El elemento biogénico que participa más activamente en los procesos de biohidrocenosis es el nitrógeno amónico.
Situación medioambiental
En los embalses, se puede observar un cambio en el contenido de este elemento: en primavera disminuye, pero en verano, debido a las condiciones favorables de temperatura, su concentración aumenta significativamente, ya que la materia orgánica se descompone masivamente.
Y esto afecta drásticamente la condición sanitaria de los cuerpos de agua, lo que hace necesario fortalecer el control sobre la viabilidad del ecosistema. La concentración máxima permisible en cuerpos de agua donde se capturan peces es aquella en la que el nitrógeno amónico no excede los 0,39 miligramos por litro.
En el agua
La acumulación de nitrógeno proteico está sujeta a la amonificación, y este proceso descompone las proteínas a un estado de amonio. Las aguas residuales se tratan con esta fuente de nitrógeno si tienen una fuente de nutrición de carbono para las células. El uso intensivo se produce durante los períodos de su fase de crecimiento, ycuando comienza la oxidación, el nitrógeno amónico se libera como amoníaco. Luego se oxida al estado de nitritos y luego de nitratos, o se vuelve a participar en una nueva síntesis.
Para eliminar el nitrógeno amónico del depósito se utiliza clinoptilolita, luego el agua recupera sus cualidades. Las torres de enfriamiento se instalan en la estación cálida y en invierno se reemplazan por plantas de intercambio iónico, gracias a las cuales se eliminan las sustancias nocivas de las aguas residuales. Los análisis se llevan a cabo constantemente, se toman muestras de nitrógeno amónico en agua, que se separa por destilación de la muestra tomada, y luego se determina su cantidad en el destilado resultante.
Cómo limpiar el estanque
Hay un material de intercambio iónico en la naturaleza llamado clinoptilolita (una clase de zeolitas). Es con su ayuda que es recomendable restaurar la pureza del agua. El nitrógeno amónico no se disuelve completamente en agua, por lo que primero debe liberarlo de todos los sólidos en suspensión y luego suministrar agua a los filtros de clinoptilolita. Esta es una limpieza bastante costosa, pero es la más efectiva: alcanza el noventa y siete por ciento.
La regeneración requerirá la adición de una solución de cloruro de sodio - cinco o diez por ciento. A continuación, la carga debe lavarse con agua. Se liberará amoníaco de la solución, que puede ser absorbido por el ácido sulfúrico para formar sulfato de amonio, que es muy bueno como fertilizante. El nitrógeno amónico de las aguas residuales, así como los compuestos orgánicos que contienen nitrógeno, se eliminan mediante varios tipos de destilación, extracción y adsorción.
Métodos de obtención de fertilizantes
Este método es bueno si se requiere la determinación de nitrógeno amónico. Sus otras formas, que se encuentran en los mismos fertilizantes - amida, nitrato - no pueden determinarse por este método. Primero necesita extraer nitrógeno amónico, en aguas residuales, por ejemplo, hay mucho. Este método ha sido discutido anteriormente. A continuación, una porción del futuro fertilizante debe colocarse en un matraz y derramarse con una solución de ácido clorhídrico (la concentración debe ser molar - 0,05 mol por dm3). El matraz debe agitarse con un aparato especial durante al menos media hora, después de lo cual se puede infundir hasta quince horas.
A continuación, agite la solución nuevamente y filtre a través de un filtro seco plisado. Enjuague el contenido del filtro con la misma solución de ácido clorhídrico al menos tres veces, luego el volumen del filtrado debe llevarse al volumen original nuevamente con una solución ácida. Así, en primer lugar, se llevó a cabo la determinación del nitrógeno amónico en el agua y, en segundo lugar, la determinación de su cantidad en el fertilizante resultante. Este último oscila entre cuarenta y ciento cincuenta miligramos por litro, y la caprolactama en la misma solución contiene entre ocho y ochenta miligramos por litro. Si el contenido de nitrógeno amónico es inferior a veinte miligramos, la prueba fallará y este método no será aplicable.
Fuentes de contaminación
Los rasgos más característicos de las aguas residuales industriales son una composición química inestable, un período de adaptación necesario para el desarrollo de la microflora, un exceso de compuestos de origen orgánico y mineral del nitrógeno. AntesAl realizar el tratamiento biológico en las instalaciones de tratamiento, las aguas residuales se mezclan con las aguas residuales domésticas y domésticas y, por lo tanto, se promedian. El nitrógeno amónico (fórmula NH4+) es un componente esencial de las aguas residuales.
Las fuentes de contaminación pueden ser aguas residuales de una variedad de industrias, desde alimentos y medicina hasta metalúrgica, coque, microbiológica, química y petroquímica. Esto también puede incluir todas las aguas residuales domésticas, estiércol, agrícola - de los campos. Como resultado, las proteínas y la urea se descomponen y los nitritos y nitratos se restauran anaeróbicamente.
Efecto en el cuerpo
Tales compuestos tienen un efecto extremadamente negativo en el cuerpo humano. El amoníaco desnaturaliza las proteínas al reaccionar con ellas. Luego, las células y, en consecuencia, los tejidos del cuerpo dejan de respirar, se observa daño en el sistema nervioso central, el hígado, los órganos respiratorios y se interrumpe el trabajo de los vasos sanguíneos. Si se usa regularmente agua con un alto contenido de amonio, el equilibrio ácido-base se resiente y comienza la acidosis.
alcanzan niveles tóxicos. Los niños se ven especialmente afectados por esto. Se desarrolla metahemoglobinemia, el régimen de oxígeno en el cuerpose destruye rápidamente, el tracto gastrointestinal comienza a sufrir primero.
Límites de dosis
Los casos individuales de metahemoglobinemia comienzan cuando el contenido de nitratos en el agua es de hasta cincuenta miligramos por litro, y cuando su concentración alcanza los noventa y cinco miligramos por litro, la enfermedad se generaliza. En los EE. UU., Francia, los Países Bajos, Alemania, se llevaron a cabo encuestas detalladas que mostraron que en el cincuenta por ciento de los casos se pueden encontrar más de cincuenta miligramos de nitratos por litro. Las aguas subterráneas y de pozo contienen concentraciones de nitratos diez veces superiores al límite, hasta mil quinientos miligramos por litro, mientras que la Organización Mundial de la Salud ha establecido un límite de cuarenta y cinco miligramos. ¡Y esa es el agua que la gente bebe!
Y las aguas residuales se tratan de muchas maneras: filtración biológica, oxidación con ozono, hipocloritos de metales alcalinotérreos, aireación y sorción, que utiliza zeolitas en forma de sodio y resinas de intercambio iónico, y se trata con álcalis fuertes y flotación, y restaurar el amonio con magnesio metálico, y agregar soluciones de cloruro de magnesio con fosfato trisódico. Sin embargo, las tecnologías de limpieza siempre están muy por detrás de las tecnologías de contaminación.
Nutrientes
El amoníaco
Gas (NH3) se disuelve en aguas naturales cuando se produce la descomposición bioquímica de compuestos orgánicos, incluido el nitrógeno amónico. Luego se forman y acumulan otros compuestos: iones de amonio y nitrógeno de amonio. El amoníaco disuelto ingresa a los cuerpos de agua con escorrentía subterránea o superficial, con aguas residuales, con precipitación atmosférica. Si la concentración de iones de amonio (NH4+) supera el valor de fondo, esto significará la aparición de una nueva y cercana fuente de contaminación. Pueden ser granjas ganaderas o acumulaciones de estiércol, fertilizantes nitrogenados abandonados, lagunas industriales o instalaciones de tratamiento municipales.
Y los compuestos de nitrógeno, carbono y fósforo, que se encuentran en las aguas residuales y llegan a los cuerpos de agua, causan un daño ambiental significativo en casi todas las regiones de Rusia. El tratamiento de aguas residuales se vuelve cada vez más relevante día a día, ya que la concentración de sustancias nocivas, incluidos los compuestos de nitrógeno, a menudo se acumula. Esto afecta no solo al agua potable. Casi todas las verduras y frutas acumulan nitratos rápidamente, se encuentran en la hierba y el grano que come el ganado.
Contenido de NH3 y NH4 en masas de agua
Los depósitos siempre contienen nitrógeno en varias formas de transición: sales de amonio y amoníaco, nitrógeno albuminoide (orgánico), nitritos (sales de ácido nitroso) y nitratos (sales de ácido nítrico). Todo esto se forma junto con el proceso de mineralización del nitrógeno, pero en mayor medida viene con las aguas residuales. Ahora los depósitos necesitan ser limpiados. Los compuestos de nitrógeno llegan a las plantas de tratamiento de aguas residuales en forma de nitrógeno nítrico, nitrógeno nitrito, nitrógeno amónico y nitrógeno ligado a compuestos orgánicos. El agua residual del plan doméstico tieneuna pequeña concentración de tales sustancias, la industria envía la mayoría a los cuerpos de agua.
En el proceso de purificación, la proporción de concentraciones de masa de todas las formas de compuestos de nitrógeno cambia constantemente. La composición de las aguas residuales ya se vuelve diferente durante el transporte, porque la urea, que se encuentra en las aguas residuales domésticas y domésticas, al interactuar con las bacterias, se descompone y forma un ion de amonio. Cuanto más larga sea la red de alcantarillado, más lejos llegará este proceso. A veces, el contenido de iones de amonio a la entrada del tratamiento es de hasta cincuenta miligramos por decímetro cúbico, que es muchísimo.
Nitrógeno orgánico
Esto es nitrógeno, que se encuentra en sustancias orgánicas: proteínas y proteínas, polipéptidos (compuestos de alto peso molecular), aminoácidos, carbamidas (compuestos de bajo peso molecular), aminas, amidas. Toda la materia orgánica, incluidas las que contienen nitrógeno, ingresa a las aguas residuales, después de lo cual los compuestos de nitrógeno se someten a amonización. Hay una gran cantidad de nitrógeno orgánico en las aguas residuales, a veces hasta el setenta por ciento de todos los compuestos de nitrógeno. Pero como resultado de la amoniacación, no más del quince por ciento de nitrógeno orgánico llega a la planta de tratamiento de aguas residuales en el camino del alcantarillado.
A continuación, se lleva a cabo un tratamiento biológico hecho por el hombre. La primera etapa es la nitrificación, es decir, la conversión de compuestos nitrogenados debido a ciertos tipos de microorganismos que oxidan el nitrógeno amónico en un ion nitrato y un ion nitrito. No se puede temer a las bacterias nitrificantes: son muy susceptibles a las condiciones externas y se desplazan fácilmente. Pero los nitratos, si llegan al depósito,conducir a su muerte, porque son un excelente medio nutritivo para una variedad de microflora. Por eso es necesario eliminar los nitratos del ecosistema.
Nitritos y nitratos
Si las aguas residuales penetran en el suelo, el nitrógeno amónico bajo la influencia de algunas bacterias se convierte primero en nitritos y luego en nitratos. El predominio y contenido de varias formas depende de las condiciones que se desarrollan en el momento de la entrada de compuestos con presencia de nitrógeno en el suelo y luego en el reservorio.
Durante una inundación, la concentración de sus formas orgánicas aumenta significativamente, ya que los residuos orgánicos se eliminan de la superficie del suelo, y en verano disminuyen de manera significativa, ya que sirven como "alimento" para varios organismos acuáticos. El nitrito es una forma intermedia de oxidación del nitrógeno amónico que tiende a convertirse en nitrato. En las aguas naturales, los nitratos no suelen ser tan altos, a menos que haya un lavado de los fertilizantes de los campos.
