Het biogene element dat het meest actief betrokken is bij de processen van biohydrocenose is ammoniumstikstof.
Omgevingssituatie
In reservoirs kan men een verandering in de inhoud van dit element waarnemen: in de lente wordt het minder, maar in de zomer, als gevolg van gunstige temperatuuromstandigheden, neemt de concentratie aanzienlijk toe, omdat organische stof massaal uiteenv alt.
En dit heeft een drastische invloed op de sanitaire toestand van waterlichamen, waardoor het noodzakelijk is om de controle over de levensvatbaarheid van het ecosysteem te versterken. De maximaal toelaatbare concentratie in waterlichamen waar vis wordt gevangen, is een concentratie waar ammoniumstikstof niet hoger is dan 0,39 milligram per liter.
In het water
De accumulatie van eiwitstikstof is onderhevig aan ammonificatie en dit proces ontleedt eiwitten tot een ammoniumtoestand. Afvalwater wordt met deze stikstofbron behandeld als het een bron van koolstofvoeding voor de cellen heeft. Intensief gebruik vindt plaats tijdens perioden van hun groeifase, enwanneer de oxidatie begint, komt ammoniumstikstof vrij als ammoniak. Daarna wordt het geoxideerd tot de staat van nitrieten en vervolgens tot nitraten, of het wordt opnieuw opgenomen in een nieuwe synthese.
Om ammoniumstikstof uit het reservoir te verwijderen, wordt clinoptiloliet gebruikt, waarna het water zijn kwaliteiten herstelt. In het warme seizoen worden koeltorens geplaatst en in de winter vervangen door ionenwisselaars, waardoor schadelijke stoffen uit het afvalwater worden verwijderd. Er worden constant analyses uitgevoerd, er worden monsters genomen voor ammoniumstikstof in water, dat van het genomen monster wordt afgedestilleerd, en vervolgens wordt de hoeveelheid bepaald in het resulterende destillaat.
Hoe de vijver schoon te maken
Er is een ionenuitwisselingsmateriaal in de natuur genaamd clinoptiloliet (een klasse van zeolieten). Het is met zijn hulp dat het raadzaam is om de zuiverheid van water te herstellen. Ammoniumstikstof lost niet volledig op in water, dus u moet het eerst bevrijden van alle gesuspendeerde vaste stoffen en vervolgens water aan clinoptilolietfilters leveren. Dit is een vrij dure reiniging, maar het is het meest effectief - het bereikt zevenennegentig procent.
Regeneratie vereist de toevoeging van een oplossing van natriumchloride - vijf of tien procent. De lading moet vervolgens worden gewassen met water. Uit de oplossing komt ammoniak vrij, die door zwavelzuur kan worden opgenomen om ammoniumsulfaat te vormen, dat zeer goed is als meststof. Ammoniumstikstof in afvalwater, evenals stikstofhoudende organische verbindingen, worden verwijderd door verschillende soorten destillatie, extractie en adsorptie.
Methoden voor het verkrijgen van meststoffen
Deze methode is goed als de bepaling van ammoniumstikstof vereist is. De andere vormen, die in dezelfde meststoffen worden aangetroffen - amide, nitraat - kunnen met deze methode niet worden bepaald. Eerst moet je ammoniumstikstof extraheren, in afvalwater bijvoorbeeld is dat volop aanwezig. Deze methode is hierboven besproken. Vervolgens moet een deel van de toekomstige meststof in een kolf worden gedaan en worden gemorst met een oplossing van zoutzuur (de concentratie moet molair zijn - 0,05 mol per dm3). De kolf moet minimaal een half uur met een speciaal apparaat worden geschud, waarna het tot vijftien uur kan worden toegediend.
Schud de oplossing vervolgens opnieuw en filtreer door een geplooid droog filter. Spoel de inhoud van het filter minimaal drie keer met dezelfde zoutzuuroplossing, daarna moet het volume van het filtraat met een zure oplossing weer op het oorspronkelijke volume worden gebracht. Zo vond ten eerste de bepaling van ammoniumstikstof in water plaats en ten tweede de bepaling van de hoeveelheid ervan in de resulterende meststof. De laatste varieert van veertig tot honderdvijftig milligram per liter, en caprolactam in dezelfde oplossing bevat van acht tot tachtig milligram per liter. Als het ammoniumstikstofgeh alte lager is dan twintig milligram, mislukt de test en is deze methode niet van toepassing.
Bronnen van vervuiling
De meest karakteristieke kenmerken van industrieel afvalwater zijn een onstabiele chemische samenstelling, een noodzakelijke aanpassingsperiode voor de ontwikkeling van microflora, een overmaat aan verbindingen van organische en minerale oorsprong van stikstof. VoordatDoor biologische zuivering uit te voeren op zuiveringsinstallaties wordt afvalwater gemengd met huishoudelijk en huishoudelijk afvalwater en dus gemiddeld. Ammoniumstikstof (formule NH4+) is een essentieel bestanddeel van afvalwater.
Bronnen van vervuiling kunnen afvalwater zijn van verschillende industrieën - van voedsel en medisch tot metallurgisch, cokes, microbiologisch, chemisch en petrochemisch. Dit kan ook alle huishoudelijk afvalwater, mest, landbouw - van de velden omvatten. Dientengevolge worden eiwitten en ureum afgebroken en worden nitrieten en nitraten anaëroob hersteld.
Effect op het lichaam
Dergelijke verbindingen hebben een extreem negatief effect op het menselijk lichaam. Ammoniak denatureert eiwitten door ermee te reageren. Dan stoppen de cellen en bijgevolg de weefsels van het lichaam met ademen, wordt schade aan het centrale zenuwstelsel, de lever, de ademhalingsorganen waargenomen en wordt het werk van de bloedvaten verstoord. Als regelmatig water met een hoog ammoniumgeh alte wordt gebruikt, lijdt het zuur-base-evenwicht en begint acidose.
toxische niveaus bereiken. Vooral kinderen hebben hier last van. Methemoglobinemie ontwikkelt zich, het zuurstofregime in het lichaamsnel wordt vernietigd, begint het maag-darmkanaal als eerste te lijden.
Dosislimieten
Individuele gevallen van methemoglobinemie beginnen wanneer het nitraatgeh alte in het water tot vijftig milligram per liter is, en wanneer hun concentratie vijfennegentig milligram per liter bereikt, wordt de ziekte wijdverbreid. In de VS, Frankrijk, Nederland, Duitsland is gedetailleerd onderzoek gedaan, waaruit bleek dat in vijftig procent van de gevallen meer dan vijftig milligram nitraat per liter te vinden is. Grond- en bronwater bevatten nitraatconcentraties die tien keer hoger zijn dan de limiet - tot wel anderhalfduizend milligram per liter, terwijl de Wereldgezondheidsorganisatie een limiet heeft gesteld van vijfenveertig milligram. En dat is het water dat mensen drinken!
En afvalwater wordt op vele manieren behandeld - zowel biologische filtratie als ozonoxidatie, en aardalkalimetaalhypochlorieten, en beluchting en sorptie, waarbij natriumzeolieten en ionenuitwisselingsharsen worden gebruikt, en wordt behandeld met sterke alkaliën, en flotatie, en herstel ammonium met metallisch magnesium, en voeg oplossingen van magnesiumchloride toe met trinatriumfosfaat. Reinigingstechnologieën lopen echter altijd ver achter op vervuilingstechnologieën.
Nutriënten
Gas (NH3) ammoniak lost op in natuurlijk water wanneer biochemische afbraak van organische verbindingen, waaronder ammoniumstikstof, plaatsvindt. Vervolgens worden andere verbindingen gevormd en geaccumuleerd - ammoniumionen en ammoniumstikstof. Opgeloste ammoniak komt terecht in waterlichamen met ondergronds of oppervlakteafvoer, met rioolwater, met atmosferische neerslag. Als de concentratie van ammoniumionen (NH4+) de achtergrondwaarde overschrijdt, betekent dit het ontstaan van een nieuwe en nabije bron van vervuiling. Dit kunnen veehouderijen zijn of mestophopingen, of verlaten stikstofmeststoffen, industriële lagunes of gemeentelijke zuiveringsinstallaties.
En de verbindingen van stikstof, koolstof en fosfor, die zich in afvalwater bevinden en in waterlichamen terechtkomen, veroorzaken in bijna alle regio's van Rusland aanzienlijke milieuschade. Afvalwaterzuivering wordt met de dag relevanter, omdat de concentratie van schadelijke stoffen, waaronder stikstofverbindingen, vaak maar doordraait. Dit heeft niet alleen gevolgen voor het drinkwater. Bijna alle groenten en fruit accumuleren snel nitraten, ze worden gevonden in het gras en graan dat vee eet.
Geh alte NH3 en NH4 in waterlichamen
Reservoirs bevatten altijd stikstof in verschillende overgangsvormen: ammoniumzouten en ammoniak, albuminoïde stikstof (organisch), nitrieten (zouten van salpeterigzuur) en nitraten (zouten van salpeterzuur). Dit alles wordt gevormd samen met het proces van stikstofmineralisatie, maar in grotere mate met afvalwater. Nu moeten de reservoirs worden schoongemaakt. Stikstofverbindingen komen naar afvalwaterzuiveringsinstallaties in de vorm van nitraatstikstof, nitrietstikstof, ammoniumstikstof en stikstof gebonden door organische verbindingen. Afvalwater van het huishoudplan heefteen kleine concentratie van dergelijke stoffen, de industrie stuurt de meeste naar waterlichamen.
Tijdens het zuiveringsproces verandert de verhouding van de massaconcentraties van alle vormen van stikstofverbindingen voortdurend. De samenstelling van afvalwater verandert al tijdens het transport, omdat ureum, dat in huishoudelijk en huishoudelijk afvalwater zit, in wisselwerking staat met bacteriën, ontleedt en een ammoniumion vormt. Hoe langer het rioleringsnet, hoe verder dit proces gaat. Soms is het geh alte aan ammoniumionen bij de ingang van de behandeling tot vijftig milligram per kubieke decimeter, wat heel erg veel is.
Organische stikstof
Dit is stikstof, dat wordt aangetroffen in organische stoffen - eiwitten en eiwitten, polypepsiden (verbindingen met een hoog molecuulgewicht), aminozuren, carbamides (verbindingen met een laag molecuulgewicht), aminen, amiden. Alle organische stoffen, ook stikstofhoudende stoffen, komen in het afvalwater terecht, waarna stikstofverbindingen worden geammoniseerd. In afvalwater zit veel organische stikstof, soms wel zeventig procent van alle stikstofverbindingen. Maar als gevolg van ammoniak komt niet meer dan vijftien procent van de organische stikstof op de rioolwaterzuiveringsinstallatie op het rioolpad terecht.
Vervolgens vindt door de mens gemaakte biologische behandeling plaats. De eerste fase is nitrificatie, dat wil zeggen de omzetting van stikstofverbindingen door bepaalde soorten micro-organismen die ammoniumstikstof oxideren tot een nitraation en een nitrietion. Nitrificerende bacteriën zijn niet te vrezen - ze zijn erg vatbaar voor externe omstandigheden en kunnen gemakkelijk worden verplaatst. Maar nitraten, als ze in het reservoir komen,leiden tot zijn dood, omdat ze een uitstekende voedingsbodem zijn voor een verscheidenheid aan microflora. Daarom moeten nitraten uit het ecosysteem worden verwijderd.
Nitrieten en nitraten
Als rioolwater door de bodem dringt, verandert ammoniumstikstof onder invloed van sommige bacteriën eerst in nitrieten en vervolgens in nitraten. Het overwicht en geh alte van verschillende vormen hangt af van de omstandigheden die zich ontwikkelen op het moment dat verbindingen met de aanwezigheid van stikstof in de bodem en vervolgens in het reservoir terechtkomen.
Tijdens een overstroming neemt de concentratie van zijn organische vormen aanzienlijk toe, omdat organische resten van het bodemoppervlak worden weggespoeld, en in de zomer nemen ze net zo sterk af, omdat ze dienen als "voedsel" voor verschillende waterorganismen. Nitriet is een tussenvorm van oxidatie van ammoniumstikstof die de neiging heeft om nitraat te worden. In natuurlijke wateren zijn nitraten meestal niet zo hoog, tenzij er meststoffen uit de velden zijn weggespoeld.
