تاثیر نیترات بر آب آشامیدنی و روش های حذف آن

با رشد جمعیت، کاهش بارش باران، افزایش آلودگی هوا و محیط‌ زیست، دسترسی به آب سالم روزبه‌روز کمتر و کمتر می‌شود. آب در واقع بهترین و خاص‌ترین نوشیدنی در جهان است و تاکنون هیچ جایگزینی برای آن پیدا نشده است. در آب آشامیدنی اگر آلودگی و آلاینده‌هایی وجود داشته باشد، ممکن است سلامت بدن و عملکرد دستگاه‌ها و اندام‌های بدن ما را چالش و نقصی اساسی مواجه کند.

بسیاری از مردم در خصوص آلاینده هایی که نمود و تاثیر آنی دارند مانند: طعم و بوی نامطبوع آب، تیرگی و کدورت آب، ذرات معلق در آب، سختی و سنگینی آب، رسوب گذری آب و … توجه نشان می دهند اما نسبت به آلاینده‌هایی نظیر نیترات که تاثیر آن حداقل ۱۵ سال بعد آشکار می گردد و به مراتب خطرناک‌تر است، بی‌توجه هستند.

یکی از خطرناک‌ترین آلاینده‌های آب آشامیدنی نیترات است. اما نیترات چیست و چه مضراتی دارد؟ در این مقاله تلاش می کنیم به بررسی نیترات در آب آشامیدنی و اثرات آن بر سلامتی انسان و راه‌های مقابله با آن بپردازیم.

نیترات چیست؟

نیترات Nitrate ترکیبی است که به طور طبیعی از آمیختن نیتروژن با اکسیژن یا اوزون ساخته می‌شود. نیتروژن برای تمامی موجودات زنده ضروری است؛ اما مقادیر زیاد نیترات در آب آشامیدنی می‌تواند اثرات زیانباری در پی داشته باشد. منشأ نیترات در آب‌های زیرزمینی از کودها، سیستم‌های سپتیک و عملیات ذخیره‌سازی یا پخش کمپوست است. نیترات‌های معدنی اولیه که آب آشامیدنی را آلوده می‌کنند، نیترات پتاسیم و نیترات آمونیوم هستند که هر دو به طور گسترده ای به عنوان کود در کشاورزی استفاده می شوند.

خاک توانایی نگهداری این ترکیب را در خود دارد؛ اما به مرور طی پدیده دیگری به نام نیتریفیکاسیون Nitrification بخشی از یون آمونیوم ابتدا به نیتریت {No} وسپس به نیترات تبدیل می شود لایه سطحی خاک قادر به حفظ و نگهداری این دو ترکیب نبوده و در نتیجه نیتریت و نیترات به آب های زیر زمینی راه می‌یابند.

از آن جایی که نیترات در آب به صورت محلول وجود دارد؛ روش‌های معمول تصفیه آب قادر به حذف آن نیستند از این‌ رو نیاز به آن دسته از روش‌های تصفیه پیشرفته است که قادر به کاهش آلاینده‌های محلول هستند.

مقدار مجاز نیترات در آب :

با توجه به مطالعات به عمل آمده توسط سازمان بهداشت جهانی در مورد نیترات، این سازمان حداکثر مجاز ۵۰ میلی گرم درلیتر (برحسب نیترات) را اعلام نموده است. استاندارد ملی ایران نیز حداکثر 10 میلی گرم در لیتر مقدار عنوان شده است.

سازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده حداکثر مجاز نیترات را ۱۰ میلی گرم در لیتر (برحسب نیتروژن) قرار داده که معادل با ۸۲۴۴میلی گرم در لیتر برحسب نیترات است.

بهتر است بدانید که در بطری های آب معدنی زمزم و آب آشامیدنی زممز نیترات در حد استاندارد و کمتر از 2 میلی گرم وجود دارد و با خیال راحت می‌توانید آب مورد نیاز خود را از تامین کنید.

مقدار نیترات در آب آشامیدنی زمزم

آب آشامیدنی زمزم از لحاظ نیترات کاملاً مطابق با استانداردهای ملی و بین‌المللی است و حتی میزان نیترات موجود در آن بسیار کمتر از حد مجاز است. طبق آزمایش‌های انجام شده، مقدار نیترات در آب آشامیدنی زمزم تنها ۲ میلی‌گرم در هر لیتر (بر حسب نیترات) است که نسبت به استاندارد حداکثری ۵۰ میلی‌گرم در لیتر فاصله زیادی دارد. بنابراین با اطمینان می‌توانید آب آشامیدنی زمزم را به عنوان منبع سالم و استاندارد برای مصرف روزانه‌ی خود انتخاب کنید.

عوارض و خطرات نیترات:

نیتریت حاصل از احیای نیترات معدنی وآلی پس از ورود به سیستم گردش خون آهن همو گلوبین را اکسید نموده و از ظرفیت II به ظرفیت III (متهموگلوبین) تبدیل می نماید. متهموگلوبین، تبدیل ظرفیت اکسیژن رسانی بسیارکمتری از هموگلوبین دارد و در نتیجه به بافت ها اکسیژن کافی نمی رسد بعداز مدتی رنگ پوست (در نا حیه دور چشم ودهان) تیره تر می‌شود که به آن سندرم کودک آبی می گویند.

این عارضه اولین نشانه مسمومیت با نیترات است و نوزادان زیر شش ماه آسیب‌پذیرترین گروه سنی دراین مورد هستند چرا که بدن نوزدان نمی‌تواند آنزیمی تولید کند که متهموگلوبین را به هموگلوبین تبدیل کند.

از دیگر علائم افزایش متهموگلوبین می توان به سردرد خواب آلودگی واشکال در تنفس اشاره نمود.

 اثرات سرطان‌ زایی نیترات در آب:  مطالعات انجام‌شده در کلمبیا نشان داده که رابطه معنی‌داری بین شیوع سرطان معده و غلظت نیترات در آب آشامیدنی برداشت‌شده از چاه‌ها وجود دارد. این‌طور به نظر می‌رسد که تشکیل ترکیبات نيتروژن اکسید بستگی به احیای نيترات به نيتريت، وجود پیش سازهاي لازم با غلظت کافی، عدم حضور ترکيباتي که مانع از سنتز ترکيبات نيتروزو اكسيد N-nitroso می‌شوند مانند ویتامین‌های E و C و درنهایت وجود منبع خارجی از نيتروزآمين ها دارد.

همچنین مطالعات دیگر در دانشگاه نبراسکان نشان داد که رابطه معنی داری بین غلظت نیترات آب و افزایش شیوع یک نوع سرطان به میزان دو برابر گردیده است.

عوامل افزایش نیترات در آب

نیترات اغلب در آب های آشامیدنی وجود داشته و دلیل آن فعالیت های انسانی مانند:

1. استفاده بیش از حد از کودهای شیمیایی مانند نیترات پتاسیم و نیترات آمونیوم
2. کامل نبودن سیستم سپتیک
3. دفع نامناسب زباله‌های صنعتی، فاضلاب انسانی و حیوانی

است.

نیترات می‌تواند از طریق منابع مختلفی وارد آب آشامیدنی شود. از جمله این منابع می‌توان به کودهای شیمیایی، فاضلاب کشاورزی، فاضلاب انسانی و صنعتی، و رواناب‌های ناشی از جنگل‌زدایی اشاره کرد.

هزینه بالای تصفیه نیترات: روش‌های مختلفی برای کاهش نیترات در آب آشامیدنی وجود دارد. با این حال، بسیاری از این روش‌ها هزینه‌بر هستند و برای استفاده در مقیاس بزرگ مناسب نیستند.

روش های حذف نیترات در آب آشامیدنی:

از آنجا که یون نیترات بسیار پایدار است حذف آن به صورت روش های تصفیه ای معمولی مانند انعقاد، جذب و...انجام نمی‌شود.

فرآیندهای تخصصی مانند استفاده از کاتالیزور در دما و فشار بالا و نیز استفاده از مواد شیمیایی جهت تصفیه آب آشامیدنی

ممکن است استفاده شود. سایر روش‌ها برای حذف نیترات از آب شامل موارد زیر است:

1. روش تبادل یونی با استفاده از رزین‌های قوی
2. ‌ اسمز معکوس
3. الکترو‌دیالیز و یا الکترو‌دیالیز معکوس
4. حذف بیولوژیکی نیترات با استفاده از متانول یا اتانول.
5. روش های شیمیایی

روش تبادل یونی:

رزین‌های آنیونی قوی سبب تغییر آرایش آب و نمک زدایی و همچنین حذف نیترات از آب می‌شوند. سولفات نیز به طور انتخابی جهت حذف نیترات می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از سولفات سبب تغییر در pH شده و از طرفی از نمک طعام نیز جهت احیاء رزین های تبادل یون استفاده می‌شود.
نکته : از فرآیند تبادل یون برای حذف نیترات از آب‌های زیر زمینی استفاده می‌شود و در آب‌های سطحی که در آن‌ها مواد آلی و مواد معلق وجود دارند ، نیترات ها با رزین های تبادل یونی از بین نمی‌روند.

روش اس‎مز معکوس:

یکی از مؤثرترین و پرکاربردترین روش‌ها برای حذف نیترات از آب است. دستگاه‌های اسمز معکوس با استفاده از یک ممبران نیمه‌تراوا، ذرات نیترات، فلزات سنگین و سایر آلاینده‌ها را تا حد زیادی حذف می‌کنند.

در این روش، از غشاهای نیمه‌تراوا استفاده می‌شود. این غشاها دارای منافذ بسیار ریز هستند که فقط مولکول‌های آب می‌توانند از آنها عبور کنند. یون‌های نیترات به دلیل اندازه بزرگ‌تر نمی‌توانند از غشا عبور کنند و در نتیجه از آب حذف می‌شوند. اسمز معکوس یک روش بسیار کارآمد برای حذف نیترات از آب آشامیدنی است؛ با این حال، این روش نیز می‌تواند گران باشد و نیاز به نگهداری و تعویض منظم غشاها دارد.

الکترودیالیز معکوس

فرآیند الکترودیالیز (EDR)، یک نوع هدایت الکتریکی است که با استفاده از ولتاژ و از طریق غشاهای نیمه تراوا یون‌ها را عبور داده و سبب کاهش سختی آب و حذف نیترات می‌شود. این فرآیند به طور متناوب تکرار شده و انتقال در یک میدان با ولتاژ مستقیم (DC) انجام می‌شود.

این فرآیند شامل عبور آند از بین غشای کاتدی و عبور کاتد از بین غشای آندی است. بدین صورت سختی آب کاهش پیدا کرده و آب در سمتی که غلظت کمتری دارد جمع آوری می‌شود. استفاده از روش الکترودیالیز در حذف نیترات از آب نیز انجام شده و اگرچه این روش در مقایسه با سایر روش‌ها کمی پیچیده تر بوده اما از نظر اقتصادی نسبت به روش اسمز معکوس مقرون به صرفه تر است.

حذف بیولوژیکی نیترات با استفاده از متانول یا اتانول:

همان طور که در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب از میکروارگانیسم ها برای از بین بردن مواد آلی و غیر آلی استفاده میشود، برای کاهش مقدار نیترات نیز می توان این شیوه را به کار برد. این روش ها بیشتر برای محیط های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته و نیترات موجود در آب توسط باکتری های مختلف در نهایت به نیتروژن تبدیل میشود.

یکی از روش های نوین بیولوژیکی برای از بین بردن نیترات موجود در آب، استفاده از باکتری های اتوتروفیک می باشد که در دو دسته کلی تقسیم میشوند و برخی آنها بر پایه هیدوژن بوده و گروه دیگر سولفور می باشند. با استفاده از این روش بیولوژیکی می توان به کمک لجن نیترات های موجود در آب های زیر زمینی را با قیمت کم و سرعت زیاد کاهش داد. از مهم ترین ویژگی های حذف نیترات به روش های بیولوژیکی می توان به حفظ کیفیت آب اشاره نمود.

روش‌های شیمیایی

در این روش‌ها، از مواد شیمیایی برای تبدیل نیترات به ترکیبات غیر سمی استفاده می‌شود. یکی از روش‌های شیمیایی رایج، استفاده از کلر برای تبدیل نیترات به نیتریت است. نیتریت سپس با کلر واکنش داده و به کلرامین تبدیل می‌شود که یک ترکیب غیر سمی است.  این روش ها که بیشتر برای محیط های صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد، نیاز به تجهیزات زیادی نداشته و مدیریت آسان بوده و خروجی آب های تصفیه شده به این روش قابلیت اعتماد خوبی دارند.

مزایا و معایب روش های مختلف حذف نیترات:

اسمز معکوس

مزایا:

• بسیار موثر. حذف بیش از ۹۰٪ نیترات،
• تصفیه عالی آب
• مناسب برای استفاده در سیستم‌های خانگی و صنعتی

معایب:

• کاهش میزان مواد معدنی مفید در آب
• مصرف زیاد انرژی و آب در فرآیند تصفیه

تبادل یونی

مزایا:

• کارآمد و سریع
• مناسب برای استفاده در خانه‌ها و سیستم‌های تصفیه آب کوچک
• نصب آسان

معایب:

• نیاز به تعویض منظم فیلترها
• ممکن است هزینه‌بر باشد

تقطیر

مزایا:

• خلوص بالا، حذف کامل آلاینده‌ها

معایب:

• مصرف انرژی بالا، هزینه زیاد، سرعت پایین

حذف بیولوژیکی:

مزایا:

• کارآمد و پایدار
• روشی طبیعی و کم‌هزینه
• مناسب برای مقیاس‌های بزرگ و دوست دار محیط زیست

معایب:

• نیاز به شرایط خاص برای فعالیت میکروارگانیسم‌ها
• زمان‌بر بودن فرآیند و نامناسب برای مصارف خانگی

کلام آخر:

حذف نیترات از آب آشامیدنی، برای اطمینان از سلامتی انسان ضروری است. روش‌های مختلفی برای این کار وجود دارند و انتخاب روش مناسب برای حذف نیترات از آب به عوامل مختلفی بستگی دارد؛ از جمله مقدار نیترات موجود در آب، میزان مصرف آب، بودجه و ملاحظات زیست‌محیطی.

اما خود شما هم بسته به میزان آلودگی آب منطقه زندگی، نیازهای خاص و شرایط مالی خود می‌توانید انتخاب کنید: از دستگاه‌های اسمز معکوس گرفته تا فیلترهای کربن فعال، هر یک می‌توانند به طور مؤثر نیترات را از آب حذف کنند. انتخاب روش مناسب با توجه به شرایط خود می‌تواند به شما کمک کند تا آب آشامیدنی سالم و ایمن‌تری داشته باشید.

در این میان، آب آشامیدنی زمزم با داشتن میزان نیترات بسیار پایین‌تر از حد مجاز و مطابق با استانداردهای ملی و جهانی، گزینه‌ای مطمئن برای تأمین آب سالم خانواده شماست. با انتخاب آب آشامیدنی زمزم، دیگر نیازی به نگرانی در مورد میزان نیترات و سلامت آب مصرفی خود نخواهید داشت.

سوالات متداول:

نیترات چیست و چگونه وارد آب اشامیدنی میشود؟

نیترات ترکیبی از نیتروژن و اکسیژن است که عمدتا از طریق کود های شیمیایی، فضولات حیوانی و فاضلاب انسانی به منابع اب زیر زمینی وسطحی نفوذ می‌کند.

حد مجاز نیترات در آب آشامیدنی چقدر است؟

طبق استاندارد سازمان بهداشت جهانی حداکثر مقدار مجاز نیترات در آب آشامیدنی 50 میلی گرم در لیتر است.

نیترات چه تاثیری بر سلامت انسان دارد؟

مصرف زیاد نیترات به ویژه برای نوزادان و زنان باردار خطرناک است.یکی از بیماری های رایج ناشی از آن (سندرم کودک آبی) است,که باعث کاهش اکسیژن در خون نوزادان می‌شود.

میزان نیترات آب آشامیدنی زمزم چقدر است؟

مقدار نیترات در آب آشامیدنی زمزم تنها ۲ میلی‌گرم در هر لیتر (بر حسب نیترات) می‌باشد که نسبت به استاندارد حداکثری ۵۰ میلی‌گرم در لیتر فاصله زیادی دارد. میزان نیترات موجود در آب آشامیدنی زمزم بسیار کمتر از حد مجاز اعلام شده توسط سازمان بهداشت جهانی و سازمان محیط‌ زیست است.بنابراین با اطمینان می‌توانید آب آشامیدنی زمزم را به عنوان منبع سالم و استاندارد برای مصرف روزانه‌ی خود انتخاب کنید.

بهترین روش حذف نیترات در منزل کدام است؟

بدون تردید، سیستم اسمز معکوس (RO) به‌عنوان یک روش مؤثر، قابل اطمینان و در دسترس، گزینه‌ای ایده‌آل برای مصارف خانگی است. ترکیب این سیستم با فیلترهای کربنی و مینرال، نه تنها نیترات را حذف می‌کند بلکه کیفیت و طعم آب را به‌طور چشمگیری بهبود می‌دهد.

#لینک کوتاه