Amonné ionty ve vodě

Voda z přírodních zdrojů vždy obsahuje určité množství nečistot a rozpuštěných sloučenin. Téměř všechny z nich jsou při nadměrné koncentraci nebezpečné pro lidské zdraví a obsah některých kontaminantů je ve vodě určené k pití zcela nepřijatelný. Amonium a amoniak ve vodě patří do kategorie látek, jejichž obsah je přísně regulován hygienickými normami, a překročení MAC indikuje bakteriální kontaminaci.

Jak se amoniak a amonné ionty dostávají do vody

Amoniak je plyn s štiplavým zápachem, který se dobře rozpouští ve vodě. Aktivně se uvolňuje při rozkladu biologických látek obsahujících dusík. Po rozpuštění ve vodě se amoniak mění na amonné ionty. V závislosti na pH vodného roztoku se rozpuštěný amoniak NH3. ₃ a amonné ionty NH3₄ + jsou v dynamické rovnováze. Při pH = 6 – 8 tedy převládá amoniakální forma a při pH = 9 – 11 dominují amonné ionty. Amonný dusík se aktivně podílí na syntéze bílkovinných sloučenin a je součástí dusíkatého cyklu biologické hmoty. Proto jsou amonné sloučeniny v přírodní vodě vždy přítomny v malých koncentracích.

Zdroji spontánního přílivu a zvýšení koncentrace amonných iontů v přírodní vodě jsou zemědělské a domácí odpadní vody, vypouštění odpadních vod z podniků chemického a potravinářského průmyslu a srážky. Amonné ionty ve vodě, které se dostávají do přírodního systému, tvoří soli, stávají se součástí složitých organických komplexů a vstupují do koloidních forem sloučenin obsahujících dusík a suspenzí. Silné deště a povodně urychlují migraci amonných iontů do přírodního prostředí, což může způsobit lokální znečištění nádrží, studní, vrtů a přírodních zdrojů pitné vody v obydlených oblastech.

Normy stanovené GOST pro obsah amoniaku v pitné vodě

V souladu s požadavky SanPiN 2.1.4.1074-01 je MAC amoniaku a amonných iontů 0,0026 g/l, respektive 0,002 g/l pro dusík. Přítomnost amonných iontů a amoniaku ve zvýšených koncentracích v povrchovém vodním zdroji nebo mělké studni téměř vždy naznačuje vniknutí odpadních vod a zbytků organických hnojiv do vody. Nejčastěji se tento jev pozoruje v blízkosti zemědělských pozemků, čistíren odpadních vod, skládek a při narušení integrity kanalizačního systému.

Amonný iont ve vodě: co je nebezpečné

Zvýšený obsah amonných sloučenin dodává vodě nepříjemný zápach a chuť. Jednorázový příjem vody s vysokou koncentrací amoniaku a amonných iontů může vést k prudkému zvýšení krevního tlaku. Při pravidelném pití takové vody dochází k narušení slanovodní bilance člověka, k porušení oxidační funkce krve s následnou hypoxií buněk. S akumulací depresivních účinků se může objevit třes, otok měkkých tkání, záchvaty nevolnosti a dušení, může se vyvinout zamlžení vědomí a narušena je funkce nervového a dýchacího systému.

Metody pro stanovení amonných iontů ve vodě

V domácích podmínkách lze přítomnost amoniaku a amoniaku v pitné vodě posoudit pouze tehdy, pokud má kapalina slabý charakteristický amoniakální zápach. Koncentrace amoniaku v amoniaku je 10 %. Pokud má voda z kohoutku silný amoniakální zápach, neměla by se nikdy konzumovat, protože v tomto případě není pochyb o mnohonásobném překročení MAC amonných iontů ve vodě.

V laboratorních podmínkách je tradiční metodou stanovení amonných iontů ve vodě fotometrií za použití Nesslerova činidla. Je také schválena GOST 33045-2014. Amonné ionty interagují s tetrartuťnanem draselným v alkalickém prostředí (Nesslerovo činidlo). V důsledku chemické reakce vypadne hnědá sraženina Milonovy zásadité soli, která se při nízké koncentraci amoniaku přemění na žlutou koloidní formu.

Rozsah měřené koncentrace látky je 0,05 – 4 mg/l. Při testování vzorků pitné vody se horní hranice rozmezí téměř nikdy nepřekročí, ale pokud k takovému případu dojde, vzorek se zředí na přijatelnou koncentraci.

Intenzita barvy sedimentu je přímo úměrná obsahu amoniaku v pitné vodě. Pomocí fotokolorimetru se měří optická hustota roztoku při vlnové délce 425 nm. Kvantitativní hmotnostní koncentrace studované složky ve vzorku vody se stanoví po fotometrické studii s využitím výpočtové metody.

Další metoda pro detekci amonných iontů ve vodě je založena na interakci amoniaku s chlornanem a fenolem za přítomnosti nitroprusidu sodného. Výsledný indofenol se zbarví modře. Poté se změří jeho optická hustota a provedou se potřebné výpočty. Citlivost této metody je v analyzovaném objemu přibližně 0,1 μg.

Jak odstranit amonné ionty z vody

Existuje několik způsobů, jak se zbavit amonných iontů v pitné vodě. Volba metody závisí na koncentraci látky v daném vodném roztoku, přítomnosti dalších znečišťujících látek a objemu čištěné kapaliny. Nejvhodnější jsou provzdušňování, iontová výměnná filtrace, reverzní osmóza a dezinfekce chlorem. Nejčastěji se metody kombinují na základě specifických podmínek.

Aerace

Metoda průchodu vody provzdušňovacími kolonami je primárně zaměřena na srážení sloučenin železa, odstranění manganu a vazbu sirovodíku. Vykazuje však také dobrou účinnost v boji proti přebytku amonných iontů ve vodě. Fyzikální provzdušňování je založeno na těkavosti látek, v tomto případě amoniaku NH3. Kolony jsou naplněny granulovanou náplní štěrku, koksu, křemene atd. Ve vodě jsou amoniak a amonné ionty v dynamické rovnováze. Při použití provzdušňování je nutné tuto rovnováhu posunout směrem k rozpuštěnému amoniaku, tj. uvést pH roztoku na 6 – 8. Proto se vyčištěná voda na vstupu do kolony alkalizovala chlornanem sodným NaOCl, manganistanem draselným KMnO4 nebo hydroxidem sodným NaOH. Proud vyčištěné vody je veden provzdušňovací kolonou a vzduch je pod tlakem pumpován kompresorem v protiproudu. Pod vlivem atmosférického kyslíku se amoniak odpařuje.

Iontově výměnné filtry

Metoda iontové výměnné filtrace využívá selektivní absorpci specifických iontů iontoměničovým materiálem. Může se jednat o monofunkční iontoměničovou pryskyřici, zaměřenou na absorpci pouze určitých iontů, ale zpravidla se používají iontoměničové náplně, jejichž cílem je odstranění několika znečišťujících látek najednou. Amonné ionty jsou vázány v kationtových změkčovacích jednotkách Na a Na-H, ale stupeň srážení v tomto případě do značné míry závisí na kvantitativním obsahu draslíku a sodíku ve vodě. Jako sorpční náplň se tradičně používá přírodní zeolit, který odstraňuje 90–95 % amoniaku z vody. Zeolit se regeneruje 5–10% roztokem NaCl, který se po promytí slabým 2% roztokem kyseliny sírové neutralizuje.

Reverzní osmóza

Reverzní osmózy fungují na principu baromembránové separace kapaliny a umožňují zadržet 65 až 99 % sloučenin rozpuštěných ve vodě, včetně amoniaku a amoniaku. Pokud jde o komplexní přístup k čištění vody od několika iontů, které se vzájemně rušivě ovlivňují, semipermeabilní membrány nemají konkurenci. Pod vytvořeným tlakem se proud vody dělí na filtrát pronikající membránovými kapilárami a koncentrovaný substrát shromažďující se na membráně. Jednoduchost konstrukce reverzních osmóz umožňuje navrhovat průmyslové jednotky a patrony pro každodenní použití v domě nebo bytě.

Dezinfekce chlórem

Chlorace je nejběžnější metodou oxidace a dezinfekce vody. V závislosti na množství aktivního chloru se amonné ionty oxidují na monochloraminy a plynný dusík. Reagenty jsou chlornany sodné a vápenaté NaClO, Ca(ClO)2, Cl2. Spotřeba chloru se v závislosti na přítomnosti organických sloučenin pohybuje od 5 do 12 mg/l. Dávkování aktivního chloru se volí v každém konkrétním případě na základě analytické studie vzorků vody.

Po přeměně amoniaku na plynný dusík se přebytečný chlor a jeho sloučeniny odstraní průchodem vodného roztoku přes filtr se sorpční náplní aktivního uhlí.

Voda bez amoniaku je správnou volbou

Monitorování obsahu amonného dusíku ve formě amoniaku a amonných iontů je nezbytné, pokud jde o zásobování pitnou vodou. To platí pro vodu z vodovodu, a zejména pro studny a vrty. Zvláštní pozornost je třeba věnovat tomuto aspektu, pokud se zdroj nachází v blízkosti zemědělské půdy, farem, polí a míst hromadění odpadků. Koncentrace amoniaku překračující MAC může způsobit značné poškození zdraví, poškodit potrubí a zařízení v domě.

Nabízíme komplexní přístup k výběru zařízení pro čištění vody od amoniaku a amoniaku, jakož i všech forem známých znečišťujících látek. Zahrnuje studii umístění zařízení, stanovení kvality vody z přírodního nebo centralizovaného zdroje zásobování vodou, analýzu vzorků vody na shodu s MAC dle GOST, výběr potřebného zařízení, které v každém konkrétním případě kompletně řeší problémy čištění vody. U nás si můžete zakoupit sorpční, iontoměničové filtry, jednotky reverzní osmózy, provzdušňovací kolony, chlorační a ozonizační zařízení.

Aplikace pro výběr zařízení