Очистка воды от нитратов: анализ и методы

О чем речь? Очистка воды от нитратов нужна, даже если она выглядит прозрачной, не имеет запаха и на вкус почти не отличается от бутилированной. Именно это обманчивое спокойствие заставляет миллионы людей игнорировать главную опасность современного водопровода.

Что учесть? В отличие от ржавчины или хлора, которые видны невооруженным глазом или чувствуются сразу, нитраты проникают в организм незаметно. Они не красят воду, не дают горечи и не оставляют налета на чайнике. Но внутри тела эти «невидимки» превращаются в нитриты, блокируют гемоглобин и вызывают кислородное голодание.

Что такое нитраты и нитриты в воде

Нитраты (соли азотной кислоты, NO₃⁻) и нитриты (соли азотистой кислоты, NO₂⁻) относятся к формам азотных соединений, содержащихся в окружающей среде как следствие распада естественного азотного цикла и антропогенной активности. Нитрит-ион – переходный этап окисления аммонийного азота до нитратов или восстановления нитратов. Антропогенными первоисточниками попадания данных соединений в подземные воды считаются:

• Применение азотных удобрений в сельском хозяйстве.
• Промышленные сточные воды.
• Коммунально-бытовые стоки, главным образом из уличных туалетов и выгребных ям.
• Метеорологические осадки в регионах с высоки уровнем загрязнения воздуха оксидами азота.

Существует официально закрепленные нормы содержания нитратов и нитритов в воде:

• Российские стандарты (СанПиН 2.1.4.1074-01): нитраты (NO₃⁻) – не выше 45 мг/л; нитриты (NO₂⁻) – не выше 3,0 мг/л.
• Международные показатели (ВОЗ): нитраты (NO₃⁻) – не выше 50 мг/л; нитриты (NO₂⁻) – не выше 0,5 мг/л. Нормы ВОЗ по нитритам строже в шесть раз, чем российские. На это повлиял современный анализ токсичности данных элементов.
• Для детского питания. В составе воды для приготовления детских смесей должно быть не больше 10–15 мг/л нитратов и не более 0,1 мг/л нитритов.

Вред нитратов в воде для человека

Очистка воды от нитратов обязательна, так как химические элементы в процессе взаимодействия с гемоглобином крови формируют метгемоглобин. Как следствие кровяные клетки утрачивают возможность транспортировать кислород. В случаях, когда metHB превышает 12 % от совокупного количества HB, у человека после употребления такой жидкости ухудшается общее состояние, появляются усталость, слабость.

Фото: freepik / magnific.com

Нехватка кислорода провоцирует головные боли, головокружения. В некоторых случаях человек даже может потерять сознание. Также метгемоглобин блокирует проходимость сосудов микроциркуляторного русла, становится причиной гипоксии на клеточном уровне. В случаях, когда концентрация в крови повышается до уровня 50-60 %, возможен летальный исход.

• Большое количество нитратов в воде приводит к нарушению функции желудочно-кишечного тракта, пищевым отравлениям.
• Хроническое отравление данными химическими элементами может спровоцировать рак желудка или поджелудочной железы.
• Нитраты не могут вступать в реакцию с йодом соли азотной кислоты, в результате чего у человека может появиться гипертиреоз.

Симптомы отравления нитратами —тошнота, рвота, анемичность, изменение цвета кожи, жидкий стул с кровавыми вкраплениями. Большое количество нитратов в воде для беременных женщин, людей с хроническими патологиями сердечно-сосудистой, пищеварительной систем, органов дыхания, а также для грудничков очень опасно.

Если давать нефильтрованную и некипяченую воду домашним питомцам, они также могут отравиться нитритами. Главный признак патологического состояния – непрекращающаяся одышка.

Бытовая техника и коммуникационные системы постепенно разрушаются под влиянием азота.

Анализ воды на содержание нитратов

Невооруженным глазом наличие нитратов в воде не заметить. На первый взгляд жидкость может показаться чистой и прозрачной, даже абсолютно нейтральной на вкус. Однако опасные элементы со временем накапливаются и отравляют организм. Результат их воздействия будет заметен со временем, когда уже ничем не помочь.

Следовательно, очень важно знать химический состав жидкости, которую вы употребляете. В домашних условиях это сделать невозможно – нужны специальные реагенты и оборудование. Поэтому без лабораторных исследований не обойтись.

В целом можно найти специальные тесты на нитраты в скважине (полоски похожие на лакмусовые полоски или электронные приборы). Но эти методы не всегда на 100 % точные. Поэтому определить количество нитратов в питьевой воде из скважины лучше все же в лаборатории.

Способы очистки воды от нитратов

Существуют различные способы очистки воды от нитратов и нитритов, которые являются физико-химическими. Самые популярные и рабочие методы, которые используются в быту – ионный обмен и обратный осмос.

Ионообменная фильтрация

Здесь используют специальные анионообменные смолы, селективные к нитрат-ионам. Вода проходит через слой такой смолы, где осуществляется замена нитрат-ионов (NO₃⁻) на безопасные хлорид-ионы (Cl⁻) или бикарбонат-ионы (HCO₃⁻), которыми заряжена смола.

Процесс обмена: R-Cl + NO₃⁻ → R-NO₃ + Cl⁻ (где R – матрица смолы)

Плюсы такого способа:

• Высокая селективность и эффективность удаления именно нитратов.
• Большая эффективность систем.
• Потенциал автоматизации процесса регенерации.

Минусы:

• Потребность в регулярной регенерации смолы раствором поваренной соли (NaCl) или хлорида калия (KCl), что провоцирует сброс концентрированного солевого раствора в дренаж.
• Повышение количества хлоридов или бикарбонатов в очищенной воде.
• Смола через определенный период утрачивает свои свойства и нуждается в замене.
• Вероятность попадания нитратов в воду при утрате обменной емкости смолы.
• Способ не поможет избавиться от иных типов загрязнений (органики, солей жесткости, бактерий).
• Возможное накопление с дальнейшим выбросом нитритов при неграмотном использовании смол. Процесс может запуститься также, если брать некачественную смолу.

Читайте также!

Осветление воды: необходимость и методы

Подробнее

Ионообменные установки используют для очистки воды от нитратов из скважины в загородном доме. Обратите внимание только на сертифицированные анионообменные смолы пищевого класса.

Обратный осмос

Обратный осмос – мембранный процесс (вода под давлением пропускается через полупроницаемую мембрану). Поры этой мембраны достаточно мелкие (около 0.0001 мкм). В результате через нее проходят только молекулы воды, оставляя 98 % всех растворенных примесей, в которые входят нитриты, соли жесткости, нитраты, тяжелые металлы, бактерии и вирусы.

Плюсы обратного осмоса:

• Мощная фильтрация от большого количества загрязнителей, в том числе нитратов и нитритов.
• Неизменный объем очищенной воды, невзирая на колебания состава исходной жидкости (в определенных рамках).
• Отсутствие химических элементов для регенерации (только регулярная смена картриджей и мембраны).

Минусы:

• Невысокая продуктивность (касается бытовых моделей).
• Появление концентрата (дренажной воды), отправляющейся в канализацию (на литр очищенной жидкости понадобится 4-5 литров концентрата).
• Повышенное внимание к предварительной очистке воды (очищение от железа, хлора, механических элементов) для увеличения срока службы мембраны.
• Очищение воды не только от опасных, но и от полезных примесей (необходимо оборудование минерализатора для восстановления солевого баланса питьевой воды).
• Потребность в хорошем давлении в водопроводе (как правило не ниже 3 атмосфер) или оснащение насосом повышения давления.

Система обратного осмоса обычно закрепляется «под мойку» для сбора питьевой воды высокого качества.

Читайте также!

Мутная вода из скважины: причины и решение проблемы

Подробнее

Ниже представлена сравнительная таблица способов очищения от нитратов

Электродиализ, дистилляция

Весьма затратный способ очистки воды от нитратов. Основан на применении электрического поля и ионоселективных мембран для разделения солей, в том числе нитратов. Дистилляция – процесс испарении воды с дальнейшей конденсацией пара. При этом примеси остаются в исходном объеме. И один и второй способ проявили свою состоятельность, но по причине высокой цены на оборудование и энергопотребления их нечасто задействуют для очищения воды в домашних скважинах.

Часто задаваемые вопросы об очистке воды от нитратов

Возможно ли избавиться от нитратов посредством стандартного фильтра или с помощью кипячения?

Кипячение не только не поможет в этом вопросе, а даже может навредить, повышая концентрацию нитратов из-за испарения жидкости. Обычные угольные фильтры и механические системы очищения не уберут нитраты, потому что это растворенные ионы. 

Как правильно подобрать систему очистки?

Все зависит от концентрации нитратов, общего химического состава воды и производительности системы. 

Нуждается ли система очистки в профилактике?

Насколько часто надо обслуживать систему, зависит от качества исходной воды и регулярности использования. Мембраны обратного осмоса прослужат верой и правдой намного дольше, если вовремя менять фильтры предварительной очистки. Если содержание нитратов в воде больше 50 мг/л срок, службы ее снижается на 20–30 %. Специалисты при этом советуют производить замену каждые 1,5–2 года вместо 2–3 лет.

Выбор методов очистки воды от нитратов из скважины в домашних условиях зависит от множества факторов. В первую очередь важно учитывать концентрацию нитратов. Обратный осмос и ионообменные системы позволяют очистить воду от нитратов и привести ее в соответствие с санитарными нормами. Постоянный контроль качества воды и регулярное обслуживание системы очистки позволят гарантировать безопасность питьевой воды и не опасаться за свое здоровье.

Источник изображения на шапке: freepik / magnific.com

Автор Волчкова Мария Бренд менеджер

Понравилась статья? Поделитесь: