نیترات موجود در آب آشامیدنی آرشیو مقالات

نیترات (NO3) منبع اصلی نیتروژن (N) برای گیاهان است. یک ماده مغذی که گیاهان بدون آن نمی توانند زندگی کنند. نیترات به طور طبیعی در خاک و آب موجود است. کشاورزی گسترده می تواند منبع طبیعی نیتروژن خاک را بزداید، به همین دلیل کشاورزان اغلب کود نیترات به خاک اضافه می کنند.

نیتروژن اگر به درستی استفاده شود، نه تنها سلامت را به خطر نمی اندازد، بلکه می تواند تولید محصول را افزایش دهد. با این حال، هنگامی که نیتروژن بیشتر از مقدار مصرف گیاهان، به خاک اضافه شود، نیترات زیادی می تواند به آب های زیرزمینی نشت کرده و آب چاه ها را آلوده کند.

سیستم های فاضلاب در محل (مانند مخازن سپتیک و تالاب ها) نیز می توانند منبع آلودگی نیترات باشند. از آنجا که نیترات در سیستم گوارش نوزاد انسان و برخی از دام ها به یک ماده بسیار سمی (نیتریت) تبدیل می شود، آب آلوده به نیترات یک مشکل جدی است.

 

نیترات چگونه سلامتی افراد را تحت تاثیر قرار می دهد؟

نوزاد انسان به دلیل باکتری های خاصی که ممکن است در طول چند ماه اول زندگی در دستگاه گوارش شان زندگی کنند، بسیار مستعد مسمومیت حاد نیترات هستند. این باکتری ها نیترات را به نیتریت سمی (NO2)  تبدیل می کنند. نیتریت با هموگلوبین (که اکسیژن را به تمام قسمت های بدن می برد) واکنش داده و متهموگلوبین را تشکیل می دهد، که اکسیژن را حمل نمی کند.

سطح اکسیژن در حال انتقال در سراسر بدن، به نسبت میزان هموگلوبینی که به متهموگلوبین تبدیل شده است، کاهش می یابد. با کاهش سطح اکسیژن، نوزاد خفه می شود. این بیماری متهموگلوبینمی نام دارد. بارز ترین علامت مسمومیت نیترات، این است که رنگ پوست، به خصوص در اطراف چشم ها و دهان به آبی مایل می شود. این پدیده سیانوز نام دارد. کودکی که این علائم را از خود نشان دهد را باید بلافاصله به یک مرکز اورژانس پزشکی برد.

دکتر یک نمونه خون از نوزاد می گیرد تا مطمئن شود که دچار مسمومیت نیترات نشده است. نمونه خون یک کودک مبتلا به این مسمومیت، به جای قرمز سالم، به رنگ قهوه ای شکلاتی است. مسمومیت نیترات را می توان درمان کرد و در بیشتر موارد بهبودی کامل کودک حاصل می شود. با این حال بسیار مهم است که بلافاصله برای مقابله با این مشکل اقدام کنید زیرا کودک اگر درمان نشود ممکن است بمیرد.

در حدود سه ماهگی، افزایش مقدار اسید هیدروکلریک در معده ی نوزاد اکثر باکتری هایی که نیترات را به نیتریت تبدیل می کنند را می کشد. وقتی کودک شش ماهه است، سیستم گوارشی اش به طور کامل رشد یافته و هیچ یک از باکتری های تبدیل نیترات باقی نمی مانند. با این حال، کودکان زیر یک سال و زنان باردار در معرض خطر عوارض جانبی هستند. در کودکان بزرگتر و بزرگسالان، نیترات جذب شده و دفع می شود و متهموگلوبینمی دیگر یک نگرانی محسوب نمی شود.

 

نیترات چگونه دام ها را تحت تاثیر قرار می دهد؟

حیوانات نشخوار کننده (مانند گاو و گوسفند) و نوزادان تک معده ای (مانند بچه خوک ها و مرغ ها) هم در سیستم گوارشی شان باکتری تبدیل نیترات دارند. به همین دلیل، مسمومیت نیترات آنها را نیز درست مانند نوزاد انسان تحت تاثیر قرار می دهد.

از آنجا که تک معده ای های بالغ، به طور کلی باکتری تبدیل نیترات ندارند، دچار متهموگلوبینمی نمی شوند. اما اسب یک استثنا است. آنها تک معده ای هستند، اما آنها نیز یک روده ی کور دارند که شبیه به یک شکمبه است. باکتری تبدیل نیترات که در روده ی کور زندگی می کند، خطر ابتلا به مسمومیت نیترات را افزایش می دهد.

دام ها از طریق خوراک هم به اندازه ی آب در معرض نیترات قرار دارند. به ویژه محصولات زراعی برداشت شده پس از تنش آب و هوا (مانند خشکسالی) به احتمال زیاد حاوی نیترات بالایی هستند. برای محافظت از دام، می توان قبل از تغذیه، از علوفه، تست نیترات گرفت.

 

علائم مسمومیت نیترات حیوانات عبارتند از :

• تغییر رنگ مناطق غیر رنگی (در اطراف دهان و چشم ها) یا غشاهای مخاطی به رنگ مایل به آبی یا قهوه ای
• راه رفتن تنبل گونه و سرسام آور
• ضربان قلب سریع
• تکرر ادرار
• تنفس سختی که غش کردن به دنبال آن رخ می دهد.
• در موارد شدید، تشنج و کما ممکن است رخ دهد، و به دنبال آن، در یک تا سه ساعت پس از پدیدار شدن اولین نشانه، مرگ رخ می دهد.

به محضی که متوجه هر یک از این علائم شدید، باید با یک دامپزشک تماس بگیرید. در حالی که حیوان زنده است و یا در عرض دو ساعت پس از مرگش، باید برای تشخیص خون کشیده شود. خون حیوانات آسیب دیده به رنگ قهوه ای شکلاتی است. اگر مشکل به موقع تشخیص داده شود، حیوان را می توان درمان کرد و اغلب به طور کامل بهبود می یابد. حیوانات بارداری که بهبود می یابند ممکن است در عرض چند روز سقط جنین کنند.

 

چه مقدار نیترات خطرناک است؟

دولت استانداردهای کیفیت آب آشامیدنی را برای ارائه بیشترین حفاظت از نوزادان، تعیین کرده است. استاندارد ۱۰ میلی گرم در لیتر نیترات، یک مرز کوچک ایمنی در درون خود دارد. به دلیل این ضریب ایمنی، برخی از افراد می توانند آبی بنوشند که از این استاندارد تجاوز کرده و هیچ گونه عوارض جانبی از خود نشان ندهند. با این حال، سطوح بالاتر از این استاندارد به طور بالقوه خطرناک محسوب می شوند.

در حال حاضر، هیچ استاندارد کیفیت آب آشامیدنی نظارتی برای دام وجود ندارد. محققان سطح 100 میلی گرم بر لیتر نیترات را پیشنهاد کرده اند. حیوانات قوی ممکن است سطوح بالاتر را تحمل کنند، اما این سطح برای حفاظت از حیواناتی که ناسالم، بسیار جوان و حامله هستند، یا اینکه از غذایی کم انرژی استفاده می کنند، طراحی شده است. سطوح نیترات موجود در خوراک و علوفه نیز باید در جیره ی غذایی حیوانات نشخوار در نظر گرفته شود.

 

نیترات چگونه به آب راه پیدا می کند؟

زمانی که نیترات موجود در خاک، از مقداری که گیاهان می توانند استفاده کنند، بیشتر باشد و هنگامی که آب بتواند به راحتی در درون خاک و سنگ زیرین حرکت کند، آلودگی نیترات رخ می دهد. نیترات بیش از حد توسط آبیاری، آب باران و ذوب برف از خاک به منابع آب های زیرزمینی می رسد. این اتفاق به خصوص در مکان هایی که خاک آن شنی، حفره حفره، و یا کم عمق بوده و بر روی سنگ بستر سنگ آهک متخلخل است، می افتد. نیترات بیش از حد می تواند به راه های مختلفی در خاک ذخیره شود.

•  کود و پساب سیستم سپتیک شامل هر دو شکل آمونیاک و نیتروژن آلی است. نیتروژن آلی ممکن است در خاک به آمونیاک تبدیل شود. این آمونیاک، به همراه هرگونه کود شیمیایی آمونیاک که استعمال می شود، توسط باکتری های خاک طی فرآیندی به نام نیتریفیکاسیون به نیترات تبدیل می شود. نیتریفیکاسیون مهم است، زیرا گیاهان تنها می توانند از نیتروژنی استفاده کنند که به شکل نیترات باشد. با این حال، هنگامی که مقدار آمونیاکی که به نیترات تبدیل می شود بیشتر از مقداری باشد که گیاهان می توانند مصرف کنند، نیترات استفاده نشده در خاک تجمع می یابد.
• افزودن کود نیترات به خاک، بیش از مقداری که محصول می تواند استفاده کند، سطح بالایی از نیترات را موجب می شود. در نهایت، گیاهان خوراکی مانند یونجه، می توانند نیتروژن را از هوا بیرون کشیده و آن را از طریق گره ریشه شان به زمین وارد کنند. این فرآیند تثبیت نیتروژن نام دارد. مقدار کمی از نیترات هم در زمان طوفان های الکتریکی، همراه با بارش باران، وارد خاک می شود. هیچ یک از این مراحل به خودی خود، موجب آلودگی نیترات نمی شود، اما در هنگام تعیین میزان کود مورد نیاز، هر دو شان را باید در نظر گرفت.

 

چگونه دریابیم که آب با نیترات آلوده شده است؟

از آنجا که نیترات بی رنگ، بی مزه، و بی بو است، آب را باید به صورت شیمیایی تست کرد تا بتوان تشخیص داد که آیا آلوده است یا خیر. بسیاری از آزمایشگاه ها منابع آب خصوصی را برای تشخیص نیترات تست خواهند کرد.

به منظور تست آب تان، باید یک ظرف نمونه برداری از آزمایشگاه دریافت کنید، به همان صورتی که در آزمایشگاه راهنمایی تان کرده اند نمونه گیری کنید و با بیشترین سرعت ممکن نمونه را به آزمایشگاه تحویل دهید، تا بتوانید از قابل اعتماد بودن نتیجه ی تست اطمینان حاصل کنید. 

تعیین دقیق سطح نیترات موجود در آب چاه می تواند مشکل باشد زیرا سطح نیترات با توجه به زمان سال تفاوت می کند. به همین دلیل، بهترین زمان برای تست طول دوره ی آبیاری، بارش زیاد باران و یا ذوب برف است که در این شرایط، به احتمال زیاد، انتقال بیش از حد نیترات به آب های زیرزمینی صورت می گیرد. تست آب انجام شده در اواخر پاییز می تواند گمراه کننده باشد زیرا اگر هیچ باران شدیدی نباریده باشد ممکن است سطح نیترات چاه موقتا کم باشد.

برای حفاظت از سلامت خانواده و دام هایتان، همچنین باید برای تشخیص باکتری ها، کل مواد جامد محلول و pH ، از آب خانه یا آب چاه تست های سالانه بگیرید. اگر آب چاه را تست کردید و گزارشات نشان داد که آب با سطوح بالای نیترات آلوده شده است، باید فورا خوراندن آن آب به نوزادان را متوقف کنید. به عنوان جایگزین هایی برای آب آلوده، می توانید بر روی شیر مادر یا شیر خشک تهیه شده با آب معدنی برنامه ریزی کنید، و یا نوزادتان را با شیرخشک های از پیش مخلوط شده تغذیه کنید.

 

چگونه می توان نیترات آب را کاهش داده و یا حذف کرد؟

نیترات یک ماده بسیار انحلال پذیر است، به راحتی در آب حل شده و حذف آن بسیار سخت است. بنابراین، تصفیه نیترات بسیار پیچیده و گران قیمت است. سه روش برای کاهش یا حذف نیترات از آب عبارتند از :

•  املاح زدایی توسط تقطیر یا اسمز معکوس
• تبادل یونی
• ترکیب

 

املاح زدایی، نیترات و سایر مواد معدنی را از آب حذف می کند. تقطیر یکی از قدیمی ترین و موثرترین انواع املاح زدایی است.

 

فرایند تقطیر تنها سه مرحله است:

• آب را می جوشانند.
• بخار حاصل را می گیرند.
• بخار را بر روی یک سطح سرد تغلیظ کرده و تبدیل به آب می کنند.
  
  

در نهایت، نیترات و سایر مواد معدنی به صورت غلیظ شده در مخزن جوش باقی می ماند.

تصفیه آب به روش اسمز معکوس راه دیگری برای املاح زدایی آب است. این روش مقدار نیترات را کاهش می دهد اما همه آن را حذف نمی کند. در یکدستگاه تصفیه آب اسمز معکوس ، آب را تحت فشار قرار داده و  با فشار از یک غشا نیمه تراوا عبور می دهند که باعث تصفیه شدن مواد معدنی و نیترات می شود. یک دوم تا دو سوم آب به عنوان آب رد شده در پشت غشا باقی می ماند.

بازده آب تصفیه شده نسبت به آب رد شده، به مقدار فشار اعمال شده بستگی دارد. هرچه فشار آب پایین تر باشد، حجم آب رد شده بیشتر می شود. سیستم هایی با بازده عالی از فشار آبی بیش از 150  PSI بهره می برند. سیستم هایی که از فشار آب خانگی استاندارد (35 تا 45  PSI) استفاده می کنند، مقداری از آب را تصفیه می کنند، اما مقدار زیادی از آب هم به صورت تصفیه نشده از دریچه ی تخلیه خارج می شود، که می تواند بهره وری سیستم های سپتیک خانگی را کاهش دهد.

دستگاه تصفیه آب خانگی نظیر دستگاه تصفیه آب RO و دستگاه تصفیه آب فیلتراسیون معمولا به اندازه ای کوچک هستند که در زیر سینک آشپزخانه نصب می شوند. هر دوی این سیستم های تصفیه آب برای فعالیت مؤثر به مقدار زیادی نیرو نیاز دارند و سیستم هایی با نیاز شدید به مراقبت هستند. آنها همچنین سیستم های کم بازده ای هستند که ممکن است آب کافی برای یک خانواده را تامین کنند، اما نمی توانند مقادیر زیاد مورد نیاز دام ها را تهیه نمایند.

نوع دوم تصفیه آب برای آلودگی نیترات، تبادل یونی است. تبادل یونی مواد دیگری را معرفی می کند که مکان هایشان را با نیترات عوض می کنند. اغلب اوقات کلرید با نیترات مبادله می شود. واحد تبادل یونی یک مخزن پر از دانه های رزین ویژه ای است که با کلرید باردار شده است.

زمانی که آب حاوی نیترات در مخزن جریان می یابد، رزین، نیترات ها را در ازای کلریدهایش بر می دارد. در این زمان، تمام کلرید با نیترات مبادله خواهد شد. پس از آن می توان رزین را توسط شستن با یک محلول آب نمک (کلرید سدیم) مجددا باردار کرد و مورد استفاده ی مجدد قرار داد.

از آنجا که سیستم های تبادل یونی می توانند حجم زیادی از آب را تصفیه کنند، برای تصفیه منبع آب دام مناسب تر از املاح زدایی می باشند. با این حال، سیستم های تبادل یونی هم اشکالاتی دارند. نخست، دانه های رزین علاوه بر تبادل نیترات، سولفات ها را هم در ازای کلرید بر می دارند. بنابراین، اگر سولفات در آب موجود باشد، ظرفیت رزین برای حذف نیترات کاهش می یابد. دوم، رزین نیز ممکن است آب را خورنده کند.

به همین دلیل، آب باید پس از گذشتن از درون دستگاه تبادل یونی، از یک سیستم خنثی سازی هم عبور داده شود. در نهایت، آب نمک های لازم برای شستشوی معکوس، که سطح نیترات شان بالا است، باید به درستی دور ریخته شوند، به طوری که منابع آب زیرزمینی  را دوباره آلوده نکنند.

راه سوم و رایج ترین راه برای کاهش نیترات این است که آب آلوده به نیترات را از طریق ترکیب کردن آن با آب منبع دیگری که غلظت نیتراتش پایین است، رقیق کنیم. از ترکیب دو آب، آبی تولید می شود که غلظت نیتراتش کم است. آب ترکیب شده برای نوزادان امن نیست اما اغلب برای دام استفاده می شود.
هیچ راه ساده ای برای حذف تمام نیترات موجود در آب وجود ندارد. گرچه خیلی از افراد به جوشاندن، نرم کردن و یا فیلتراسیون به عنوان یک وسیله ی تصفیه  آب فکر می کنند، هیچ کدام از این روش ها آلودگی نیترات را کاهش نمی دهد. جوشاندن آب در واقع بدترین کاری است که می توانید انجام دهید، زیرا با این کار در واقع غلظت نیترات بیشتر می شود. نرم کردن و فیلتراسیون هم در کل کاری برای حذف نیترات انجام نمی دهند.

 

چگونه می توان یک منبع آب را در مقابل آلودگی با نیترات محافظت کرد؟

در هنگام انتخاب یک محل جدید برای چاه ، مطمئن شوید که منابع احتمالی آلودگی را در نظر گرفته اید. به طور کلی، آب هرچه بیشتر از خاک عبور کند ایمن تر می شود زیرا آلاینده ها رقیق و یا فیلتر می شوند. نیترات یک استثنا است که توسط خاک فیلتر نمی شود، بنابراین برای جلوگیری از آلودگی آب چاه جدید، باید آن را به طور کامل در مقابل آبشویی نیترات ایزوله کرد.

از آنجا که توانایی تصفیه خاک های مختلف، متفاوت است، استانداردهای عمق چاه و فاصله ی بین چاه ها و آلودگی ها، نمیتواند یک چاه ایمن را تضمین کند. حداقل استانداردهای حاکم بر سیستم های فاضلاب در محل تعیین شده توسط وزارت محیط زیست، برای ارائه حداقل فاصله ها و استانداردهای لازم برای حفاظت از منابع آب سطحی و زیر زمینی خصوصی در نظر گرفته شده اند.

چاه های جدید و موجود نیز باید در مقابل آب های سطحی محافظت شوند. برای مثال،  رواناب سطحی محوطه ی اطراف انبار، می تواند به طور مستقیم به درون یک چاه محافظت نشده تخلیه شود و باعث آلودگی جدی گردد. همچنین، اگر مکان چاه به درستی تعیین نشده باشد، زهکشی زیرزمینی می تواند در کنار مکان چاه به سمت پایین حرکت کرده و  آب های زیرزمینی را آلوده کند.

چاه های متروکه نیز برای جلوگیری از آلودگی های مشابه آب های زیرزمینی باید به درستی مهر و موم شوند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره ی تعیین مکان و حفاظت از چاه، با وزارت محیط زیست یا دفتر توسعه تعاون محل تماس بگیرید. 

 

چگونه می توان نیتروژن را مدیریت کرد؟

از آنجا که نیترات از طریق خاک به آب های زیرزمینی نشت پیدا می کند، تنها راه برای حصول اطمینان از سلامت آب این است که استفاده از نیتروژن در سطح زمین را کنترل کنید. کلید مدیریت خوب نیتروژن این است که کاربرد نیتروژن را با نیازهای محصول مطابقت دهید.
کشاورزان نباید ارزش مغذی کود دامی خود را نادیده بگیرند. کود حیوانی دارای ارزش مواد مغذی مهمی است و باید آن را در نظر گرفته و هنگام محاسبات از مقدار کود مورد نیاز کم کرد. کود حیوانی می تواند هزینه های کود را کاهش داده و همچنین نیتروژن کافی برای محصولات کشاورزی ارائه دهد، در حالی که به نیترات کمی اجازه می دهد که به آب های زیرزمینی راه پیدا کند.

کاربردهای کود حیوانی همچنین می تواند بر انتقال نیترات به آب های زیرزمینی تاثیر بگذارد. برای مثال، اگر کود را زودتر از زمانی که محصول می تواند از آن استفاده کند، به زمین بیفزایید، بخش بزرگی از نیترات از طریق آبشویی ( حرکت نیترات به همراه آب به عمق خاک ) از دست می رود.
برای ذخیره کود برای بهترین زمان کاربردی، باید واحد ذخیره سازی که به خوبی طراحی و ساخته شده است تهیه کرد. واحد های ذخیره سازی باید به اندازه کافی بزرگ باشند تا کود ها را بتوان در آن ریخت بی آن که پر شود و باید به درستی ساخته شود تا از نشت کود به آب های زمینی جلوگیری کند. سیستم های مدیریت کود حیوانی برای عملیات بزرگ توسط سازمان های محیط زیست تنظیم می شوند. 
آب می تواند حاوی سطوح نیتراتی بالاتر از استاندارد EPA باشد و هیچ عارضه ی آشکاری هم بر خانواده تان نگذاشته باشد. این امر به چند دلیل عجیب نیست.

• متهموگلوبینمی تنها نوزادان، تک معده ای ها (حیواناتی که تنها یک معده دارند، مانند خوک، اسب، و مرغ) و حیوانات نشخوار کننده را دچار می کند.
• استاندارد کیفیت آب دارای یک مرز ایمنی کوچک برای محافظت از نوزادان است.
• علائم مسمومیت نیترات ممکن با علایم بیماری های مادرزادی قلبی یا بیماری هایی مانند مشکلات تنفسی اشتباه گرفته شود. یک آزمایش خون برای تایید بیماری مورد نیاز است.
• به علت نوسانات سالانه در سطح نیترات، یک منبع آب سالم ممکن است ناسالم شود.

 

دو راه گزارش غلظت نیترات: تفاوت را بدانید!

هنگامی که گزارش تست آب را از آزمایشگاه گرفتید، غلظت نیترات ممکن است به صورت نیترات (NO3) و یا به صورت نیترات نیتروژن (NO3-N) گزارش شود. مطمئن باشید که می دانید از کدام سیستم گزارش دهی استفاده می شود زیرا غلظت قابل قبول هر کدام بطور قابل توجهی با دیگری متفاوت است.

اگر آزمایشگاه نتایج را به صورت نیترات گزارش دهد، استاندارد کیفیت آب آشامیدنی 45 میلی گرم بر لیتر است. اگر آزمایشگاه نتایج را به صورت نیترات نیروژن گزارش دهد، استاندارد کیفیت آب آشامیدنی 10 میلی گرم بر لیتر است. یک میلی گرم در لیتر (mg/l) همچنین با یک قسمت در میلیون (ppm) برابر است. اگر مطمئن نیستید که این گزارش را چگونه تفسیر کنید، با آزمایشگاه تماس بگیرید. بررسی دقیق گزارش آزمایشگاه مهم است زیرا دو سیستم اغلب تغییر می کنند.

 

واژه نامه

سیانوز: رنگ آبی پوست ناشی از کمبود اکسیژن.

املاح زدایی: حذف تمام مواد معدنی از آب.

نیتروژن غیر آلی: نیتروژن به شکل آمونیاک و نیترات؛ که به صورت تجاری به صورت گاز آمونیاک، اوره و کود آمونیوم نیترات در دسترس است.

آبشویی: حرکت مواد (مانند نیترات) به همراه آب به پایین (عمق) خاک.

متهموگلوبین: تشکیل شده توسط ترکیب نیترات با هموگلوبین موجود در خون؛ اکسیژن را به سلول های بدن انتقال نمی دهد.

متهموگلوبینمی: حضور متهموگلوبین در خون؛ می تواند از طریق مسمومیت با نیترات ایجاد شود؛ معمولا بیماری نوزاد آبی نام دارد.

تک معده ای ها: حیواناتی که تنها یک معده دارند، مانند خوک، اسب، و مرغ.

نیتریفیکاسیون: تبدیل آمونیاک به نیترات توسط باکتری موجود در خاک.

نیتروژن آلی: نیتروژن به دست آمده از مواد گیاهی و حیوانی، مانند کود حیوانی و بقایای محصولات.

رزین:  یک ماده از جنس پلاستیک مصنوعی که در سیستم های تبادل یونی مانند نرم کننده های آب و دستگاه های تصفیه ی نیترات استفاده می شود.

نشخوارکنندگان: حیواناتی که در دستگاه گوارش شان یک شکمبه وجود دارد، باکتری های موجود در شکمبه نیترات را به نیتریت تبدیل می کنند.

استاندارد کیفیت آب: سطح آلاینده ها که از نظر قانونی ایمن در نظر گرفته می شود. استاندارد ها برای منابع آب عمومی تعیین شده و باید اجرا شوند.

 

 

در صورت هرگونه سوال و یا سفارش تلفنی می توانید از طریق شماره تلگرام تصفیه آب 09129418377  و یا ایمیل info@wfiltration.com با کارشناسان تصفیه آب بهاب در ارتباط باشید.

 

 

 

**ن