O elemento biogênico mais ativamente envolvido nos processos de biohidrocenose é o nitrogênio amoniacal.
Situação Ambiental
Nos reservatórios, pode-se observar uma mudança no conteúdo desse elemento: na primavera ele se torna menor, mas no verão, devido às condições de temperatura favoráveis, sua concentração aumenta significativamente, pois a matéria orgânica se decompõe massivamente.
E isso afeta drasticamente a condição sanitária dos corpos hídricos, o que torna necessário fortalecer o controle sobre a viabilidade do ecossistema. A concentração máxima permitida em corpos d'água onde os peixes são capturados é aquela em que o nitrogênio amoniacal não excede 0,39 miligramas por litro.
Na água
O acúmulo de nitrogênio proteico está sujeito à amonificação, e esse processo decompõe as proteínas até um estado de amônio. As águas residuais são tratadas com esta fonte de nitrogênio se tiverem uma fonte de nutrição de carbono para as células. O uso intensivo ocorre durante os períodos de sua fase de crescimento, equando a oxidação começa, o nitrogênio amoniacal é liberado como amônia. Em seguida, é oxidado ao estado de nitritos e depois nitratos, ou é re-participado em uma nova síntese.
Para retirar o nitrogênio amoniacal do reservatório, utiliza-se clinoptilolita, então a água recupera suas qualidades. As torres de resfriamento são instaladas na estação quente e, no inverno, são substituídas por plantas de troca iônica, graças às quais as substâncias nocivas são removidas das águas residuais. Constantemente são realizadas análises, coletam-se amostras de nitrogênio amoniacal em água, que é destilada da amostra coletada e, em seguida, determina-se sua quantidade no destilado resultante.
Como limpar o lago
Existe um material de troca iônica na natureza chamado clinoptilolita (uma classe de zeólitas). É com sua ajuda que é aconselhável restaurar a pureza da água. O nitrogênio de amônio não se dissolve completamente na água, então você precisa primeiro liberá-lo de todos os sólidos suspensos e, em seguida, fornecer água aos filtros de clinoptilolita. Esta é uma limpeza bastante cara, mas é a mais eficaz - chega a noventa e sete por cento.
A regeneração exigirá a adição de uma solução de cloreto de sódio - cinco ou dez por cento. A carga deve então ser lavada com água. A amônia será liberada da solução, que pode ser absorvida pelo ácido sulfúrico para formar sulfato de amônio, que é muito bom como fertilizante. Nitrogênio de amônio em águas residuais, bem como compostos orgânicos contendo nitrogênio, são removidos por vários tipos de destilação, extração, adsorção.
Métodos de obtenção de fertilizantes
Este método é bom se for necessária a determinação de nitrogênio amoniacal. Suas outras formas, que são encontradas nos mesmos fertilizantes - amida, nitrato - não podem ser determinadas por esse método. Primeiro você precisa extrair nitrogênio amoniacal, em águas residuais, por exemplo, há bastante. Este método foi discutido acima. Em seguida, uma porção do futuro fertilizante deve ser colocada em um frasco e derramada com uma solução de ácido clorídrico (a concentração deve ser molar - 0,05 mol por dm3). O frasco deve ser agitado com um aparelho especial por pelo menos meia hora, após o que pode ser infundido por até quinze horas.
Em seguida, agite novamente a solução e filtre através de um filtro seco plissado. Enxaguar o conteúdo do filtro com a mesma solução de ácido clorídrico pelo menos três vezes, então o volume do filtrado deve ser levado novamente ao volume original com uma solução ácida. Assim, em primeiro lugar, ocorreu a determinação do nitrogênio amoniacal na água e, em segundo lugar, a determinação de sua quantidade no fertilizante resultante. Este último varia de quarenta a cento e cinquenta miligramas por litro, e a caprolactama na mesma solução contém de oito a oitenta miligramas por litro. Se o teor de nitrogênio amoniacal for inferior a vinte miligramas, o teste falhará e este método não é aplicável.
Fontes de poluição
As características mais características dos efluentes industriais são uma composição química instável, um período de adaptação necessário para o desenvolvimento da microflora, um excesso de compostos de origem orgânica e mineral de nitrogênio. AntesAo realizar o tratamento biológico nas instalações de tratamento, as águas residuais são misturadas com as águas residuais domésticas e domésticas e, portanto, calculadas em média. O nitrogênio amoniacal (fórmula NH4+) é um componente essencial das águas residuais.
Fontes de poluição podem ser águas residuais de uma variedade de indústrias - de alimentos e medicina a metalúrgica, coque, microbiológica, química e petroquímica. Isso também pode incluir todas as águas residuais domésticas, estrume, agrícola - dos campos. Como resultado, as proteínas e a ureia são decompostas e os nitritos e nitratos são restaurados anaerobicamente.
Efeito no corpo
Esses compostos têm um efeito extremamente negativo no corpo humano. A amônia desnatura as proteínas reagindo com elas. Então as células e, consequentemente, os tecidos do corpo param de respirar, são observados danos no sistema nervoso central, fígado, órgãos respiratórios e o trabalho dos vasos sanguíneos é interrompido. Se água com alto teor de amônio for usada regularmente, o equilíbrio ácido-base sofre, inicia-se a acidose.
atingir níveis tóxicos. As crianças são especialmente afetadas por isso. A metemoglobinemia se desenvolve, o regime de oxigênio no corpoé rapidamente destruído, o trato gastrointestinal começa a sofrer primeiro.
Limites de dose
Casos individuais de metemoglobinemia começam quando o teor de nitratos na água chega a cinquenta miligramas por litro, e quando sua concentração atinge noventa e cinco miligramas por litro, a doença se espalha. Nos EUA, França, Holanda, Alemanha, foram realizadas pesquisas detalhadas, que mostraram que mais de cinquenta miligramas de nitratos por litro podem ser encontrados em cinquenta por cento dos casos. As águas subterrâneas e de poços carregam concentrações de nitratos dez vezes superiores ao limite - até mil e quinhentos miligramas por litro, enquanto a Organização Mundial da Saúde estabeleceu um limite de quarenta e cinco miligramas. E essa é a água que as pessoas bebem!
E as águas residuais são tratadas de várias maneiras - tanto por filtração biológica, quanto por oxidação de ozônio, hipocloritos de metais alcalino-terrosos, e aeração e sorção, que usa zeólitas de sódio e resinas de troca iônica, e são tratadas com álcalis fortes, e flotação, e restaurar amônio com magnésio metálico, e adicionar soluções de cloreto de magnésio com fosfato trissódico. No entanto, as tecnologias de limpeza estão sempre muito atrás das tecnologias de poluição.
Nutrientes
Gás (NH3) a amônia se dissolve em águas naturais quando ocorre a decomposição bioquímica de compostos orgânicos, incluindo nitrogênio amoniacal. Em seguida, outros compostos são formados e acumulados - íon de amônio e nitrogênio de amônio. A amônia dissolvida entra em corpos d'água com escoamento subterrâneo ou superficial, com esgoto, com precipitação atmosférica. Se a concentração de íon amônio (NH4+) exceder o valor de fundo, isso significará o surgimento de uma nova e próxima fonte de poluição. Podem ser fazendas de gado ou acúmulos de esterco, ou fertilizantes nitrogenados abandonados, lagoas industriais ou instalações de tratamento municipais.
E os compostos de nitrogênio, carbono, fósforo, que estão contidos nas águas residuais, entrando em corpos d'água, causam danos ambientais significativos em quase todas as regiões da Rússia. O tratamento de efluentes está se tornando cada dia mais relevante, uma vez que a concentração de substâncias nocivas, incluindo compostos de nitrogênio, muitas vezes apenas se acumula. Isso afeta não só a água potável. Quase todos os vegetais e frutas acumulam nitratos rapidamente, eles são encontrados na grama e grãos que o gado come.
Conteúdo de NH3 e NH4 em corpos d'água
Os reservatórios contêm sempre nitrogênio em várias formas de transição: sais de amônio e amônia, nitrogênio albuminoide (orgânico), nitritos (sais de ácido nitroso) e nitratos (sais de ácido nítrico). Tudo isso é formado em conjunto com o processo de mineralização do nitrogênio, mas em maior medida vem com as águas residuais. Agora os reservatórios precisam ser limpos. Os compostos de nitrogênio chegam às estações de tratamento de águas residuais na forma de nitrogênio nitrato, nitrogênio nitrito, nitrogênio amoniacal e nitrogênio ligado por compostos orgânicos. As águas residuais do plano doméstico têmuma pequena concentração de tais substâncias, a indústria envia a maioria para corpos d'água.
No processo de purificação, a proporção de concentrações de massa de todas as formas de compostos de nitrogênio está mudando constantemente. A composição das águas residuais torna-se diferente já durante o transporte, pois a ureia, que está contida nas águas residuais domésticas e domésticas, interagindo com bactérias, se decompõe e forma um íon amônio. Quanto mais longa a rede de esgoto, mais longe esse processo irá. Às vezes, o conteúdo de íon amônio na entrada do tratamento é de até cinquenta miligramas por decímetro cúbico, o que é muito, muito.
Nitrogênio Orgânico
Este é o nitrogênio, que é encontrado em substâncias orgânicas - proteínas e proteínas, polipeptídeos (compostos de alto peso molecular), aminoácidos, carbamidas (compostos de baixo peso molecular), aminas, amidas. Toda a matéria orgânica, incluindo as que contêm nitrogênio, entra nas águas residuais, após o que os compostos de nitrogênio são submetidos à amonização. Há muito nitrogênio orgânico nas águas residuais, às vezes até setenta por cento de todos os compostos de nitrogênio. Mas como resultado da amonização, não mais do que quinze por cento do nitrogênio orgânico chega à estação de tratamento de esgoto no caminho do esgoto.
Em seguida, ocorre o tratamento biológico feito pelo homem. A primeira etapa é a nitrificação, ou seja, a conversão de compostos de nitrogênio devido a certos tipos de microrganismos que oxidam o nitrogênio amoniacal em um íon nitrato e um íon nitrito. As bactérias nitrificantes não podem ser temidas - elas são muito suscetíveis às condições externas e são facilmente deslocadas. Mas os nitratos, se entrarem no reservatório,levar à sua morte, porque são um excelente meio nutritivo para uma variedade de microflora. É por isso que os nitratos devem ser removidos do ecossistema.
Nitritos e nitratos
Se o esgoto penetra no solo, então o nitrogênio amoniacal sob a influência de algumas bactérias se transforma primeiro em nitritos, depois em nitratos. A predominância e o teor de várias formas dependem das condições que se desenvolvem no momento da entrada dos compostos com a presença de nitrogênio no solo e depois no reservatório.
Durante uma enchente, a concentração de suas formas orgânicas aumenta significativamente, pois os resíduos orgânicos são lavados da superfície do solo e, no verão, diminuem igualmente, pois servem de "alimento" para vários organismos aquáticos. O nitrito é uma forma intermediária de oxidação do nitrogênio amoniacal tendendo a se tornar nitrato. Em águas naturais, os nitratos geralmente não são tão altos, a menos que haja uma lavagem de fertilizantes dos campos.
