Azotany w wodzie pitnej zagrożeniem dla zdrowia

Temat azotanów jako powszechnego zanieczyszczenia wody dotyka przede wszystkim właścicieli ujęć studziennych, zwłaszcza w lokalizacjach aktywnie uczestniczących w rozwoju przemysłu rolniczego. Jony HNO3, powszechnie zwane azotanami, nie stanowią bezpośredniego zagrożenia dla życia osoby dorosłej, spożywane regularnie mogą jednak prowadzić do powstawania azotynów, a w efekcie do poważnych komplikacji zdrowotnych.

Azotany i azotyny - skąd się biorą?

Azotany w wodzie studziennej pojawiają się najczęściej na terenach rolniczych, cechujących się dużą gęstością pól uprawnych. Ich nadmiar wywołany jest powszechnym stosowaniem nawozów azotowych, np. sztucznych nawozów na bazie amoniaku. Powodem znacznych złogów amoniaku i soli amonowych w wodzie równie często okazuje się nieszczelna instalacja szamba. Azotyny stanowią produkt uboczny procesu nitryfikacji, polegającego na utlenianiu amoniaku i soli amonowych do azotanów.

Azotany w wodzie pitnej - poważne zagrożenie dla zdrowia

Spożywane wraz z wodą pitną, warzywami, owocami i mięsem azotany odkładane są w organizmie, w którym następnie przekształcane są w azotyny – substancje o ponad sześciokrotnie bardziej szkodliwym działaniu. Ich nadmiar skutkować może poważnym uszkodzeniem barwnika hemoglobiny, powodującym stan niedotlenienia krwi. Z tego powodu azotyny są szczególnie groźne dla noworodków – zaburzony transport tlenu w układzie krwionośnym dziecka prowadzi do rozwoju sinicy. Największe zagrożenie dla ludzkiego zdrowia stanowi grupa nitrozoamin, będących produktem pochodnym azotanów i azotynów, powstających przede wszystkim w procesie podgrzewania żywności lub wody zawierającej znaczne ilości związków azotu. Uważa się, że substancje te mają silne właściwości kancerogenne i zwiększają ryzyko rozwoju nowotworu żołądka.

Metody usuwania azotanów

W przypadku zanieczyszczenia azotanami, wyróżniamy trzy podstawowe metody obniżania ich stężenia w wodzie pitnej: metodę fizyczną, chemiczną i biologiczną. Do grona metod fizycznych zalicza się przede wszystkim systemy odwróconej osmozy, stanowiące niezwykle skuteczne rozwiązanie w walce z wysokim stężeniem azotanów w wodzie pitnej. Metody chemiczne oparte są przede wszystkim na zastosowaniu wysoce selektywnych złóż żywicy jonowymiennej, pozwalających wymienić szkodliwe jony azotanów na jony chlorków. Redukcja stężenia azotanów za pomocą metod biologicznych skupiona jest wokół procesu denitryfikacji częściowej i całkowitej i polecana jest przede wszystkim w ramach dużych inwestycji.

Odwrócona osmoza

Najczęściej wybieranym rozwiązaniem w przypadku nadmiaru azotanów w wodzie jest system odwróconej osmozy. Cechuje się najwyższą skutecznością w usuwaniu szkodliwych substancji, pozbawiając wodę aż 85-90% związków chemicznych. Dodatkową zaletą odwróconej osmozy jest uniwersalne zastosowane, pozwalające jednocześnie na usunięcie wszystkich powszechnie występujących rodzajów zanieczyszczenia.

Wymiana jonowa

Proces polegający na wymianie ruchomych jonów pomiędzy roztworem wodnym a jonitem nazywany jest wymianą jonową. To skuteczna metoda usuwania substancji rozpuszczonych (w tym azotanów) z wody. Do procesu wymiany jonowej najczęściej wykorzystuje się zbiorniki ciśnieniowe, a urządzenia odpowiedzialne za usuwanie nadmiernego stężenia azotanów działają na tej samej zasadzie, co zmiękczacze wody.

Redukcja azotanów metodą denitryfikacji

Proces denitryfikacji polega na redukcji nieorganicznych form azotu (azotanów) do azotynów (denitryfikacja częściowa) lub azotu atmosferycznego (denitryfikacja całkowita). Do prawidłowego przebiegu procesu denitryfikacji niezbędne jest odpowiednie stężenie związków organicznych i fosforanów, najczęściej niewystępujących w wodzie naturalnie. W ramach procesu denitryfikacji podniesione zostaje pH wody, obniża się natomiast stężenie związków organicznych i fosforanów, a także potencjał redox.