Дом  ->  Семья  | Автор: | Добавлено: 2015-03-23

Нитраты и природные воды

В последнее время наблюдается кризис во взаимоотношениях природы и человека. Разрушение озонового слоя, кислотные дожди, радиоактивное загрязнение, изменение климата – это угрожающее воздействие общества, на окружающую среду. В России в каждом регионе существуют экологические проблемы.

Вода является основным компонентом жизни человека. Примерно 70-80% всех имеющихся заболеваний вызваны загрязнённой питьевой водой. Такая вода сокращает жизнь человека на 30%.

Исследования США, России установили, что нитраты и нитриты вызывают у человека метгемоглабию (кислородное голодание), рак желудка, отрицательно влияют на сердечно - сосудистую систему, на развитие эмбриона.

К группе повышенной опасности поражения организма нитратными соединениями кроме детей относятся также лица, страдающие заболеваниями сердечнососудистой и дыхательной систем, беременные женщины, пожилые люди, у которых и без воздействия солей азотной или азотистой кислоты наблюдается недостаточная обеспеченность кислородом органов и тканей.

При остром отравлении нитраты вызывают у человека метгемоглобинемию различной тяжести, вплоть до смертельного исхода; при хроническом отравлении — рак желудка, изменение функций центральной нервной системы и сердечной деятельности. К избытку нитратов в воде и пище наиболее чувствительны дети, особенно первого года жизни.

Так как вода прямым образом влияет на здоровье человека, то нас заинтересовали следующие вопросы:

Что за вода течёт из нашего крана? Какое содержание нитратов в ней? Насколько безопасно её пить? В нашем городе в водопровод подаётся вода из реки Обь. В районах области – из рек и скважин.

Из выше сказанного вытекает цель нашей работы.

Нитраты и природные воды

Как попадают нитраты в воду

Количество нитратов в природных водах определяется взаимодействием комплекса факторов (биологические, гидрохимические, геоморфологические, климатические, физика – химические свойства почв водосборной территории). Содержание нитратов в поверхностных и грунтовых водах существенно меняется в зависимости от вида деятельности человека. Большое количество нитратов содержится в коллекторных и дренажных водах, дренирующих сельскохозяйственные территории, на которых применяются азотные удобрения и навоз. Концентрация нитратов в этих водах может превышать 120 мг/л. В естественных (природных) условиях количество их не превышает 9 мг/л. Существенному повышению количества нитратов в природных водах способствуют азотные удобрения.

Грунтовые воды содержат, как правило, меньше нитратов, чем поверхностные, поскольку почва служит своего рода «фильтром» по пути передвижения нитратного азота. Чем глубже залегают грунтовые воды, тем меньше содержится в них нитратов.

При пользовании водой с высоким уровнем нитратов необходим комплекс мер по его снижению. Особенно это важно для родильных домов, детских садов, яслей, детских больниц.

Допустимый уровень нитратов в воде

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) установила предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов и нитритов в организме человека. Суточная допустимая доза составляет 3,7 мг нитратов (NO3-), а нитритов (NO2-) -0,2 мг на 1кг массы тела. Это означает, что человек массой 70 кг может без опасности для своего организма потреблять до 250 мг нитратов в сутки (в пересчете на нитрат натрия – 350 мг) и нитритов – до 14 мг в сутки.

Относительно легко организм человека справляется с дневной дозой нитратов, равной 15-200 мг, а предельно допустимая доза равна 500 мг. Для взрослого человека токсичной дозой становится 600 мг, 10 мг нитратов будет достаточно для отравления грудного ребёнка.

Допустимая среднесуточная доза нитратов в РФ составляет 350мг, но в весеннее время она поднимается до 500-700 мг на сутки.

Но нитраты поступают в организм не только с водой. Определенное количество их попадает с овощами, лекарственными препаратами, при курении табака.

Доказано, что влияние нитрат – ионов растворенных в воде в четыре раза сильнее, чем в пище. В воде они присутствуют в чистом виде, а не связанные как в растениях, поэтому опаснее для организма.

По ГОСТУ 287482 ПДК концентрация нитратов в воде – 45 мг/л, при среднем количестве потребления воды – 2 л в сутки.

1. 3 Влияние нитратов на организм человека.

Нитраты – это соли азотной кислоты, которые накапливаются в продуктах и воде, при избыточном содержании в почве азотных удобрений. Нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных.

Нитраты, превратившись в желудочно-кишечном тракте в нитриты, попадают в кровь и окисляют двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное. При этом образуется метгемоглобин, не способный переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье.

Выявлены два способа окисления гемоглобина HbFe 2+.

При прямом окислении роль окислителя играют нитрит – ионы:

3 HbFe 2+ + 2NO2- - 4H+ =3 HbFe 3+ + 2NH3 +4 H2O

При косвенном окислении гемоглобина сначала нитриты окисляются до нитратов с образованием пероксида водорода, затем последний вступает в реакцию с железом гемоглобина:

NO2 - + O2 + H2O = NO3- + H2O2

HbFe 2+ + 2 H2O2 + 4H+ = HbFe 3+ +4 H2O

Угрозой для жизни является накопление в крови 20% и более метгемоглобина (HbFe 3+).

Наибольшая опасность повышенного содержания нитратов в организме заключается в способности нитрит – иона участвовать в реакции нитрозирования аминов и амидов, в результате которой образуются нитрозосоединения, обладающие канцерогенным и мутагенным действием.

У взрослых людей гемоглобин восстанавливается в нормальный относительно быстро. Но у маленьких детей (чем меньше, тем ярче это проявляется) снижен синтез веществ, которые отвечают за восстановление гемоглобина. Поэтому дети страдают, намного больше.

В Англии, в г. Уорксопе, врачи считают причиной высокой заболеваемости раком большое количество нитратов в питьевой воде—90 мг в литре. Контрольная группа (404 чел. ) употребляла воду с содержанием нитратов до 5 мг/л.

Вторая группа (390 чел. ) — с содержанием нитратов 90 мг/л. Третья группа (326 чел. ) — с содержанием нитратов от 288 до 480 мг/л. Было выявлено, что у детей, пьющих воду с высоким содержанием нитратов, наблюдается тенденция к увеличению роста и массы при уменьшении окружности грудной клетки, мышечной силы кистей рук и жизненной емкости легких. (То есть дети, как и растения, ускоренно набирали вес).

Оценка физического развития мальчиков 5 лет показала, что питьевая вода с повышенным содержанием нитратов вызывает незначительное увеличение роста и ухудшенное физическое развитие у них. В возрасте 6 лет количество детей с ухудшенным и плохим физическим развитием возрастает. У девочек эти процессы протекают менее заметно: лишь в возрасте 6 лет отмечена тенденция к росту веса с ухудшенным физическим развитием.

Нитраты снижают содержание в пище витаминов, входящих в состав многих ферментов, стимулирующих действие гормонов, а через них влияющих на все виды обмена веществ.

При длительном поступлении нитратов в организм человека в нем уменьшается количество йода, что приводит к нарушению функций щитовидной железы.

Нитраты способны вызвать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается артериальное давление

1. 4 Признаки отравления

Признаки отравления появляются через 1-6 часов после поступления нитратов в организм. Острое отравление начинается с тошноты, рвоты, поноса. Снижается артериальное давление. Дыхание учащается. Появляются головная боль, шум в ушах, слабость, судороги мышц лица, отсутствие координации движений, потеря сознания, кома.

При содержании метгемоглобина в крови около 15% появляется вялость, сонливость, при содержании более 50% наступает смерть, похожая на смерть от удушья.

Как помочь человеку, который отравился нитратами? Витамин С, зелёный чай, кислые продукты, витаминный комплекс.

1. 5. Как очистить воду от нитратов?

Очистка воды от нитратов обычно осуществляется на нитрат - селективных смолах (аналог фильтров умягчении, но только с промывкой кислотой, а не солью) или фильтрами с обратным осмосом. Для дачи можно очищать воду только для питьевых целей, а поливать цветы такой водой будет даже полезно.

2. Исследовательская работа.

2. 1 Нужно ли делать анализ воды на нитраты?

Если у вас скважина глубиной 120 метров, то анализ на нитраты Вам не нужен. Особенно актуален анализ на нитраты для воды из поверхностных источников и колодцев. И хотя предельно допустимая норма содержания нитратов в воде 45 мг/л, а например, в петрушке 150 мг/кг. Но вы никогда не съедите 1 кг петрушки, а воду Вы пьёте очень много и постоянно.

2. 2 Эксперимент

Методика определения нитрат – ионов в воде.

Реактивы.

1. Основной стандартный раствор KNO3, содержащий 0,1 мг/мл NO3- (растворяем азотнокислый калий марки х. ч. , высушенный при 1100 до постоянной массы, в дистиллированной воде).

2. Рабочий стандартный раствор KNO3 (10 мл основного раствора помещаем в мерную колбу на 100 мл и приливаем дистиллированную воду, доведя мениск до метки).

3. 0,1% - ный раствор салициловокислого натрия.

4. Концентрированная серная кислота (98%).

5. Гидроксид натрия (10 н раствор).

6. Вода дистиллированная.

Посуда и оборудование: колба мерная, (1 л),

1. Чашки фарфоровые выпарительные,

2. Цилиндры мерные (50 мл), пипетки (10 мл), пробирки (10 мл),

3. Электрическая плитка, сушильный шкаф.

Ход эксперимента.

В пробирки на 10 мл отбираем 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0 и 10 мл рабочего стандартного раствора азотнокислого калия (1 мл – 0,01 мг NO3) и доводим дистиллированной водой до 10 мл. Содержание NO3- в растворах соответственно будет равно 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0: 10 мг/дм3.

Затем растворы переносим в фарфоровые чашки, соответственно пометив их карандашом по стеклу.

Прибавляем в каждую из них по 1 мл раствора салициловокислого натрия, используя пипетку, и выпариваем на электрической плитке досуха.

Одновременно со стандартными растворами исследуем и наши пробы, 10 мл исследуемой воды помещаем в фарфоровую чашку, также прибавляем 1 мл раствора салициловокислого натрия и выпариваем вместе со стандартными растворами для концентрирования нитратов. После охлаждения к сухому остатку приливаем 1 мл H2SO4 и тщательно растираем стеклянной палочкой для равномерного течения реакции. Образовавшиеся растворы переносим в мерные цилиндры (на 50 мл), споласкивая фарфоровые чашки несколькими порциями дистиллированной воды. Затем во все цилиндры добавляем по 7 мл 10 н раствора щелочи для проявления окраски. Доводим объем раствора в каждом цилиндре до 50 мл, приливая дистиллированную воду. Сравниваем окраску раствора пробы анализируемой воды со стандартными растворами в цилиндрах. Если окраска нашей пробы будет совпадать с окраской стандартного раствора, в котором находится 0,5 мг/дм3 NO3, то это значит, что исследуемая проба содержит 0,5 мг/дм3 NO3.

Окраска может быть и промежуточной: от 0,5 до 1 мг/дм3, тогда для установления точной концентрации можно взять соответствующие калибровочные числа объемов рабочего стандартного раствора в пределах от 0,5 до 1 мл: 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 мл.

Исследуемая нами питьевая вода не превышает предельно – допустимую норму содержания нитрат – ионов, следовательно, вода по содержанию нитрат – ионов невредна для здоровья.

3. Вода в Новосибирске

Самой лучшей в России по праву считается вода, которую производит для новосибирцев «Горводоканал».

По всем 56 показателям, по которым контролирует воду лабораторная служба «Горводоканала», качество нашей питьевой воды не просто соответствует требуемым нормам. Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ — на уровне или ниже рекомендованных проектом технического регламента и действующих санитарных правил и норм, европейских стандартов и стандартов США, нормативов, установленных Всемирной организацией здравоохранения.

Например, предельный норматив по фенолу — 0,25 мг, по нефтепродуктам — 0,1 мг на литр. У нас — соответственно <0,0005 и <0,005 мг на литр. Допустимая концентрация железа в литре воды может быть 0,3 мг, у нас - <0,04-0,11 мг, ПДК мышьяка - 0,05 мг/л, у нас - <0,005 мг/л. нитраты (ПДК) 45 мг/л - <0,003, нитриты (ПДК)3 мг/л - <0,1-3 мг/л, свинец (ПДК) 0,03 мг/л - <0,001 мг/л.

10. 03. 2010 МУП «Горводоканал» запустил в работу комплекс сооружений ультрафиолетового облучения питьевой воды.

Новосибирск стал вторым городом после Санкт - Петербурга, в котором широкомасштабно применяется современная технология очистки питьевой воды ультрафиолетовым облучением. До этого вся вода, потребляемая жителями столицы Сибири, как и во всех городах страны, обеззараживалась хлором.

Новая технология позволяет решить проблему борьбы с бактериологическими загрязнениями и вирусами более радикальными способами. По словам специалистов, при ультрафиолетовом обеззараживании, когда вода омывает специальные излучающие лампы, очистка происходит мгновенно. Ультрафиолетовое обеззараживание губительно для большинства водных бактерий, вирусов и спор (99,99%). Новая технология обеззараживания воды позволит на четверть снизить расходы хлора, который теперь будет обеспечивать сохранность очищенной воды в сетях городского водопровода. Установка производительностью 350 тысяч кубометров в сутки обеспечит левобережье Новосибирска чистой питьевой водой улучшенного качества

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)