היסוד הביוגני המעורב באופן הפעיל ביותר בתהליכי ביו-הידרוצנוזיס הוא חנקן אמוניום.
מצב סביבתי
במאגרים אפשר להבחין בשינוי בתכולת היסוד הזה: באביב הוא פוחת, אבל בקיץ, בגלל תנאי טמפרטורה נוחים, ריכוזו עולה באופן משמעותי, שכן חומר אורגני מתפרק בצורה מאסיבית.
וזה משפיע באופן דרסטי על המצב התברואתי של מקווי המים, מה שמחייב לחזק את השליטה על הכדאיות של המערכת האקולוגית. הריכוז המרבי המותר במקווי מים שבהם נלכדים דגים הוא כזה שבו חנקן אמוניום אינו עולה על 0.39 מיליגרם לליטר.
במים
הצטברות חנקן חלבוני כפופה לאמוניפיקציה, ותהליך זה מפרק חלבונים למצב אמוניום. שפכים מטופלים במקור חנקן זה אם יש להם מקור להזנת פחמן לתאים. שימוש אינטנסיבי מתרחש בתקופות של שלב הגדילה שלהם, וכןכאשר החמצון מתחיל, חנקן אמוניום משתחרר כאמוניה. לאחר מכן הוא מתחמצן למצב של ניטריטים ולאחר מכן חנקות, או שהוא משתתף מחדש בסינתזה חדשה.
כדי להוציא חנקן אמוניום מהמאגר משתמשים בקלינופטילוליט ואז המים משחזרים את איכויותיהם. מגדלי קירור מותקנים בעונה החמה, ובחורף הם מוחלפים במפעלי חילופי יונים, שבזכותם מסלקים חומרים מזיקים מהשפכים. מתבצעים כל הזמן ניתוחים, נלקחות דגימות לחנקן אמוניום במים, המזוקק מהדגימה שנלקחה, ולאחר מכן נקבעת כמותה בתזקיק המתקבל.
איך לנקות את הבריכה
יש חומר מחליף יונים בטבע הנקרא קלינופטילוליט (מחלקה של זאוליטים). בעזרתו רצוי להחזיר את טוהר המים. חנקן אמוניום אינו מתמוסס לחלוטין במים, אז תחילה עליך לשחרר אותו מכל המוצקים המרחפים, ולאחר מכן לספק מים למסנני קלינופטילוליט. זהו ניקוי יקר למדי, אבל הוא היעיל ביותר - הוא מגיע לתשעים ושבעה אחוז.
התחדשות תדרוש הוספת תמיסה של נתרן כלורי - חמישה או עשרה אחוזים. לאחר מכן יש לשטוף את המטען במים. מהתמיסה תשתחרר אמוניה, שיכולה להיספג בחומצה גופרתית ליצירת אמוניום גופרתי, שהוא טוב מאוד כדשן. חנקן אמוניום בשפכים, כמו גם תרכובות אורגניות המכילות חנקן, מוסרים על ידי סוגים שונים של זיקוק, מיצוי, ספיחה.
שיטות להשגת דשנים
שיטה זו טובה אם נדרשת קביעת חנקן אמוניום. את צורותיו האחרות, המצויות באותם דשנים - אמיד, חנקה - לא ניתן לקבוע בשיטה זו. ראשית אתה צריך לחלץ חנקן אמוניום, בשפכים, למשל, יש הרבה ממנו. שיטה זו נדונה לעיל. לאחר מכן, יש להכניס חלק מהדשן העתידי לבקבוק ולשפוך עם תמיסה של חומצה הידרוכלורית (הריכוז צריך להיות מולארי - 0.05 מול לדם3). יש לנער את הבקבוקון עם מכשיר מיוחד למשך חצי שעה לפחות, ולאחר מכן ניתן להחדיר אותו עד חמש עשרה שעות.
לאחר מכן, נער את התמיסה שוב וסנן דרך מסנן יבש עם קפלים. שטפו את תכולת המסנן באותה תמיסת חומצה הידרוכלורית לפחות שלוש פעמים, לאחר מכן יש להביא את נפח התסנין לנפח המקורי שוב עם תמיסה חומצית. כך, ראשית, התבצעה קביעת חנקן אמוניום במים, ושנית, קביעת כמותו בדשן שנוצר. האחרון נע בין ארבעים למאה וחמישים מיליגרם לליטר, וקפרולקטם באותה תמיסה מכיל בין שמונה לשמונים מיליגרם לליטר. אם תכולת חנקן האמוניום היא פחות מעשרים מיליגרם, הבדיקה תיכשל ושיטה זו אינה ישימה.
מקורות זיהום
המאפיינים האופייניים ביותר של שפכים תעשייתיים הם הרכב כימי לא יציב, תקופת הסתגלות הכרחית לפיתוח מיקרופלורה, עודף של תרכובות ממקור אורגני ומינראלי של חנקן. לפניעל ידי ביצוע טיפול ביולוגי במתקני טיפול, מי שפכים מעורבבים בשפכים ביתיים וביתיים וכך ממוצעים. חנקן אמוניום (נוסחה NH4+) הוא מרכיב חיוני במי שפכים.
מקורות הזיהום יכולים להיות שפכים ממגוון תעשיות - ממזון ורפואה ועד מתכות, קוק, מיקרוביולוגי, כימי ופטרוכימי. זה יכול לכלול גם את כל השפכים הביתיים, זבל, חקלאות - מהשדות. כתוצאה מכך, חלבונים ואוריאה מתפרקים, והניטריטים והניטרטים משוחזרים בצורה אנאירובית.
השפעה על הגוף
לתרכובות כאלה יש השפעה שלילית ביותר על גוף האדם. אמוניה מדנתרת חלבונים על ידי תגובה איתם. אז התאים, ובהתאם, רקמות הגוף מפסיקים לנשום, נצפה פגיעה במערכת העצבים המרכזית, הכבד, איברי הנשימה, ועבודת כלי הדם מופרעת. אם משתמשים במים עם תכולה גבוהה של אמוניום באופן קבוע, מאזן החומצה-בסיס נפגע, מתחילה חמצת.
להגיע לרמות רעילות. ילדים מושפעים מכך במיוחד. מתפתחת מתמוגלובינמיה, משטר החמצן בגוףנהרס במהירות, מערכת העיכול מתחילה לסבול תחילה.
הגבלות מינון
מקרים בודדים של מתמוגלובינמיה מתחילים כאשר תכולת החנקות במים היא עד חמישים מיליגרם לליטר, וכאשר ריכוזם מגיע לתשעים וחמישה מיליגרם לליטר, המחלה הופכת לנפוצה. בארה ב, צרפת, הולנד, גרמניה בוצעו סקרים מפורטים, שהראו כי ניתן למצוא יותר מחמישים מיליגרם חנקות לליטר בחמישים אחוז מהמקרים. מי תהום ומי באר נושאים ריכוזי חנקות גבוהים פי עשרה מהמגבלה - עד אלף וחצי מיליגרם לליטר, בעוד שארגון הבריאות העולמי קבע גבול של ארבעים וחמישה מיליגרם. וזה המים שאנשים שותים!
ושפכים מטופלים בדרכים רבות - גם סינון ביולוגי, וגם חמצון אוזון, וגם היפוכלוריטים של מתכת אדמה אלקליין, ואוורור וספיחה, שמשתמשים בזאוליטים בצורת נתרן, ובשרף חילופי יונים, ומטופלים עם אלקליות חזקות., וציפה, ושחזור אמוניום עם מגנזיום מתכתי, ולהוסיף תמיסות של מגנזיום כלורי עם טריסודיום פוספט. עם זאת, טכנולוגיות הניקוי תמיד נמצאות הרחק מאחורי טכנולוגיות הזיהום.
תזונתיים
גז (NH3) אמוניה מתמוססת במים טבעיים כאשר מתרחש פירוק ביוכימי של תרכובות אורגניות, כולל חנקן אמוניום. לאחר מכן נוצרות ומצטברות תרכובות אחרות - יון אמוניום וחנקן אמוניום.אמוניה מומסת חודרת לגופי מים עם נגר תת קרקעי או עילי, עם ביוב, עם משקעים אטמוספריים. אם ריכוז יון האמוניום (NH4+) עולה על ערך הרקע, משמעות הדבר היא הופעת מקור זיהום חדש וקרוב. אלה יכולים להיות חוות בעלי חיים או הצטברות זבל, או דשני חנקן נטושים, לגונות תעשייתיות או מתקני טיפול עירוניים.
ותרכובות של חנקן, פחמן, זרחן, הכלולות בשפכים, הנכנסות לגופי מים, גורמות לנזק סביבתי משמעותי כמעט בכל אזורי רוסיה. טיפול בשפכים הופך יותר ויותר רלוונטי מיום ליום, שכן ריכוז החומרים המזיקים, לרבות תרכובות חנקן, לרוב פשוט מתהפך. זה משפיע לא רק על מי השתייה. כמעט כל הירקות והפירות צוברים במהירות חנקות, הם נמצאים בעשב ובתבואה שבעלי החיים אוכלים.
תוכן של NH3 ו-NH4 במקווי מים
מאגרים מכילים תמיד חנקן במספר צורות מעבר: מלחי אמוניום ואמוניה, חנקן אלבומינואידי (אורגני), ניטריטים (מלחים של חומצה חנקתית) וחנקות (מלחים של חומצה חנקתית). כל זה נוצר יחד עם תהליך מינרליזציה של חנקן, אך במידה רבה יותר מגיע עם שפכים. עכשיו צריך לנקות את המאגרים. תרכובות חנקן מגיעות לטיהור שפכים בצורה של חנקן חנקתי, חנקן ניטריט, חנקן אמוניום וחנקן הקשורים בתרכובות אורגניות. מי שפכים של תוכנית משק הבית ישריכוז קטן של חומרים כאלה, התעשייה שולחת את רובם לגופי מים.
בתהליך הטיהור, היחס בין ריכוזי המסה של כל צורות תרכובות החנקן משתנה כל הזמן. הרכב השפכים הופך להיות שונה כבר במהלך ההובלה, מכיוון שאוריאה, הכלול בשפכים ביתיים וביתים, באינטראקציה עם חיידקים, מתפרקת ויוצרת יון אמוניום. ככל שרשת הביוב ארוכה יותר, התהליך הזה יתקדם יותר. לפעמים תכולת יון האמוניום בכניסה לטיפול היא עד חמישים מיליגרם לדצימטר מעוקב, שזה מאוד מאוד.
חנקן אורגני
זהו חנקן, שנמצא בחומרים אורגניים - חלבונים וחלבונים, פוליפפסידים (תרכובות במשקל מולקולרי גבוה), חומצות אמינו, קרבמידים (תרכובות במשקל מולקולרי נמוך), אמינים, אמידים. כל החומר האורגני, כולל המכילים חנקן, נכנס לשפכים, ולאחר מכן עוברים תרכובות חנקן לאמוניזציה. יש הרבה חנקן אורגני בשפכים, לפעמים עד שבעים אחוז מכלל תרכובות החנקן. אבל כתוצאה מאמוניציה, לא יותר מחמישה עשר אחוז מהחנקן האורגני מגיע למתקן טיהור שפכים על שביל הביוב.
לאחר מכן, מתקיים טיפול ביולוגי מעשה ידי אדם. השלב הראשון הוא ניטריפיקציה, כלומר הפיכת תרכובות חנקן עקב סוגים מסוימים של מיקרואורגניזמים המחמצנים חנקן אמוניום ליון חנקתי ויון ניטריט. אי אפשר לחשוש מחיידקים מחנקים - הם רגישים מאוד לתנאים חיצוניים ונעקרים בקלות. אבל חנקות, אם הם נכנסים למאגר,להוביל למותו, כי הם אמצעי תזונתי מצוין עבור מגוון של מיקרופלורה. לכן יש להסיר חנקות מהמערכת האקולוגית.
ניטריטים וחנקות
אם ביוב חודר דרך האדמה, אז חנקן אמוניום בהשפעת חיידקים מסוימים הופך תחילה לניטריטים ולאחר מכן לחנקות. הדומיננטיות והתכולה של צורות שונות תלויות בתנאים המתפתחים בזמן כניסת תרכובות עם נוכחות חנקן לקרקע, ולאחר מכן לתוך המאגר.
בזמן שיטפון, ריכוז הצורות האורגניות שלו עולה משמעותית, שכן שאריות אורגניות נשטפות מעל פני הקרקע, ובקיץ הן פוחתות באותה מידה, כי הן משמשות "מזון" לאורגניזמים מימיים שונים. ניטריט הוא צורת ביניים של חמצון של חנקן אמוניום הנוטה להפוך לחנקתי. במים טבעיים, החנקות בדרך כלל לא כל כך גבוהות, אלא אם כן הייתה הדחה של דשנים מהשדות.
