Dopuszczalne Stężenia Azotanów w Wodzie i Normy dla Oczyszczalni Ścieków
- Szczegóły
Azotany to związki chemiczne zawierające azot w formie NO₃⁻. Powszechnie występują w środowisku, będąc naturalnym składnikiem cyklu azotowego. Azotany w wodzie pojawiają się zazwyczaj w związku ze stosowaniem nawozów azotowych w rolnictwie.
Warto pamiętać, że azotany to pochodne kwasu azotowego, które powszechnie stosuje się w rolnictwie. Ich nadmiar wynika najczęściej z zastosowania nawozów azotowych na bazie amoniaku. Do skażenia wody dochodzi zazwyczaj w wyniku nadmiernego nawożenia pól uprawnych azotem.
Źródła Azotanów w Wodzie
Do głównych źródeł azotanów w wodzie pitnej zalicza się przede wszystkim nawozy sztuczne. Drugim źródłem są również odchody zwierząt hodowlanych. Zawarte w nich azotany także mogą przenikać do wód gruntowych.
Innym źródłem azotanów w wodzie są odpady z przemysłu rolniczego i przetwórstwa spożywczego, które mogą być odprowadzane do rzek i jezior.
W wodzie podziemnej azotany pochodzą zazwyczaj z procesów mineralizacji materii organicznej lub powstają w wyniku reakcji nitryfikacji przebiegającej naturalnie w jeziorach, rzekach oraz w innych środowiskach wodnych. Nitryfikacja polega na dwuetapowym biologicznym utlenianiu amoniaku do azotynów i ostatecznie azotanów. Proces ten jest powszechnie wykorzystywany w oczyszczaniu ścieków lub biofiltracji do usuwania azotu. Warto również pamiętać, że nitryfikacja może zachodzić w systemach dystrybucji wody pitnej, gdzie jest niepożądana i powinna być monitorowana.
Przeczytaj także: Dopuszczalne stężenie miedzi w wodzie pitnej
Normy i Dopuszczalne Stężenia
W Unii Europejskiej, w tym w Polsce, maksymalne dopuszczalne stężenie azotanów w wodzie pitnej wynosi 50 mg/l (miligramów na litr). Za górną granicę dla wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi przyjmuje się 50 mg/l dla azotanów i 0,5 mg/l dla azotynów.
W roku 2002 Ministerstwo Środowiska wydzieliło trzy klasy wód powierzchniowych przeznaczonych do spożycia ujmowanych przez zakłady uzdatniania wody. W tym wpisie opiszę pięć ogólnych wskaźników dopuszczających odprowadzanie ścieków do odbiorników z ograniczeniem do kategorii A3. Wskaźnikami podstawowymi są: temperatura, zawiesiny ogólne, BZT5, ChZT, OWO i ph. Odczyn ph w wodach powierzchniowych zwykle waha się w przedziale 6,5-8,5. Ścieki odprowadzane z oczyszczalni komunalnych najczęściej mają wartość ph około 7, natomiast dopuszcza się wartości od 6,5 do 9.
Stężenie azotu amonowego w formie NH4 w wodzie do picia nie może przekraczać 0,5 mg N/l, jego wyższe stężenie obniża skuteczność dezynfekcji wody, po za tym może sprzyjać rozwojowi bakterii i glonów w sieci wodociągowej. Na azot ogólny składa się również azot azotanowy którego także trzeba uważnie pilnować ponieważ obecny w wodzie pitnej może być przyczyną choroby groźnej dla niemowląt i dzieci powodującej zanik zdolności hemoglobiny do przenoszenia tlenu (zamiast hemoglobiny powstaje methemoglobina), choroba ta zwana jest methemoglobinemią.
Zawartość chlorków w wodzie do picia nie może przekraczać 250 mg Cl/l. Następny parametr - siarczany, ich wartość w wodzie pitnej nie może przekraczać 250 mg SO4/l, wyższe wartości powodują gorzki smak wody i ponadto mogą mieć właściwości przeczyszczające.
Dopuszczalne stężenie ołowiu w wodzie pitnej nie może przekroczyć 0,01 mg Pb/l. Stężenie rtęci dla wód powierzchniowych kategorii A3 nie może przekroczyć 0,001 mg Hg/l, jej silnie toksyczne działanie hamuje wszelkie procesy biochemiczne, zawartość rtęci w wodach powierzchniowych pochodzi z przemysłu farmaceutycznego, petrochemicznego, z produkcji tworzyw sztucznych, może też pochodzić z zanieczyszczeń atmosferycznych.
Przeczytaj także: Ozonowanie Pojazdu: Stężenia i Czas
Ich dopuszczalna wartość w wodach kategorii A3 nie może przekraczać 0,5 mg Cn/l, natomiast stężenie cyjanków prostych/wolnych w wodzie pitnej nie może przekraczać 0,05 mg Cn/l.Aldehyd mrówkowy (formaldehyd) pochodzi z przemysłu z produkcji lakierów, żywic syntetycznych używany w postaci formaliny (36% roztworu wodnego), środka biobójczego mającego negatywny wpływ na mikrobiologię w biologicznych oczyszczalniach ścieków i w procesach samooczyszczania wód powierzchniowych. Maksymalna wartość dopuszczalna dla ścieków oczyszczonych to 2,0 mg/l. Fenole jako związki organiczne obecne w ściekach ulegają biodegradacji, pochodzą przede wszystkim z koksowni, produkcji syntetyków, środków chemicznych, w wodzie kategorii A3 nie powinny przekraczać stężenia 0,1 mg/l.
Zgodnie z posiadanymi pozwoleniami z 427 skontrolowanych oczyszczalni: 388 (90,9 %) odprowadza ścieki do wód a pozostałe 39 (9,1 %) do ziemi. Zdecydowana większość komunalnych oczyszczalni biorących udział w kontrolach pod kątem oceny spełnienia warunków w zakresie jakości i ilości ścieków wprowadzonych do wód lub do ziemi określonych w pozwoleniach wodnoprawnych wykazywała prawidłowości w funkcjonowaniu układów oczyszczania oraz dotrzymywała dopuszczalnych wartości w ściekach oczyszczonych. Niemniej jednak najczęstsze przekroczenia wartości granicznej jeśli już miały miejsce, stwierdzono dla wskaźnika podstawowego BZT5 oraz wskaźników eutroficznych tj. azotu ogólnego i fosforu ogólnego.
Dopuszczalne stężenia azotanów dla różnych rodzajów wody
| Rodzaj wody | Dopuszczalne stężenie azotanów |
|---|---|
| Woda pitna (UE, Polska) | 50 mg/l |
| Woda do dializ | 2,0 mg/l |
Zagrożenia Związane z Azotanami
Azotany w wodzie pitnej mogą być przekształcane w organizmie człowieka do azotynów, które są znacznie bardziej toksyczne. U niemowląt może to prowadzić do tzw. sinicy niemowląt, czyli poważnego niedotlenienia organizmu. U starszych dzieci i dorosłych organizm jest bardziej odporny, ale długotrwałe spożywanie wody z podwyższonym stężeniem azotu w formie azotanów i azotynów nie jest obojętne.
Azotyny wywołują methemoglobinemię[1], której objawem są drgawki, paraliż, duszności i utrata przytomności, a nawet zgon. Na zachorowanie szczególnie zagrożone są niemowlęta i małe dzieci.
Azotany mogą być przyczyną eutrofizacji, co prowadzi do wzrostu ilości glonów i innych organizmów, co z kolei może prowadzić do zwiększenia ilości toksyn w wodzie. Azotany mogą być przekształcane w nitrozoaminy, które są związkami rakotwórczymi.
Przeczytaj także: Nerki i Glukoza
Metody Usuwania Azotanów z Wody
Można je skutecznie usuwać na kilka różnych sposobów. Zasadność użycia konkretnej technologii zależy od parametrów fizykochemicznych wody oraz jej przeznaczenia.
Pierwszą z nich jest odwrócona osmoza. To proces, w którym woda jest przepuszczana przez półprzepuszczalną membranę, zatrzymującą azotany i inne zanieczyszczenia. Drugą metodą jest destylacja. Polega ona na odparowaniu wody i jej ponownym skropleniu, co pozwala na oddzielenie azotanów i innych zanieczyszczeń. Metoda wymiany jonowej polega na przepuszczaniu wody przez żywicę jonowymienną, która zamienia azotany na mniej szkodliwe jony chlorkowe. W tej metodzie nazywanej biologicznym oczyszczaniem wykorzystywane są mikroorganizmy zdolne do redukcji azotanów do azotu gazowego, który jest uwalniany do atmosfery. Istnieją również chemiczne substancje, które mogą być dodawane do wody w celu redukcji azotanów. Jednym z takich reduktorów jest siarczan żelaza, który przekształca azotany w azotyny, a następnie w azot gazowy.
Redukcję stężenia jonów azotanowych można przeprowadzać z wykorzystaniem specjalistycznych żywic jonowymiennych. Na wysoce selektywnych anionitach dochodzi wówczas do wymiany jonów NO3- na Cl-, przy czym jeśli w wodzie występują również siarczany zostaną usunięte razem z z azotanami. W wyniku wymiany jonowej można w skuteczny sposób zredukować stężenie jonów azotanowych do poziomu dopuszczalnego przez normy wody pitnej.
Działanie odwróconej osmozy to proces molekularny. Woda jest wstępnie oczyszczana z cząstek stałych na wkładach wstępnych. Pyłki, rdza oraz inne drobne zanieczyszczenia mechaniczne szybko powodują bowiem zapychanie membrany osmotycznej i spadek jej wydajności. Przed membraną osmotyczną często pojawia się wkład węglowy, który usuwa chlor i jego pochodne. W procesie odwróconej osmozy, z wody zostają usunięte zanieczyszczenia z dokładnością do pojedynczych jonów.
Usuwanie azotanów z wody za pomocą denitryfikacji jest najbardziej skomplikowaną i najrzadziej stosowaną metodą redukcji tych związków. To złożona metoda biologiczna, która sprawdza się zazwyczaj w przypadku dużych inwestycji lub w aplikacjach przemysłowych i komercyjnych. Podczas denitryfikacji azotany są redukowane beztlenowo w celu wytworzenia azotu molekularnego. Stosuje się wówczas złoża filtracyjne, na powierzchni których bytują drobnoustroje (Pseudomonsa, Microccocus, Achromobacter, Bacillus).
W kategorii urządzeń na cały dom mocno wyróżnia się seria Ecoperla Nitratower, która obejmuje trzy modele w różnych rozmiarach. Dobór konkretnego rozwiązania zależy od oczekiwanej wydajności procesu, a także stężenia azotanów w wodzie. Każde urządzenie jest zbudowane z butli zasypanej specjalistycznym złożem jonowymiennym, automatycznej głowicy sterującej oraz zbiornika na sól regeneracyjną.
Wiedząc, jak działa odwrócona osmoza, część konsumentów wybiera modele z wkładem rewitalizującym Ecoperla Elixir, który wzbogaca kranówkę w cenny magnez oraz obniża jej pH do alkalicznego, prozdrowotnego poziomu. W pomieszczeniu, gdzie miejsca na montaż filtra kuchennego jest naprawdę niewiele, doskonale sprawdzi się odwrócona osmoza bez zbiornika.
Usuwanie azotanów z wody to bardzo istotny element uzdatniania wody na terenach wiejskich i rolniczych. W zależności od potrzeb oraz warunków panujących w budynku, można zainstalować centralną stację do azotanów lub uzdatniać wodę punktowo przy pomocy filtra kuchennego z systemem odwróconej osmozy.
Praktyczne Kroki w Przypadku Wykrycia Azotanów
Najlepiej zacząć od badania w akredytowanym laboratorium. Następnie warto skonsultować wyniki ze specjalistą. Jeśli w badaniu pojawia się informacja o podwyższonych związkach azotowych, szczególnie przy korzystaniu ze studni, warto potraktować to jako sygnał do działania. Jeżeli chcesz przejść przez ten proces możliwie bezboleśnie, po prostu zbierz wyniki badań, opisz krótko swoją sytuację i skontaktuj się ze specjalistą.
Zanim pojawi się temat urządzeń i kosztów, warto sprawdzić, z jakim problemem faktycznie masz do czynienia. testy paskowe lub kropelkowe jako szybki screening (np. Testy domowe sprawdzą się wtedy, gdy chcesz szybko sprawdzić, czy pojawia się jakiś problem. Gdy badanie wykaże przekroczenia, pojawia się kolejny etap: dobranie technologii, która poradzi sobie z azotem w Twojej instalacji.
Gdy przekroczenia są istotne, a woda ze studni zasila cały dom, często sprawdza się kolumna z żywicą anionowymienną. Woda przepływa przez złoże, które „wychwytuje” część jonów, a po określonym czasie złoże trzeba zregenerować roztworem soli. To rozwiązanie szczególnie dobrze działa, gdy jednocześnie i tak planujesz stację uzdatniania wody z funkcją zmiękczania lub odżelaziania. Moduł do azotu po prostu dokładamy jako kolejny etap, ewentualnie dosypujemy do stacji uzdatniania.
Jeżeli zależy Ci przede wszystkim na wodzie do picia i gotowania, świetnie sprawdza się odwrócona osmoza montowana pod zlewem. Membrana osmotyczna bardzo skutecznie redukuje wiele rodzajów zanieczyszczeń, w tym azotany i azotyny, a dodatkowe wkłady (np. Takie rozwiązanie ma sens zwłaszcza wtedy, gdy parametry wody użytkowej są w miarę poprawne, ale chcesz mieć absolutną pewność co do jakości wody nalewanej do szklanki, czajnika czy garnka.
W dużym uproszczeniu można przyjąć, że filtr kuchenny to dobre rozwiązanie, gdy przekroczenia są umiarkowane, a woda służy głównie do picia i gotowania. Nie ma jednego uniwersalnego urządzenia dla wszystkich. Każdy przypadek wymaga spojrzenia na całość wyników, a nie tylko na związki azotowe. Często dopiero po analizie pełnego raportu widać, czy bardziej opłaca się zainwestować w jeden rozbudowany system, czy np.
tags: #dopuszczalne #stężenia #azotanów #oczyszczalnia #ścieków #normy
