Vandenyje nustatyti nitratai – kaip pašalinti

Vandenyje nustatyti nitratai. Rasti nitratai (NO₃⁻) – tai azoto junginiai, plačiai paplitę gamtoje, ypač dirvoje ir vandenyje. Jie yra azoto ciklo dalis: nitratai gali kilti iš atmosferos, trąšų, organinių medžiagų skilimo, nuotekų bei žemės ūkio veiklos. Gruntiniuose ir giluminiuose vandens sluoksniuose jų koncentraciją gali lemti infiltracija (perdirbimas) per dirvą ir substratą. Filtraivandeniui.lt – viena iš įmonių / organizacijų Lietuvoje, kuri tiria vandens sudėtį, teikia filtravimo sprendimus, vertina vandens kokybę ir padeda vartotojams suprasti, kaip apsisaugoti nuo kenksmingų medžiagų, tarp jų nitrato.

Giluminiuose vandens telkiniuose kita dažna problema – geležies ir kitų medžiagų junginių perteklius, o šachtiniuose šuliniuose – dažnai nitratai. Pastarieji vadinami liaudiškai „salietra“. Jų vaidmuo agronomijoje yra teigiamas – azotas, nitratų forma, yra svarbi trąšų sudedamoji dalis, skatinanti augalų augimą ir derlių. Tačiau kartu nitratai pasižymi nepageidaujamu elgesiu: dėl jų tirpumo jie gali prasiskverbti per dirvą į gruntinius vandenis, ypač lietingais ar intensyviai tręšiamais laikotarpiais.

Vandenyje nustatyti nitratai

Vandenyje nustatyti nitratai

Nitratų poveikis sveikatai

  1. Methemoglobinemija
    Didelės nitratų koncentracijos vandenyje gali sukelti reakciją, kurios metu dalis hemoglobino virsta methemoglobinu. Methemoglobinas negali efektyviai pernešti deguonies – tai ypač pavojinga kūdikiams iki 6 mėnesių amžiaus.
  2. Toksinis poveikis nėštumo metu ir vystymuisi
    Tyrimai rodo, kad moterų, vaisingumo periodu ar nėštumo metu, eksponavimas nitratams ir nitritams gali būti susijęs su įvairiomis komplikacijomis: mažesniu vaisiaus augimu intrauterine, priešlaikiniu gimdymu, galimai vystymosi defektais.
  3. Galimas kancerogeninis poveikis
    Nitritai ir nitratai gali tapti nitrozaminų ar kitų nitrozinių junginių pirmtakais – ypač skrandžio sąlygomis esant rūgščiai aplinkai. Tarptautinė mokslinė literatūra (įskaitant Pasaulinės sveikatos organizacijos agentūras) rodo, kad egzistuoja ryšys tarp ilgalaikės eksponacijos nitratams ir tam tikrų vėžio formų (pvz. skrandžio, stemplės) rizikos padidėjimo.
  4. Kiti poveikiai
    Didelės nitratų dozės gali paveikti širdies bei kraujagyslių sistemą, ypatingai žmonėms, turintiems lėtinių ligų; taip pat gali pasireikšti alerginės reakcijos, poveikis virškinimui.

Naudinga pasidomėti:

Situacija Lietuvoje: situacijos apžvalga (su papildomais duomenimis)

  • Daug Lietuvos gyventojų, ypač kaimo vietovėse, vandeniui naudoja šulinius arba gręžinius. Tokie šaltiniai yra labiau pažeidžiami nitratų taršos, ypač kai žemės ūkis naudoja daug mineralinių trąšų arba gyvulių srutos nėra tvarkomos taip, kad neturėtų poveikio gruntiniam vandeniui.
  • Nacionaliniai standartai Lietuvoje atspindi ES reglamentus ir Pasaulinės sveikatos organizacijos (PSO) rekomendacijas, tačiau praktikoje pasitaiko šulinių, kuriuose nitratų koncentracija žymiai viršija leistinas normas. (Tikslūs duomenys – priklausomai nuo regiono, dirvos struktūros, žemės ūkio intensyvumo.)
  • Filtraivandeniui.lt atliekami tyrimai rodo, kad daugelyje šulinių, ypač su silpna apsauga nuo paviršinės infiltracijos, nitratų lygis gali būti 2–3 kartus didesnis nei leidžiama norma – tai reiškia, kad vanduo, vartojamas be apdorojimo, gali kelti sveikatos riziką.

Norminės vertės – Vandenyje nustatyti nitratai

  • PSO ir ES nustato nitratų maksimalias koncentracijas geriamajame vandenyje – dažniausia riba yra 50 mg NO₃⁻/l (nitratų) geriamajame vandenyje.
  • Nitritų koncentracijai priskiriama mažesnė vertė, pavyzdžiui, 0,5 mg NO₂⁻/l (nitritų), nes nitritai yra toksiškesni.
  • Kūdikiai ir maži vaikai turi griežtesnes normas dėl jautresnės organizmo reakcijos.

Nitratų šaltinių analizė – Vandenyje nustatyti nitratai

  1. Žemės ūkis ir tręšimas
    Naudojant mineralines trąšas, ypač azoto junginius, dalis jų gali likti dirvoje ir vandenyje. Po lietų ar laistymo nitratai migruoja per gruntą ir infiltruojasi į gruntinį vandenį.
  2. Gyvulininkystės veikla
    Srutos, mėšlas, kitos organinės atliekos – netinkamai laikomos ar tręšiamos – išskiria azoto junginius, kurie gali virsti nitratais per mikrobiologinę oksidaciją.
  3. Nekontroliuojamas vandens nuotekų ištekėjimas
    Į gruntinius vandenis gali patekti nitratai per nuotekas, kanalizaciją, taip pat per blogai paruoštus septikus.
  4. Atmosferos tarša
    Degimo procesai (transportas, energetika) išskiria azoto oksidus, kurie atmosferoje kondensuojasi ir nukrenta su krituliais – taip nitratai gali patekti į dirvą. Tačiau šis šaltinis dažniau turi įtakos paviršiniams vandens telkiniams nei giluminiams.
  5. Organinės medžiagos skilimas
    Augalų liekanos, dirvos mikrofauna, biologinės atliekos – per azoto ciklą mikroorganizmų veikla gali vykdyti mineralizaciją, nitrifikaciją, kurios rezultatas – nitratai.

Mokslinės priemonės nitratų šalinimui iš vandens

Yra keletas technologijų, taikomų nitratų mažinimui vandens šaltiniuose. Kiekviena turi privalumų ir trūkumų – pasirinkimas priklauso nuo nitratų koncentracijos, vandens tūrio, vartojimo pobūdžio (tik geriamajam vandeniui ar visuose namuose), infrastruktūros galimybių, finansinių sąnaudų.

Susipažinimui

MetodasPrincipas / kaip veikiaPrivalumaiTrūkumai / apribojimai
Atbulinė osmozė (RO)Vanduo priverstiniu būdu praleidžiamas per pusiau pralaidžią membraną, kuri sulaiko ištirpusius jonus (įskaitant nitratus) ir leisti tik vandens molekulėms.Galima pasiekti labai didelį nitrato pašalinimo lygį (dažnai 80–99 %) Tinka naudoti namuose taške (pvz., čiaupui) arba visam namui (jei įrengta atitinkama sistema).Brangesnis įrengti ir prižiūrėti; membranų keitimas; vandens perteklius (reject water) – kai kuriuose RO įrenginiuose efaktiškumas mažesnis; priklauso nuo vandens slėgio.
Jonų mainų technologija (ion exchange)Cheminė medžiaga (džioviklis, jonų mainų smėlis arba specializuota derva), kuri selektyviai sulaiko nitratų jonus, mainais išskiria kitus mažiau kenksmingus jonus (pvz., chlorido arba hidroksido).Gali efektyviai sumažinti nitratus, ypač kai koncentracija nėra labai aukšta; tinkama viso namo taikymui (point-of-entry įrenginių), mažesnės eksploatavimo sąnaudos palyginus su RO.Derva reikalauja regeneracijos (cheminių medžiagų, druskos tirpalų) – gali būti priežiūros problema; regeneracijos metu gali atsirasti šalutinių atliekų; mažiau efektyvu aukštų koncentracijų atveju.
DistiliacijaVanduo užvirinamas, garai kondensuojami; nitratai lieka likusioje versijoje (pelenų likučiuose).Veikia gana paprastai; beveik visiškai pašalina tirpias medžiagas, įskaitant nitratus.Energijos sąnaudos aukštos; lėtas procesas; distiliuojant prarandama mineralinė sudėtis; nepatogu riebiam vartojimui ar dideliems vandens kiekiams.
NanofiltracijaNaudoja membranas, kurios leidžia praleisti mažas molekules, bet atskiria ištirpusius jonus, leidžia sumažinti nitratus.Efektyvesnė nei kai kurie paprasti filtrai; mažesnės energijos sąnaudos nei kai kuriuose RO sprendimuose.Ne visada pašalins nitratus iki labai žemos koncentracijos; membranos gali užsikimšti; reikalinga periodinė priežiūra.
Adsorbcija / selektyvūs adsorbentaiNaudojami adsorbentai, turintys didelę afinitetą nitratų jonams; gali būti regeneruojami. Pavyzdys – funkcionalizuotos anglies su amionų grupėmis.Ekologiškesnis variantas; mažiau cheminio atliekų (jei regeneracija tvarkinga); gali būti tinkamas smulkiems vartotojams.Kapacitetas ribotas; regeneracija sudėtinga; efektyvumas priklauso nuo vandens sudėties (kitų jonų buvimas gali trukdyti); pradinis kaštas gali būti didesnis.
Biologiniai metodaiNaudojama mikroorganizmų populiacija anaerobinėse sąlygose, kurios redukuoja nitratus iki azoto dujų (denitrifikacija); arba augalai (fitoremediacija), kurie sugeria azotą.Ekologiškas ir ilgaamžis sprendimas; tinka dideliems vandens telkiniams ar natūralizuotoms sistemoms; mažesnės veiklos sąnaudos ilgu laikotarpiu.Reikalauja specialios infrastruktūros; reakcijų laikas – ilgesnis; kontroliuoti biologinę terpę sudėtinga; negali užtikrinti labai greito ir visiško pašalinimo, ypač norint pasiekti labai žemus nitratų lygius.

Praktinės rekomendacijos – ką gali padaryti Filtraivandeniui.lt ir gyventojai

Filtraivandeniui.lt gali labai prisidėti sprendžiant nitratų problemą keliais lygmenimis:

  • Vandens tyrimai ir monitoringas
    Reguliarus vandens šaltinių – šulinių, gręžinių – tyrimas nitratų lygiui. Filtraivandeniui.lt gali siūlyti tyrimo paslaugas, ne tik nustatyti NO₃⁻ koncentraciją, bet ir kitų galimų teršalų (nitritų, metalų) ribas.
  • Sprendimų parinkimas pagal koncentraciją
    Remiantis tyrimų duomenimis, Filtraivandeniui.lt gali rekomenduoti tinkamiausią filtravimo technologiją. Pavyzdžiui:
    • Nedidelis viršijimas – pakanka jonų mainų filtro ar adsorbcijos.
    • Aukštas viršijimas – rekomenduojamas RO – osmoso filtrai arba kombinacija RO + jonų mainų – vandens minkštinimo filtrai.
    • Vartotojai, kurie naudoja šulinį vandenį tik virtuvei / gėrimui, gali naudoti nedidelį POE (point-of-use) RO sistemą – pvz., čiaupo filtro modulį.
  • Filtravimo įrenginių kokybės ir priežiūros užtikrinimas
    Bet kuri sistema veikia tinkamai tik, kai tinkamai prižiūrima: keičiasi membranos, dervos regeneracija, nuplaunama (flush) sistema, stebima slėgio kritimas. Filtraivandeniui.lt gali siūlyti servisą, periodinę priežiūrą, konsultacijas.
  • Švietimas ir informavimas
    Informuoti gyventojus apie tai, kad vanduo, kuris atrodo skaidrus ir bekvapis, gali turėti nitratų virš normos. Filtraivandeniui.lt tinklalapyje, bloguose, seminaruose galima skelbti vadovus „kaip pasitikrinti vandenį“, „kokius filtrus pasirinkti“, „kaip apsaugoti šulinį nuo paviršiaus infiltracijos“.
  • Reguliavimas ir prevencija
    Skatinti geresnę trąšų tvarkymo praktiką, srutų laikymo saugos reikalavimus, padėti su infrastruktūra – kad srutos ar trąšos nenukristų tiesiai į gruntinį vandenį. Taip pat – rekomenduoti gruntinio vandens apsaugos zonas.

Sprendimai – konkretūs techniniai variantai

Atbulinės osmozės sistemos

  • Pasirinkti membraną, turinčią aukštą NO₃⁻ separavimo efektyvumą (plona plėvelė – TFC membrana yra vienas variantas).
  • Galima rinktis POE (point-of-entry) arba POE + viso namo sistemas. POE sistemoms reikia rezervuaro, slėgio tinklo.
  • Periodiškai keisti membranas, atlikti priežiūrą – užsikimšusios membranos mažina efektyvumą.

Jonų mainų filtrai

  • Reikia dervos, kuri yra specialiai skirta nitrato jonams (nitrate selective resins).
  • Regeneracija – derva turi būti regeneruota (dažnai naudojant natrio chlorido tirpalą arba kitus regeneracijos tirpalus).
  • Įvertinti, kiek nitrato yra vandens – jei labai aukštas, tokių filtrų talpa ir regeneracijos dažnumas turi būti atitinkamai parinkti.

Adsorbentai ir selektyvūs filtrai

  • Naudojamos medžiagos, kurios turi funkcionalines grupes su afinitetu nitratams – pvz., kvaterninės amonio grupės, specialios anglies struktūros.
  • Tokie filtrai gali būti integruoti į namų filtravimo sistemas kaip papildoma pakopa.
  • Regeneracija arba pakaitimai – svarbu stebėti, kada adsorbentas praranda efektyvumą.

Biologiniai ir ekotechnologiniai sprendimai

  • Denitrifikacijos reaktoriai: anaerobinės bakterijų kultūros, kurios redukuoja NO₃⁻ iki N₂ dujų. Tinka didesniems vandens kiekiams arba vietovėms, kur įmanoma įrengti tokias sistemas.
  • Fitoremediacija: augalai (pvz., tam tikros dumblių, vandens augalai, augalai prišliejantys prie vandens telkinių) gali įsisavinti azotą – tačiau tai yra lėtesnė, sezoninė priemonė.

Saugumo priemonės – Vandenyje nustatyti nitratai

  • Negalima galvoti, kad užvirinant vandenį nitratai pasišalina – priešingai, virinant vandens kiekis sumažėja, nitratai lieka, koncentracija gali net padidėti.
  • Patikros dažnumas: rekomenduojama testuoti vandenį bent kartą per metus, o jei šulinys yra arti gyvulių tvartų ar tręštos žemės – dažniau.
  • Vaikams, nėščioms moterims, asmenims su imuninės sistemos ar kvėpavimo takų ligomis – ypač svarbu užtikrinti vandens saugumą.

Išvados – Vandenyje nustatyti nitratai

Filtraivandeniui.lt gali atlikti esminį vaidmenį – teikti tyrimus, konsultacijas, instalacijas, instruktavimą vartotojams.

Nitratų problema mūsų šalyse – reali, ypač kaimo vietovėse, kur daug gyventojų vartoja vandenį iš šulinių, gręžinių.

Sveikatos pavojai, ypač vaikams ir imunologiniams jautriems asmenims, gali būti reikšmingi, jeigu vandens nitratų koncentracija viršija leistinas normas.

Geriausi sprendimai apima tinkamų filtravimo technologijų parinkimą – atbulinę osmozę, jonų mainų sistemas, adsorbcinius filtrus, taip pat prevenciją – gerą žemės ūkio praktiką, tinkamą atliekų ir srutų tvarkymą.

Filtraivandeniui.lt