نیترات - نیتریت

نیترات (Nitrate) چیست؟

نیترات (Nitrate) ترکیبی است که در اثر ترکیب نیتروژن با اکسیژن یا ازن به طور طبیعی ایجاد می شود. همچنین یک یون چند اتمی با فرمول شیمیایی −NO­3 است، که به یون اسید نیتریک یا یون نیترات (Nitrate) نیز معروف می باشد، در گروه ترکیبات غیر آلی است که به عنوان نیترات های غیر فلزی شناخته می شوند. این ترکیبات غیر فلزی غیر آلی هستند که حاوی نیترات به عنوان بزرگترین گروه آنیون حاوی اکسیژن هستند.

نمک های حاوی این آنیون را نیترات می نامند.

از اجزای رایج کودها و مواد منفجره است.

تقریبا همه نیترات ها در آب محلول هستند.

حذف نیترات (Nitrate) از آب

مقادیر زیاد نیترات (Nitrate) موجود در آب آشامیدنی می تواند برای سلامتی به ویژه برای نوزادان و زنان باردار خطرناک باشد. نیترات ها نیز به مقدار زیاد توسط گیاهان و حیوانات ساخته می شوند و در دود و اگزوزهای صنعتی یا خودرویی آزاد می شوند.

گرم کردن یا جوشاندن آب باعث از بین رفتن نیترات نمی شود. از آنجا که در طی فرآیند جوشاندن مقداری از آب تبخیر می شود، در صورت جوش آمدن آب، غلظت نیترات آن می تواند افزایش یابد. فیلترهای مکانیکی یا ضد عفونی شیمیایی ، مانند کلرزنی، نیترات آب را از بین نمی برد. نیترات با استفاده از فرایندهای تصفیه مانند تبادل یونی، تقطیر و اسمز معکوس ممکن است با موفقیت از آب خارج شود.

ترک ناشی از خوردگی تنشی (SCC) در محلولهای نیترات

نیترات ها ابتدا به عنوان عوامل ترک خوردگی بین دانه ای تجهیزات تبخیر حاوی NH4NO3 شناخته شدند. همچنین ترک ناشی از خوردگی تنشی در فولادهای حاوی مقدار کم و متوسط ​​کربن در صنایع کود  و در تجهیزات مورد استفاده در تولید نیترات سدیم مشاهده شده است. نیترات کلسیم، نیترات آمونیوم و مخلوط آنها بیشتر خورنده هستند. فولاد کم کربن در محلول نیترات سدیم 60٪ ترک می خورد، اما زمان خرابی بسیار طولانی تر است.

حساسیت فولاد به ترک ناشی از خوردگی تنشی در محلول های نیترات تحت تأثیر غلظت و دما است. افزایش غلظت نیترات باعث کاهش زمان شکست SCC و سطح تنش آستانه می شود. SCC می تواند در غلظت های کم نیترات در محلول های در حال جوشش رخ دهد و افزایش غلظت بیش از یک سطح خاص بر حساسیت SCC در چنین محلول هایی تأثیر نمی گذارد. از طرف دیگر، افزایش دما باعث کاهش زمان خرابی می شود.

نیترات و مضرات آن در آب آشامیدنی

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 آلاینده هایی نظیر نیترات که تاثیر آن حداقل ۱۵ سال بعد آشکار می گردد و به مراتب خطرناک تر است، بی توجه هستند.

منشا نیترات در آب های زیرزمینی از کودها، سیستم های سپتیک و عملیات ذخیره سازی یا پخش کمپوست است. نیترات های معدنی اولیه که آب آشامیدنی را آلوده می کنند، نیترات پتاسیم و نیترات آمونیوم هستند که هر دو به طور گسترده ای به عنوان کود در کشاورزی استفاده می شوند.

دراثر فعالیت میکروارگانیزم های خاک نیتروژن آلی به یون آمونیوم {NH} تبدیل شده که به این پدیده Ammonifcation گفته می شود.

خاک توانائی نگهداری این ترکیب رادر خود دارد اما به مرور طی پدیده دیگری به نام 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 نیتروت و نیترات به آب های زیر زمینی راه می یابند.

از آن جائی که نیترات در آب به صورت محلول وجود دارد روش های معمول تصفیه آب قادر به حذف آن نیستند از این‌ رو نیاز به آن دسته از روش های تصفیه پیشرفته می باشد که قادر به کاهش آلاینده های محلول هستند.

از سوی دیگر چرخه نیترات سازی در شهرهایی که دفع نادرست فاضلاب از طریق چاه های جذبی انجام می شود همچنان ادامه دارد و مشکل تولید پیوسته نیترات و انتشارآن به آب های زیرزمینی راسبب می گردد.

چاه های فاضلاب، عامل اصلی افزایش نیترات

تحقیقات نشان می دهد در مناطقی که دفع فاضلاب به صورت سنتی و از طریق چاههای فاضلاب انجام میشود، به دلیل نفوذ فاضلاب به سفره های آب زیرزمینی، میزان نیترات موجود در آب بسیار بالاست. همچنین در شهرهای صنعتی به دلیل وارد شدن آلاینده های صنعتی به سفره های آب زیرزمینی، میزان نیترات آب بسیار بالاست.

اثرات نیترات بر سلامتی انسان

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 تبدیل می نماید که در نتیجه هموگلوبین به 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 ) به تیرگی میگراید وازاین رو به آن سندرم BIueBaby می گویند.

این عارضه اولین نشانه مسمومیت با نیترات است ونوزادان زیر شش ماه آسیب پذیرترین گروه سنی دراین مورد هستند.

زیرا نوزادان برخلاف بزرگسالان علا وه بر PHبالای معده وزیادی با کتری های طبیعی احیاء کننده نیترات فاقد آنزیم برگشت دهنده متهموگلوبین به هموگلوبین هستند.

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

نیترات باعث سرطان می شود احتمال این که نیترات معدنی ویا آلی به عنوان یک عامل سرطان‌زا عمل نمایند بستگی به احیای نیترات به نیترت و واکنش های بعدی نیترت با سایر مولکول ها به خصوص آمین های نوع دوم آمیدها وکاربا مات ها دارد که منجر به تشکیل ترکیبات nitroso-Nمی گردد.

مطالعات انجام شده در کلمبیا نشان داده که رابطه معنی داری بین شیوع سرطان معده وغلظت نیترات درآب آشامیدنی برداشت شده از چاه ها وجود دارد.

اما بررسی های اپیدمیولوژیکی در دیگر نقاط دنیا رابطه مطمئنی رادر این زمینه نشان نداده است در کشور آلمان تحقیقاتی برروی جمعیت در معرض نیترات بالا در آب آشامیدنی انجام گرفت که رابطه معنی داری بین غلظت نیترات وافزایش تومورهای سرطان مغز به دست نیامد.

مطالعات دیگر در دانشگاه نبراسکان نشان داد که رابطه معنی داری بین غلظت نیترات آب وافزایش شیوع یک نوع سرطان به میزان دوبرابر گردیده است.

با توجه به این که تعداد متغیرها دراین مطا لعات زیاد بوده است رابطه منطقی بین افزایش داده های موجود برای اظهار نظر قطعی کافی نیستند.اما ثابت شده است که ترکیبات N-nitroso در حیوانات آزمایشگاهی سرطان زا می باشند.

روش تشخیص نیترات موجود در آب آشامیدنی

شناسایی نیترات موجود در آب آشامیدنی با بو کشیدن ، چشیدن و یا رنگ آب قابل مشاهده نیست . آزمایش کیفیت آب بهترین و ایمن ترین روش تشخیص نیترات موجود در آب آشامیدنی است. همواره سازمان بهداشت جهانی تاکید می کند آب موجود در منبع های ذخیره را آزمایش کنید تا از کیفیت آن اطلاع داشته باشید.

استاندارد نیترات در آب آشامیدنی

با توجه به مطالعات به عمل آمده توسط سازمان بهداشت جهانی در مورد نیترات، این سازمان حداکثر مجاز ۵۰ میلیگرم درلیتر (برحسب نیترات)را اعلام نموده است.استاندارد ملی ایران نیز برای نیترات همین مقدار می باشدسازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده حداکثر مجاز نیترات را۱۰ میلی گرم در لیتر (برحسب نیتروژن ) قرار داده که معادل با /۸۲۴۴میلی گرم در لیتر برحسب نیترات است.