Превышение нитратов питьевой воде

Нитраты в воде. Опасность нитратов и методы очистки воды от нитратов.

Нитраты — это соли азотной кислоты, наличие которых, как правило, вызвано поступлением в источник водоснабжения хозяйственно-бытовых и промышленных стоков, а также стоков с сельскохозяйственных угодий, обрабатываемых азотосодержащими удобрениями.
В последние годы появляется все больше информации о глобальном распространении нитратов как в воде и почве, так и в продуктах питания и о пагубном воздействии нитратов на здоровье человека.

Превышение концентрации нитратов наиболее часто наблюдается в воде из колодцев, неглубоких скважин, рек и озер, поэтому при использовании воды из поверхностных и неглубоких подземных источников рекомендуется сделать анализ воды на нитраты.

Чем опасны нитраты?

Опасность нитратов обусловлена их токсичным действием на организм.
Различают первичную токсичность нитратов, вторичную — возникающую при образовании нитритов, и третичную — связанную с образованием нитрозаминов.
Накапливаясь в организме человека, нитраты вызывают метгемоглобинемию, то есть реагируют с гемоглобином крови, образуя метгемоглобин. Это вещество в отличие от гемоглобина не переносит кислород, что приводит к кислородному голоданию тканей. В результате ухудшается самочувствие, появляется вялость.
Нитраты губительно воздействуют на нервную, сердечно-сосудистую систему, желудочно-кишечный тракт и другие органы. Особую опасность нитраты представляют для маленьких детей, у которых еще не сформирована восстанавливающая ферментная система.
По этим причинам необходимо ограничивать поступление нитратов в организм — минимизировать потребление нитратсодержащих продуктов и не употреблять воду с повышенной концентрацией нитратов.

Содержание нитратов в питьевой воде регламентируется СанПиН 2.1.4.10749-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды» и не должно превышать 45 мг/л.

Способы очистки воды от нитратов

В случае, если в Вашей исходной воде наблюдается повышенное содержание нитратов, необходима ее очистка.

На сегодняшний момент наиболее широкое распространение получили два метода удаления нитратов из воды:

• с помощью установок обратного осмоса
• специальными фильтрами с селективными анионными ионообменными материалами.

Иногда для удаления нитрат-ионов могут использоваться ионообменные смолы — универсальные сильноосновные аниониты, но, в подавляющем большинстве случаев, требуется применение специальных нитратселективных анионитов. Физическая суть данного метода сводится к замещению нитрат-ионом аниона смолы, как правило, хлорид-иона с последующей регенерацией материала раствором хлорида натрия (поваренной соли). Это обуславливает особенности и ограничения при использовании данного метода.
Ионообменная смола характеризуется ограниченной емкостью — тем количеством анионов, которое она может на себя принять, обеспечивая необходимую степень очистки воды. При полном насыщении смолы дальнейшее удаление извлекаемых ионов прекращается. При использовании стандартной сильноосновной смолы и присутствии в исходной воде сульфатов может даже наблюдаться выброс нитратов в очищенную воду при исчерпании ресурса фильтра. Это обусловлено большим сродством стандартной сильноосновной смолы к сульфатам, чем к нитратам, что ведет к вытеснению задержанных нитрат-ионов сульфат-ионами из смолы.
В случае выброса нитратов из фильтра, их концентрация в воде может достигать очень высоких значений, представляющих серьезную опасность для здоровья, при этом определить подобное превышение без анализа воды потребитель не может. По этой причине удаление нитратов с помощью ионных фильтров не рекомендуется для частных домов, где отсутствует возможность организации постоянного контроля за качеством очищенной воды.

Очистка воды от нитратов с помощью обратного осмоса является более надежным вариантом. Вода под давлением подается на полупроницаемую мембрану. Нитраты и другие примеси задерживаются мембраной, а к потребителю поступает очищенная вода. Степень извлечения примесей определяется селективностью мембраны. В зависимости от модели мембраны и конструкции установки обратного осмоса удаление нитратов может достигать до 96%.
В случае использования установок обратного осмоса качество очистки остается стабильным даже при значительном изменении состава исходной воды. Помимо удаления нитратов, установки обратного осмоса будут справляться с задачами по очистке воды от большого спектра загрязнений (железо, марганец, цветность и т. д).
Частое выявление присутствия нитратов в высоких концентрациях в источниках водоснабжения частных домов позволяет констатировать, что очистка воды от нитрат-ионов все чаще является насущной необходимостью. Для очистки воды от нитратов оптимальным решением является обратный осмос.

По всем вопросам очистки воды обращайтесь к нам — опытные специалисты по водоподготовке проконсультируют Вас по любой проблеме, связанной с водой для Вашего дома.
Для консультации с нашими специалистами позвоните нам или отправьте заявку

Источник

Очистка воды от нитратов: способы и рекомендации

Очистка воды от нитратов: способы и рекомендации

Очистка воды от нитратов: способы и рекомендации

При установке очистных систем как бытового, так и промышленного назначения необходимо обладать знаниями относительно основных и дополнительных параметров вредных загрязнений. Далее обсудим, в каких случаях требуется очистка воды от нитратов и какие способы для этого используются.

Из этой статьи вы узнаете:

Надо ли очищать воду от нитратов

Как происходит очистка воды от нитратов

Как очистить воду от нитратов с помощью цеолита

Нужна ли очистка воды от нитратов

В первую очередь напомним, что нитратами называют ионы с одним зарядом (NO₃) соли азотной кислоты. Одним из наиболее известных примеров нитратов является селитра, которая используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Ее достоинства состоят в результативности и низкой стоимости, а недостаток кроется в потенциальной опасности для здоровья человека. Тем не менее она до сих пор остается популярной.

Но стоит оговориться, ее применение в строго ограниченных нормативами дозах не может причинить вреда. К сожалению, это правило соблюдается не всегда, виной тому современные тенденции:

интенсификация производственных процессов в соответствующей отрасли;

снижение уровня контроля;

экономические факторы, способствующие сокращению затрат.

Если говорить об угрозе для человеческой жизни, то ее представляют нитриты. Эти вещества могут образовываться в желудочно-кишечном тракте или попадать в организм с пищей. В итоге происходит реакция между ними и гемоглобином, который призван разносить кислород по тканям – он преобразуется в метгемоглобин, теряя свою основную функцию.

Наибольшую угрозу такие процессы несут детскому организму, поскольку только эритроциты взрослых способны в ограниченных объемах возвращать гемоглобину его свойства. Тогда у ребенка блокируется поступление кислорода к органам и запускается развитие разного рода заболеваний, в результате чего возможен даже летальный исход.

Вот почему так важна очистка воды от нитратов. Однако существует еще ряд направлений, в которых нитриты и нитраты действуют на наш организм:

Поступая в организм вместе с питьевой водой, они могут стать причиной появления раздражений, неприятных, даже опасных аллергических реакций.

Угнетают функции щитовидной железы.

Нарушают нормальную работу нервной системы.

Из-за нитратов в желудке создается среда, подходящая для жизнедеятельности вредных микроорганизмов. В результате развития такой патогенной микрофлоры образуются яды, отравляющие организм.

Нормальный обмен веществ затрудняется под воздействием нитритов.

Отдельно стоит подчеркнуть способность этих опасных соединений со временем накапливаться в организме. Изменения зачастую происходят незаметно и могут впоследствии привести к серьезным проблемам и большим финансовым вложениям, если вовремя не заняться профилактикой и очисткой воды от нитратов.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Как вы понимаете, чтобы грамотно проводить очистку питьевой воды от нитратов и других веществ, важно представлять себе нормы их содержания:

Нитраты (класс опасности – 3). Их доля не может быть свыше 45 единиц (по СанПин) или 50 единиц по правилам Евросоюза (в миллиграммах на 1 дм 3 воды).

Нитриты имеют более высокий, второй класс опасности, поэтому показатель их содержания должен быть еще ниже: согласно СанПин – 3,0 мг на дм 3 , в соответствии с требованиями ЕС – 0,5 мг на дм 3 .

Безусловно, все мы можем сами выбрать те нормы, которые нас устроят. Но нужно помнить о свойстве нитратов со временем накапливаться в организме, и, следовательно, отдавать предпочтение минимально возможным показателям.

Каким образом нитраты появляются в природной воде?

В результате слива воды с полей, где для повышения урожайности использовались соответствующие удобрения (нитрат натрия, кальция, калия). Отметим, что в нашей стране самое серьезное превышение доли нитратов в природных водах зафиксировано в равнинных местностях, таких как Воронежская.

Вместе со сточными, хозяйственно-бытовыми и промышленными водами.

Во время грозовых ливней нитраты могут образовываться в почве, откуда потом попадать в воду. Дело в том, что под действием электрических разрядов (молнии) из азота, содержащегося в воздухе, образуется оксид азота (II). Далее под действием кислорода он окисляется до оксида азота (IV). А при взаимодействии с водой в присутствии кислорода происходит формирование азотной кислоты, вступающей в реакцию с натрием, калием и кальцием, содержащимся в почве.

Как происходит очистка воды от нитратов

Профессиональная очистка воды от нитратов осуществляется посредством таких методов:

ионный обмен с помощью нитрат-селективных или иных смол;

Первый вариант называют одним из наиболее эффективных, причем не только в деле очистки воды от нитратов, но также от прочих загрязняющих жидкость соединений. Иными словами, здесь производится комплексное умягчение воды. Если говорить про ионный обмен, то его считают также довольно эффективным при борьбе с нитратами и прочими веществами. Остановимся на каждом способе подробнее.

Обратный осмос

При помощи этой технологии из воды удаляются азотная кислота и соли, а именно сульфаты, хлориды, гидрокарбонаты. Таким образом, жидкость обессоливается, лишается минералов. В этом и состоит ключевой недостаток данной обработки, ведь очищение, помимо прочего, меняет вкус воды и ее качество.

Не секрет, что потребляемая нами жидкость должна приносить пользу, тогда как после обратного осмоса в наш организм попадает практически дистиллированная вода. В результате мы недополучаем важные минералы. Однако такая установка прекрасно справляется, если требуется обезжелезивание жидкости.

Также рынок предлагает ассортимент систем разной производительности – выбор зависит от результатов лабораторной проверки воды. Серьезным достоинством такого метода можно назвать способность установки стабильно и качественно работать даже во время резкого повышения уровня загрязнения.

Еще один недостаток такого фильтра для очистки воды от нитратов кроется в высокой цене. Стандартная система, используемая в коттеджах и имеющая производительность в 1,5 кубических метра в час, не каждому будет по карману. Конечно, ее компактные аналоги, монтируемые под мойку, стоят значительно меньше, но они решают проблему на небольшой срок. Дело в том, что простому потребителю не всегда удается успешно рассчитать ресурс купленного фильтра. В результате, новый картридж устанавливается слишком поздно, а значит, загрязнения все-таки попадут в питьевую воду.

Отметим, что такая установка обычно имеет не очень большие размеры. В роли фильтров здесь выступают перегородки-мембраны – они способны пропускать воду, при этом улавливая органические и неорганические соединения. Название «осмос» связано с самой технологией. Вещество проходит сквозь полупроницаемую мембрану, на выходе получаются два раствора разной концентрации. В системе создается осмотическое давление, которое позволяет воздействовать на скорость перехода жидкости через мембраны.

Ионный обмен

Если вы не готовы столкнуться с названными выше проблемами, хорошим выходом будет выбор простой системы очистки воды от нитратов на базе баллонного фильтра с применением нитрат-селективной смолы. Этот материал удаляет из воды исключительно нитраты, не затрагивая необходимые человеку соли. Приятно, что и цена вопроса здесь ниже, если сравнивать с первой технологией. Но будьте готовы, что такой фильтр для очистки воды от нитратов будет дороже, чем стандартная система для умягчения.

Помните, что смола требует периодического проведения регенерации специальными таблетками. Но как показывают наблюдения, даже во время этой процедуры попадание нитратов в питьевую воду полностью исключается, что достигается за счет автоматизации системы. Таким образом, циклы регенерации происходят в установленное время, не требуя вмешательства человека.

Такая очистка воды от нитратов проводится в два этапа:

Вода проходит через водород-катионитный фильтр, при помощи которого катионы заменяются на водород-катионы.

Жидкость поступает в анионитный фильтр, где анионы уступают место ионам. Иными словами, нитраты задерживаются фильтрующей средой.

Отметим, что могут выбираться установки с разным количеством ступеней очистки – данный показатель зависит от доли нитратов в воде. Каждая ступень содержит два фильтра: катионитный и анионитный. Изготовители предлагают одно-, двух-, трехступенчатые фильтры. Первый и второй варианты предполагают раздельные фильтрующие среды. Тогда как в трехступенчатом фильтре допустимы отдельное использование катионитного и анионитного фильтров либо их совмещение в одном фильтре.

Но стоит сказать и о недостатках этой технологии очистки воды от нитратов. Во-первых, это большой объем реагентов и воды, используемых в процессе регенерации. Также стоит понимать, что такие установки являются параллельноточными, то есть жидкость движется в одном направлении, сверху вниз. Если же в системе не предусмотрена автоматическая регенерация, необходимо рассчитывать время для каждой такой процедуры. В противном случае, смола потеряет свои свойства, а иногда даже происходит выброс скопившихся нитратов в питьевую воду, после чего жидкость становится опасной.

Цеолит

Следующий вариант очистки воды от нитратов предполагает использование в качестве загрузки природных минеральных сорбентов (шунгита) или молекулярных сит (цеолитов).

Сразу скажем о названии технологии: цеолиты – синтетические или природные адсорбенты с регулярной структурой пор, представляющие собой алюмосиликаты натрия, калия либо иных элементов. В промежутках кристаллического каркаса расположены гидратированные положительные ионы щелочных и щелочно-земельных металлов, компенсирующих заряд каркаса, и молекулы воды.

Общая химическая формула цеолитов:

где Me – катион щелочного металла; n – его валентность.

В качестве катионов природные цеолиты чаще всего включают натрий, калий, кальций, реже – магний, барий, стронций. Кристаллическая структура цеолитов образована тетраэдрами Si0₄ и Аl0₄.

Поскольку цеолит обладает способностью поглощать или пропускать через кристаллический каркас молекулы других химических соединений, он играет роль своего рода молекулярного сита. Также цеолиты относят к ионообменникам катионного типа, то есть они могут очищать воду от тяжелых металлов. И если сравнивать с синтетическими смолами, то этот способ лучше избавляет жидкость от ионов цезия, свинца, кадмия, стронция.

При очистке воды от нитратов, например, из скважины, природные цеолиты используются в виде порошков и фильтрующих материалов для очистки воды от ПАВ, тяжелых металлов, ароматических органических соединений, красителей, пестицидов, коллоидных и бактериальных загрязнений. Отработавший цеолит подвергают неоднократной регенерации при помощи исходный воды либо солевого раствора – выбор зависит от целевого использования.

В таблице вы видите степень эффективности водоочистки цеолитом от органических, неорганических загрязнителей.

Эффективность водоочистки цеолитом по органическим и неорганическим загрязнителям:

Источник