, často s krví;
• cyanóza kůže;
• těžká anémie;
• cítit se unaveně;
• snížený výkon.

Pokud se včas poradíte s lékařem, může být pacient zachráněn.

Metody stanovení v řekách a nádržích

K měření hladiny dusičnanů a dusitanů v řekách a nádržích používají hygienické služby několik metod, které je vzájemně kombinují pro lepší informovanost. Patří sem: kolorimetrie, fotometrie atd.

Kolorimetrie

Kolorimetrická metoda je spojena se změnou barvy konkrétního činidla během interakce s vodou. Používají se následující činidla: sodná sůl kyseliny salicylové a kyselina fenoldisulfonová. Laboratorní technik během experimentu vytvoří kalibrační graf ukazující hodnoty získané během barvicí reakce. Poté se získané hodnoty dosadí do vzorce, ze kterého se získá množství požadované látky.

Fotometrie

Tato metoda vyžaduje Nesslerovo činidlo, fotokolorimetr a určité množství dalších činidel. Pokud jsou přítomny dusičnany nebo dusitany, interakce s Nesslerovým činidlem poskytne roztoku nažloutlou, rezavě hnědou barvu. Další výzkum se provádí pomocí fotokolorimetru. Dívají se na lom světla na nastavitelné vlnové délce a určují množství dusičnanů.

Automatické analyzátory

Analyzátory vzorků vody jsou moderní technologická zařízení používaná v průmyslu a laboratorním výzkumu. Zařízení nejsou levná, i když svou cenu platí plnou automatizací výzkumného procesu, snižují pracnost laboratorních techniků a také pomáhají šetřit reagencie.

Na dnešním trhu automatických analyzátorů si téměř každý podnik zabývající se výzkumem vody může vybrat analyzátor, který splňuje všechny požadavky z hlediska: výkonu, ceny, nákladů na údržbu, rozměrů.

Většina laboratoří vodáren je zpravidla vybavena moderními automatickými analyzátory. Mnohé z nich se nezaměřují pouze na dusičnanové a dusitanové ionty, ale mohou vykazovat i další parametry kvality vody.

Čištění vody a odpadních vod

Po testování vzorků vody na přítomnost dusičnanů nebo dusitanů je dalším stupněm úprava vody a úprava odpadních vod pro další zpracování vody.

Způsoby čištění vody jsou nyní velmi rozmanité. Chemičtí technologové a ekologové neustále provádějí výzkum s cílem vyvinout nové metody čištění odpadních vod. Dnes existují: biologické, biochemické, fyzikálně-chemické metody čištění odpadních vod.

Biochemické a biologické metody

Jedná se o metody využívající speciální mikroorganismy, například řasy. Dusičnany a dusitany jsou potravou pro tyto organismy. Voda procházející biofiltrem je očištěna od škodlivých látek. Tím klesá koncentrace dusíkatých sloučenin ve vodě.

Fyzikálně-chemický

Fyzikálně-chemické metody jsou tak rozmanité, že by se o nich dal napsat samostatný článek srovnatelný s tímto. Princip fungování je také odlišný, v závislosti na metodě. Zde je jen několik z nich:

• adsorpce;
• elektrokoagulace;
• flotace;
• hyperfiltrace;
• extrakce;
• iontová výměna;
• destilace;
• krystalizace.

Co dělat s dusičnany a dusitany doma?

Je nepravděpodobné, že každý člověk má doma analyzátor dusičnanů a dusitanů a může nezávisle určit hladinu těchto látek. Tyto látky se mohou do lidského těla dostat prostřednictvím vody a potravy. Proto, abyste se co nejvíce chránili před přijímáním kontaminované vody, měli byste dodržovat jednoduchá pravidla:

• Používejte vodní filtry.
• Kupujte vodu pouze v ověřených prodejnách a žádejte o certifikát.
• Vařit vodu.
• Zeleninu a ovoce kupujte v sezóně.
• Věnujte pozornost chuti, vůni a barvě pitné vody.

Pokud máte příznaky otravy, měli byste vyhledat lékařskou pomoc. Neměli byste se léčit sami, zvláště pokud je zdroj otravy nejasný.

Je extrémně vzácné, že je voda přítomna v životním prostředí ve své čisté formě. To platí jak pro vodu ze studní a pramenů, tak pro vodu čerpanou z kohoutku. V drtivé většině případů jeho složení obsahuje různé nečistoty, v různých koncentracích. Někdy jsou neškodné a nepředstavují nebezpečí pro lidský organismus. Vysoké koncentrace některých látek nebo jejich patogenní vlastnosti však mohou negativně ovlivnit zdraví.

Patří sem dusitany – soli a estery, které jsou součástí organických sloučenin obsahujících dusík a jsou ve stádiu rozkladu.

Jak se tvoří dusitany ve vodě?

K tvorbě dusitanů ve vodě dochází v důsledku mnoha faktorů, které spolu mohou souviset. Látky jsou mikroorganismy úspěšně zpracovávány, ale pouze v mírných koncentracích. Pokud se úroveň znečištění zvýší a přípustné množství dusitanů překročí, bakterie nemusí mít čas zpracovat celý objem, v důsledku čehož se dále hromadí v kapalině.

Hlavní zdroje znečištění dusitany:

• Hnojiva, která se dostávají do půdy, jsou nejčastěji ve velkém množství.
• Odpady a emise z podniků průmyslového segmentu.
• Kanalizace.
• Odpady hospodářských zvířat.
• Biologický rozklad, který se vyskytuje přirozeně.

Není tedy těžké předpokládat, že hlavní příčinou znečištění vod dusičnany je lidská činnost a související faktory. Použitá NO2 hnojiva jsou z půdy vyplavována srážkami a podzemní vodou a končí v řekách, jezerech a mořích. Ke znečištění může dojít i kvůli nekvalitním systémům čištění odpadních vod. Silný vliv na zhoršení kvality vody mohou mít i atmosférické srážky – je známo, že se podílejí asi 23 % na celkové zátěži.

Zavedené normy pro obsah dusitanů ve vodě

Pro stanovení nadměrné koncentrace NO2 ve vodě je nutné mít informace o stanovené normě. Pro povrchové vody toto číslo dosahuje 0,01 mg/dm³ a pro podzemní vody 0,1 mg/dm³. Podle norem SaPiN by maximální přípustná koncentrace dusitanů v pitné vodě neměla být vyšší než 0,08 mg/l. Při přepočtu na dusík je toto číslo ještě nižší – pouze 0,02 mg/dm³3.

Jak dusitany ovlivňují tělo?

Dusitany, které se do těla dostávají pitnou vodou, jsou považovány za látky s vysokou mírou toxicity. Jejich nebezpečí pro člověka spočívá ve schopnosti tvořit methemoglobin – pokud jeho hladina v krvi přesáhne 20 %, hrozí vážné riziko rozvoje hypoxie.

Spolu s touto nebezpečnou nemocí vysoké procento dusitanů ve vodě může vést k dalším problémům:

• Tachykardie.
• Rozšíření krevních cév.
• Zhoršení žaludku, vyjádřené nevolností a zvracením.
• Potíže s fungováním štítné žlázy.
• Slabost, silné bolesti hlavy, známky deprese centrálního nervového systému.

Hlavní rizikovou skupinou, která může být nejvíce zasažena dusičnany, jsou kojenci a děti do 12 měsíců věku. To je způsobeno skutečností, že jejich tělo nemělo čas vyvinout ochranné funkce v dostatečném množství pro boj s dráždivými látkami.

Podrobné informace o službě v sekci Rozbory vody

Metody stanovení dusitanů ve vodě

K detekci dusitanů ve vodě se používá několik metod. Ke stanovení úrovně koncentrace dusitanů se nejčastěji používá klasická fyzikálně-chemická metoda, která umožňuje získat obecné informace o kontaminaci. V rámci realizace vizuální kolorimetrické techniky je porovnávána barva výsledné směsi s ukazateli kontrolní škály. To vám umožní zjistit stupeň znečištění vody.

V testovacích centrech se testování vody provádí pomocí Griess’s creative a také přidáním roztoků kyseliny sulfanilové do testované vody. Jejich kombinování za normálních podmínek nedává žádný účinek, pokud jsou však ve vodě přítomny dusitanové ionty, spustí se reakce za vzniku sloučeniny s červenofialovou barvou. Čím je barva sytější, tím vyšší je obsah dusitanových iontů.

Jak se můžete zbavit dusitanů?

Pro výběr optimální metody čištění vody od dusitanů se neobejdete bez předběžných laboratorních testů, které pomohou přesně určit nejen přítomnost látek, ale také jejich koncentraci. Testovací centrum NORTEST je připraveno provést potřebné testování na vybraném vzorku.

V případě potřeby mohou naši specialisté zajet na uvedenou adresu odebrat vzorek, který eliminuje možnost poškození. To také pomáhá získat přesnější výsledky – minimální čas strávený prováděním postupů nedovolí dusitanovým iontům ve volném stavu přeměnit se na jiné sloučeniny. Ty zase mohou být pro lidské tělo stejně nebezpečné.

V současné době existuje velké množství metod, jak se zbavit dusitanů ve vodě. Z nich je třeba zdůraznit dvě nejoblíbenější možnosti: použití iontoměničových pryskyřic a reverzní osmózy.

1. Při odstraňování dusičnanů z vody první metodou probíhají výměnné procesy mezi pryskyřicemi, které vážou dusitanové ionty, a vodou. Vzorek se předčistí pomocí speciálního filtru a následně se zbaví dalších škodlivých nečistot. Mezi nevýhody této techniky patří poměrně rychlá ztráta schopnosti pryskyřic čistit vodu, a proto je jejich následný vliv na znečišťující látky minimální.
2. Systémy reverzní osmózy jsou dnes jedny z nejběžnějších a nejoblíbenějších. To je způsobeno jejich účinností při interakci s velkým množstvím znečišťujících látek, mezi které patří nejen dusitany a chloridy, ale i mechanické inkluze. V rámci aplikace techniky dochází vlivem reverzní osmózy k odstranění molekul vody přes membránu a částečky škodlivých látek jsou zadržovány a následně odváděny do odpadu. Účinnost odstranění dusitanů podle studií dosahuje 98 %.

Aby bylo zajištěno, že použitá metoda čištění byla účinná při odstranění většiny nebo všech dusitanů, bude v budoucnu nutné opakovat testování. Pro dodatečnou ochranu proti dusitanům a dalším potenciálně nebezpečným látkám a sloučeninám se doporučuje instalovat a pravidelně používat systémy filtrace a úpravy vody.

Užitečné Články

Úprava vody z vodovodu

Metody stanovení obsahu ropných produktů ve vodě

Mangan v odpadních vodách