نیترات قاتلی خاموش در آب آشامیدنی

قصد داریم در مقاله از سری مقالات دیجی تصفیه به بررسی نیترات موجود در آب آشامیدنی شهری بپردازیم. نیترات (nitrate) یک یون چند اتمی متشکل از نیتروژن و اکسیژن با فرمول شیمیایی (NO3) است. آنیون نیترات (NO3-) یک عنصر مهم در چرخه نیتروژن است. نیتروژن در طبیعت به دو صورت آلی و معدنی یافت می‌شود. نیتروژن آلی به شکل آمونیوم (NH4+)، نیتریت (NO2-)، نیترات (NO3-)، اکسید نیتریک (NO) و اکسید نیتروژن (N2O) وجود دارد. نیتروژن غیرآلی (معدنی) نیز همان گاز نیتروژن (N2) است که 78 % از جو زمین را تشکیل می‌دهد. چرخه نیتروژن به تبدیل نیتروژن از یک شکل به شکل دیگر آن گفته می‌شود. دو مرحله از چرخه نیتروژن که نیترات در آن حضور دارد، شوره‌گذاری و شوره‌زدایی است. نیترات‌سازی یا شوره‌گذاری (nitrification) یک فرآیند بیولوژیکی است که طی آن آمونیاک به نیتریت و نیتریت به نیترات تبدیل می‌شود. نیترات‌زدایی یا شوره‌زدایی (denitrification) نیز فرآیندی است که طی آن نیترات به گاز نیتروژن تبدیل می‌شود. نمک‌های حاوی یون نیترات، نیترات‌ها (nitrates) یا نمک‌های نیترات (nitrate salts) نامیده می‌شوند.

منشاهای آلودگی آب به نیترات

• زهکش زمین‌های کشاورزی که از کودهای نیتراته و به مقدار زیاد در آنها استفاده شده است؛
• فاضلاب‌های انسانی که به روش غیربهداشتی دفع شده‌اند؛
• پسماند کارخانه‌های کاغذسازی؛
• پسماند کارخانه های مهمات‌سازی؛
• دود ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی و بازگشت آنها به زمین به صورت باران‌های اسیدی.

مواد غذایی حاوی نیترات

امروزه مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی (NH4NO3) باعث آلوده شدن محصولات کشاورزی و منابع آبهای زیرزمینی و آشامیدنی به نیترات (NO3) شده است. سبزیجات و میوه‌های به عمل آمده در زمین‌های کشاورزی که از کودهای نیتراته و به مقدار زیاد در آنها استفاده شده است، منبع اصلی ورود نیترات به بدن انسان هستند (بیش از 80 % نیترات موجود در رژیم غذایی). نیترات در محصولات گوشتی فرآوری شده حاوی مواد نگهدارنده (ژامبون، سوسیس و کالباس) نیز وجود دارد. در سال 2002، سازمان بهداشت جهانی (WHO) و سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO) میزان مجاز مصرف روزانه نیترات (allowable daily intake – ADI) را 7/3 میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن بدن توصیه کرده‌اند.

نیترات موجود در آب آشامیدنی

طبق مطالعات انجام شده، میزان نیترات (NO3) موجود در آب آشامیدنی بعضی از مناطق ایران، بالاتر از حد مجاز است. طبق دستورالعمل سازمان بهداشت جهانی (WHO) حداکثر میزان مجاز نیترات محلول در آب، 50 میلی‌گرم در لیتر و حداکثر میزان مجاز نیترات نیتروژن (NO3-N) محلول در آب، 3/11 میلی‌گرم در لیتر است.

عوارض نیترات

لازم به ذکر است که مصرف مقدار کم نیترات (NO3) برای انسان مفید و ضروری است. نیترات نقش مهمی در فیزیولوژی بدن انسان ایفا می‌کند، از جمله کاهش فشار خون، مهار تجمع پلاکتی و محافظت از عروق، مشابه آنچه اکسید نیتریک (NO) در بدن انسان انجام می‌دهد. لکن آنچه برای انسان مضر است، مصرف بیش از حد آن است. نیترات در بدن انسان طی فرآیندهایی به نیتریت (NO2) تبدیل می‌شود. نیتریت با آمین‌ها ترکیب و باعث تشکیل نیتروزآمین می‌شود که سرطان زا بودن آن اثبات شده است.

نیترات (NO3) می‌تواند باعت ایجاد بیماری مثیموگلوبینمی (methemoglobinemia) یا ”سندرم نوزاد آبی“ شود. نیترات با هموگلوبین خون واکنش می‌دهد و مثیموگلوبین تشکیل می‌شود که برخلاف هموگلوبین، قادر به انتقال اکسیژن به بافت‌ها و سلول‌های بدن نیست. چنانچه برای درست کردن شیر خشک نوزادان از آب آشامیدنی حاوی مقدار بالاتر از حد مجاز نیترات استفاده شود، خطر ابتلای نوزادان به بیماری مثیموگلوبینمی وجود دارد. به همین دلیل کنترل غلظت نیترات آب به عنوان یکی از عوامل خطرناک و سرطان زا (سرطان‌های روده بزرگ، تخمدان، کلیه و مثانه) حائز اهمیت است. بد نیست بدانید مطالعات نشان داده که نیترات می‌تواند باعث بروز آلزایمر شود.

آزمایش غلظت نیترات محلول در آب

تست نیترات یک آزمایش شیمیایی برای تعیین وجود یون نیترات (-3NO) در آب است. نیترات محلول در آب بی رنگ، بی بو و فاقد طعم است و با بو کردن و مزه کردن آب نمی‌توان به وجود نیترات پی برد. بعضی به اشتباه تصور می‌کنند که می‌توان میزان نیترات آب را به کمک سختی سنج آب (TDS Meter) اندازه‌گیری کرد.. این دستگاه در واقع کل آنیون‌ها و کاتیون‌ها را اندازه‌گیری می‌کند. بنابراین بالا بودن یا پایین بودن میزان کل مواد جامد محلول (TDS) را نمی‌توان تنها به نیترات نسبت داد. تشخیص میزان نیترات تنها به کمک فرایندهای شیمیایی امکانپذیر است. تست نیترات در مقایسه با تست سایر آنیون‌ها دشوارتر است، زیرا تقریباً همه نمک‌های نیترات در آب محلول هستند و رسوب نمی‌کنند. نمک‌های نیترات، اکسید کننده‌های بسیار قوی و برای بدن مضر هستند.

یک روش برای تعیین وجود یون نیترات (-3NO) در آب استفاده از کیت‌های آزمایشگاهی آماده است هرچند که نتایج آنها دقیق نیست. برای به دست آوردن نتایج دقیق و قابل اعتماد لازم است ابتدا یون‌های مزاحمی که باعث بروز خطا در نتایج می‌شوند را از نمونه حذف کرد. در آزمایشگاه ابتدا به کمک مواد یا روش‌های مخصوص، فرایند حذف یون‌های مزاحم انجام و سپس اندازه‌گیری اصلی انجام می‌شود. اما در صورت استفاده از کیت‌های آزمایشگاهی آماده این امکان وجود ندارد و احتمال بروز خطا زیاد است. اگر به نتایج دقیق و قابل اعتماد نیاز دارید بهترین کار بردن نمونه آب به آزمایشگاه است.

میزان نیترات موجود در آب را می‌توان به کمک تست نیتریت نیز انجام داد. برای این منظور ابتدا یون نیترات (NO3-) را با قرار دادن در معرض کادمیوم (Cd) به یون نیتریت (NO2-) که فعال‌تر است تبدیل و سپس با استفاده از تست نیتریت مقدار آنرا مشخص می‌کنند. باید اضافه کنم که تست نیتریت هم پیچیدگی‌های تست نیترات را دارد.

خلاصه در این شرایط پایین بودن سطح کیفیت آب های شهری و نبود نظارت بر آن، بهترین راه حل استفاده از دستگاه های تصفیه آب است، برای تهیه این دستگاه می توانید به صفحه دستگاه تصفیه آب خانگی ما مراجعه کنید.