العنصر الحيوي الأكثر مشاركة في عمليات التكاثر الحيوي هو نيتروجين الأمونيوم.
الوضع البيئي
في الخزانات ، يمكن للمرء أن يلاحظ تغيرًا في محتوى هذا العنصر: في الربيع يصبح أقل ، ولكن في الصيف ، بسبب ظروف درجة الحرارة الملائمة ، يزيد تركيزه بشكل كبير ، حيث تتحلل المادة العضوية بشكل كبير.
وهذا يؤثر بشكل كبير على الحالة الصحية للمسطحات المائية ، مما يجعل من الضروري تعزيز السيطرة على قابلية النظام البيئي. التركيز الأقصى المسموح به في المسطحات المائية حيث يتم صيد الأسماك هو التركيز الذي لا يتجاوز فيه نيتروجين الأمونيوم 0.39 ملليجرام لكل لتر.
في الماء
تراكم نيتروجين البروتين يخضع لعملية التحلل ، وهذه العملية تحلل البروتينات إلى حالة الأمونيوم. يتم معالجة المياه العادمة بهذا المصدر من النيتروجين إذا كانت تحتوي على مصدر لتغذية الخلايا بالكربون. يحدث الاستخدام المكثف خلال فترات مرحلة نموها ، وعندما تبدأ الأكسدة ، يتم إطلاق نيتروجين الأمونيوم على هيئة أمونيا. ثم يتأكسد إلى حالة النتريت ثم النترات ، أو يعاد مشاركته في تركيب جديد.
من أجل إزالة نيتروجين الأمونيوم من الخزان ، يتم استخدام كلينوبتيلوليت ، ثم يستعيد الماء صفاته. يتم تركيب أبراج التبريد في فصل الشتاء الدافئ ، وفي الشتاء يتم استبدالها بمحطات 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
هناك مادة تبادل أيوني في الطبيعة تسمى كلينوبتيلوليت (فئة من 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 إلى حد ما ، لكنه الأكثر فعالية - يصل إلى سبعة وتسعين بالمائة.
سيتطلب التجديد إضافة محلول من كلوريد الصوديوم - خمسة أو عشرة بالمائة. يجب بعد ذلك غسل الحمولة بالماء. سيتم إطلاق الأمونيا من المحلول ، والتي يمكن أن يمتصها حمض 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 الحصول على الأسمدة
هذه الطريقة جيدة إذا كان تحديد نيتروجين الأمونيوم مطلوبًا. أشكاله الأخرى ، التي توجد في نفس الأسمدة - أميد ، نترات - لا يمكن تحديدها بهذه الطريقة. تحتاج أولاً إلى استخراج نيتروجين الأمونيوم ، في مياه الصرف الصحي ، على سبيل المثال ، هناك الكثير منه. تمت مناقشة هذه الطريقة أعلاه. بعد ذلك ، يجب وضع جزء من السماد المستقبلي في دورق ونسكب بمحلول حمض الهيدروكلوريك (يجب أن يكون التركيز مولاري - 0.05 مول لكل dm 3 ). يجب رج القارورة بجهاز خاص لمدة نصف ساعة على الأقل ، وبعد ذلك يمكن نقعها لمدة تصل إلى خمسة عشر ساعة.
بعد ذلك ، قم بهز المحلول مرة أخرى وقم بالتصفية من خلال مرشح جاف مطوي. اشطف محتويات المرشح بنفس محلول حمض الهيدروكلوريك 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 ملليغرام ، فسيفشل الاختبار وهذه الطريقة غير قابلة للتطبيق.
مصادر التلوث
أكثر السمات المميزة لمياه الصرف الصناعي هي التركيب الكيميائي غير المستقر ، وهي فترة ضرورية للتكيف مع تطور البكتيريا الدقيقة ، وزيادة المركبات ذات الأصل العضوي والمعدني من النيتروجين. قبلمن خلال إجراء المعالجة البيولوجية في مرافق المعالجة ، يتم خلط المياه العادمة بمياه الصرف المنزلية والمنزلية وبالتالي يتم حساب المتوسط. نيتروجين الأمونيوم (الصيغة NH4 +) هو مكون أساسي لمياه الصرف الصحي.
يمكن أن تكون مصادر التلوث مياه الصرف الصحي من مجموعة متنوعة من الصناعات - من الأغذية والطبية إلى المعادن وفحم الكوك والميكروبيولوجية والكيميائية والبتروكيماوية. يمكن أن يشمل ذلك أيضًا جميع مياه الصرف الصحي المنزلية والسماد والزراعي - من الحقول. نتيجة لذلك ، تتحلل البروتينات واليوريا ، ويتم استعادة النترات والنترات اللاهوائية.
تأثير على الجسم
مثل هذه المركبات لها تأثير سلبي للغاية على جسم الإنسان. الأمونيا تفسد البروتينات بالتفاعل معها. ثم تتوقف الخلايا وبالتالي أنسجة الجسم عن التنفس ويلاحظ تلف الجهاز العصبي المركزي والكبد والجهاز التنفسي وتعطل عمل الأوعية الدموية. إذا تم استخدام الماء الذي يحتوي على نسبة عالية من الأمونيوم بانتظام ، فإن التوازن الحمضي القاعدي يتأثر ، ويبدأ الحماض.
تصل إلى مستويات سامة. يتأثر الأطفال بشكل خاص بهذا. تطور ميتهيموغلوبينية الدم ، نظام الأكسجين في الجسمسرعان ما تدمر الجهاز الهضمي أولاً.
حدود الجرعة
تبدأ الحالات الفردية من ميتهيموغلوبين الدم عندما يصل محتوى النترات في الماء إلى خمسين ملليغرام لكل لتر ، وعندما يصل تركيزها إلى خمسة وتسعين ملليغرام لكل لتر ، ينتشر المرض. في الولايات المتحدة الأمريكية ، وفرنسا ، وهولندا ، وألمانيا ، تم إجراء مسوحات مفصلة ، والتي أظهرت أنه يمكن العثور على أكثر من خمسين ملليغرامًا من النترات لكل لتر في خمسين بالمائة من الحالات. تحمل المياه الجوفية ومياه الآبار تركيزات من النترات أعلى بعشر مرات من الحد الأقصى - تصل إلى ألف ونصف مليغرام لكل لتر ، في حين أن منظمة الصحة العالمية قد حددت حدًا يبلغ خمسة وأربعين مليغرامًا. وهذا هو الماء الذي يشربه الناس
ويتم معالجة مياه الصرف الصحي بعدة طرق - كل من الترشيح البيولوجي ، وأكسدة الأوزون ، وهيبوكلوريت المعادن الأرضية القلوية ، والتهوية ، والامتصاص ، والذي يستخدم فيه زيوليت الصوديوم ، وراتنجات التبادل الأيوني ، ويتم معالجته بقلويات قوية ، والطفو ، واستعادة الأمونيوم بالمغنيسيوم المعدني ، وإضافة محاليل كلوريد المغنيسيوم مع ثلاثي فوسفات الصوديوم. ومع ذلك ، فإن تقنيات التنظيف دائمًا ما تكون بعيدة عن تقنيات التلوث.
العناصر الغذائية
غاز (NH3) تذوب الأمونيا في المياه الطبيعية عند حدوث التحلل الكيميائي الحيوي للمركبات 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 الصحي ، مع هطول الأمطار في الغلاف الجوي. إذا تجاوز تركيز أيون الأمونيوم (NH4 +) قيمة الخلفية ، فإن هذا يعني ظهور مصدر جديد وقريب للتلوث. يمكن أن تكون هذه إما مزارع للماشية أو تراكمات السماد ، أو الأسمدة النيتروجينية المهجورة ، والبحيرات الصناعية ، أو مرافق المعالجة البلدية.
ومركبات النيتروجين والكربون والفوسفور ، الموجودة في مياه الصرف الصحي ، والتي تدخل المسطحات المائية ، تسبب أضرارًا بيئية كبيرة في جميع مناطق روسيا تقريبًا. أصبحت معالجة مياه الصرف الصحي أكثر أهمية يومًا بعد يوم ، نظرًا لأن تركيز المواد الضارة ، بما في ذلك مركبات النيتروجين ، غالبًا ما يتدحرج. هذا لا يؤثر فقط على مياه الشرب. تقريبا جميع الخضار والفواكه تتراكم بسرعة النترات ، توجد في العشب والحبوب التي تأكلها الماشية.
محتوى NH3 و NH4 في المسطحات المائية
تحتوي الخزانات دائمًا على النيتروجين في عدة أشكال انتقالية: أملاح الأمونيوم والأمونيا والنيتروجين الزلالي (عضوي) والنتريت (أملاح حمض النيتروز) والنترات (أملاح حمض النيتريك). كل هذا يتشكل مع عملية تمعدن النيتروجين ، ولكن إلى حد كبير يأتي مع مياه الصرف الصحي. الآن الخزانات بحاجة إلى التنظيف. تأتي مركبات النيتروجين إلى محطات معالجة مياه الصرف الصحي في شكل نترات نيتروجين ، نيتروجين نيتروجين ، نيتروجين أمونيوم ، نيتروجين مرتبط بمركبات عضوية. مياه الصرف الصحي للخطة المنزلية لديهاتركيز ضئيل من هذه المواد ، الصناعة ترسل معظمها إلى المسطحات المائية.
في عملية التنقية ، تتغير باستمرار نسبة التركيزات الكتلية لجميع أشكال مركبات النيتروجين. 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 ، وهذا كثير جدًا جدًا.
نيتروجين عضوي
هذا هو النيتروجين الموجود في المواد العضوية - البروتينات والبروتينات ، بولي بيبسيدات (مركبات ذات وزن جزيئي مرتفع) ، أحماض أمينية ، كرباميدات (مركبات ذات وزن جزيئي منخفض) ، أمينات ، أميدات. تدخل جميع المواد العضوية ، بما في ذلك المواد المحتوية على النيتروجين ، في مياه الصرف الصحي ، وبعد ذلك تخضع مركبات النيتروجين للأمونيا. يوجد الكثير من النيتروجين العضوي في مياه الصرف ، يصل أحيانًا إلى سبعين بالمائة من جميع مركبات النيتروجين. ولكن نتيجة المعالجة بالأمونيا ، لا يأتي أكثر من خمسة عشر بالمائة من النيتروجين العضوي إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي على مسار المجاري.
بعد ذلك ، تحدث المعالجة البيولوجية من صنع الإنسان. المرحلة الأولى هي النترجة ، أي تحويل مركبات النيتروجين بسبب أنواع معينة من الكائنات الحية الدقيقة التي تؤكسد نيتروجين الأمونيوم إلى أيون نترات وأيون نتريت. لا يمكن الخوف من البكتيريا الآزوتية - فهي شديدة التأثر بالظروف الخارجية ويمكن إزاحتها بسهولة. لكن النترات ، إذا دخلت الخزان ،يؤدي إلى وفاته ، لأنها وسيلة مغذية ممتازة لمجموعة متنوعة من البكتيريا. لهذا السبب يجب إزالة النترات من النظام البيئي.
النتريت والنترات
إذا اخترقت مياه الصرف الصحي التربة ، فإن نيتروجين الأمونيوم تحت تأثير بعض البكتيريا يتحول 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 الخزان.
أثناء الفيضان ، يزداد تركيز أشكاله العضوية 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 لأكسدة نيتروجين الأمونيوم الذي يميل إلى أن يصبح نترات. في المياه الطبيعية ، عادة ما تكون النترات ليست عالية جدًا ، إلا إذا تم غسل الأسمدة من الحقول.
