Аммоний ион

Химический состав: NH4+

Описание: Аммоний содержится в воде в виде катиона NH4+, происходящего из солей, выделяющийся при растворении. При нагреве ион разлагается до NH3, то есть аммиака. В природных водах аммоний-ионы присутствуют в небольших количествах. Причина их появления – разложение органических организмов, а также их продуктов жизнедеятельности.

Способ определения: спектрофотометрия.

Распространенность

Аммонийный вид азотистых соединений присутствует во всех типах воды, особенно в открытых водоемах. Является следствием жизнедеятельности живых организмов. Помимо естественного происхождение, увеличение аммоний-иона в водоемах может быть следствием сбрасывания сточных вод с:

• Полей
• Животноводческих ферм
• Канализаций и других бытовых стоков

Чаще всего причиной избыточного загрязнения становится именно антропогенная деятельность – недостаточно очищенные воды из отстойников, предприятий и сельскохозяйственных угодьев.

Нормирование

Тестирование на аммоний-ион проводится как для питьевой воды, так и для проб из водоемов общего пользования. Проверку бутилированной и водопроводной воды делают чтобы определить ее безопасность для человека, а тесты проб из открытых источников имеют другое предназначение. Главным образом они служат показателем корректной работы очистных сооружений и отсутствия прочих источников загрязнения неподалеку от водоемов. Кроме того, эти тесты могут быть полезны для арендаторов водных ресурсов и рыбных хозяйств.

ПДК (предельно допустимая концентрация) аммоний-иона в различных типах проб

Нормирование	Концентрация, мг/л
Водопроводная вода СанПиН 2.1.4.1074-01	2,0
Бутилированная вода СанПиН 2.1.4.1116-02	0,05-0,1
Сточные воды Постановление Правительства РФ № 644	2,0

Влияние на живые организмы

Для живых организмов опасен как сам ион аммония, так и его восстановленный вариант – аммиак (NH3). Оба этих соединения вступают в химическую реакцию с аминокислотами и белками. В результате этого процесса происходит денатурация белка. Воздействуя на молекулу гемоглобина, аммоний лишает его возможности транспортировать кислород, что приводит к кислородному голоданию организма. Помимо этого, регулярное употребление воды с повышенным содержанием аммония чревато следующими последствиями:

• Нарушение pH (кислотно-щелочного равновесия)
• Поражение выделительной системы – печени и почек
• Поражение сердечно-сосудистой системы
• Нарушение в работе ЦНС (центральной нервной системы)
• Ацидоз

Что касается тестов открытых водных ресурсов, содержание аммиачных соединений в небольших концентрациях необходимо, так как составы на основе нитрогена являются важной составляющей процесса фотосинтеза и прочих циклов жизнедеятельности. Кроме того, ион и аммиак – составные части биологического азотного круговорота, необходимого для функционирования экосистем. Если же показатель превышает норму, это говорит о нарушениях в работе сточных и очистных систем. Чтобы нормировать величину, необходимо провести работу со сточными водами, а также, очистить водные ресурсы с помощью одного из допустимых методов.

Методы очистки

Для нормализации уровня аммония в воде можно прибегнуть к аэрации, фильтрации, а также химическим и биологическим методам очистки.

Биологический метод

Базируется на понимании процессов жизнедеятельности микроорганизмов. Некоторые из них способны перерабатывать аммиачные соединения, делая среду безопасной. Биологические фильтры – это сложные системы из различных микроорганизмов, которые в комплексе известны как биопленка, или активный ил. Для преобразования аммония в безопасные соединения используются аэробные биопленки.

Как правило, процесс очищения состоит из двух этапов:

• Контакт биологического фильтра с загрязненными водами в течение необходимого времени
• Разделение ила и чистой воды путем отстаивания

Чтобы ускорить отстаивание воды, используются высокотехнологичные методы. Для этого в емкостях (мета- и аэротенках) происходит гипер- и ультрафильтрация, а также мембранное разделение воды и взвешенных частиц.

Химический метод

Этот метод подразумевает нейтрализацию аммония с помощью химических веществ и используется для питьевых, водопроводных и других вод. Его преимущество – более высокая скорость обработки по сравнению с биологическими. Выделяют такие способы:

• Электрохимическая очистка
• Ионный обмен
• Озонация
• Экстракция
• Эвапорация
• Флотация
• Сорбция
• Фильтрация (известковыми и другими соединениями)
• Аэрация

Независимо от способа очистки, в результате вода, водопроводная, сточная или природная, избавляется от аммоний-иона или аммиака до уровня, соответствующего действующим санитарным нормам.