استاندارد نیترات در آب آشامیدنی چقدر است؟

استاندارد نیترات در آب آشامیدنی

با توجه به مطالعات به عمل آمده توسط سازمان حداکثر مجاز 50 میلیگرم درلیتر (برحسب نیترات) را اعلام نموده است. استاندارد ملی ایران نیز برای نیترات همین مقدار می باشد سازمان حفاظت محیط زیست ایالت متحده حداکثر مجاز نیترات را 10 میلی گرم در لیتر (برحسب نیتروژن ) قرار داده که معادل با 82/44 میلی گرم در لیتر برحسب نیترات است. راه اندازی و ساخت پکیج تصفیه فاضلاب یکی از  روش های حذف نیترات می باشد. در ادامه این محتوا درباره استاندارد نیترات در آب آشامیدنی و روش های حذف آن بیشتر توضیح می دهیم.

بررسی حد مجاز نیترات و نیتریت در آب آشامیدنی

در مواردی که نیترات و نیتریت در آب های آشامیدنی وجود داشته باشد، بدون شک باعث ایجاد بیماری های خطرناک در انسان می شوند. برای کنترل این مقدار منابع آبی نیاز است تا با استفاده از پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی و صنعتی، این مقادیر را می توان کنترل کرد. به طور کلی مقدار نیتریت در آب های آشامیدنی نباید بیشتر از 10 میلی گرم باشد.

برای تشخیص مقدار نیترات در آب های آشامیدنی باید در آزمایشگاه و توسط افراد متخصص انجام شود.

روش های حذف نیترات از آب آشامیدنی

نیترات دارای حلالیت زیاد در آب و بدون بو و مزه است که به سختی از آب قابل حذف می باشد، بنابراین کاهش نیترات اغلب با مشکلات و هزینه زیاد روبروست. روش های متفاوتی برای حذف نیترات از آب آشامیدنی وجود دارد که برخی از آن ها در مقایس بزرگ عملیاتی نیستند. متداول ترین روش های موجود برای کاهش نیترات در مقایس بزرگ عبارتند از:

• رقیق سازی Diolution))
• تبادل یون Ionexchage))
• اسمزمعکوس Reverse Osmosis))

رقیق سازی Diolution))

زمانی که برای تامین آب جهت توزیع در یک سامانه آبرسانی امکان استفاده از چند منبع آب خام با کیفیت های متفاوت وجود داشته باشد، بحث رقیق سازی قابل طرح خواهد بود. به طور معمول غلظت های بالاتر از حد مجاز نیترات در منابع آب زیرزمینی مشاهد می شود و در مقابل آب های سطحی اغلب دارای غلظت نیترات کمتری هستند. از این رو در یک سامانه آبرسانی می توان از اختلاط آب های سطحی با آب های زیرزمینی که دارای غلظت های متفاوتی از نیترات می باشند، برای تعدیل این آلاینده استفاده نمود.

گاهی به دلیل کستردگی سامانه آبرسانی امکان فراهم نمودن شرایط اختلاط بهنیه ممکن نیست. وجود مخازن متعدد و پراکنده در سطح شهر که از منابع چندگانه تغذیه می شوند، مدل طراحی شبکه آبرسانی و سرعت مصرف آب در سامانه توزیع همه از عواملی هستند که دستیابی به اختلات نیترات 100 میلی گرم در لیتر (دریک حجم آب) به غلظت نیترات 25 میلی گرم درلیتر، نیاز به 3 حجم آب بدون نیترات می باشد. حال در صورت که غلظت به 200 میلی گرم در لیتر برسد، نیاز به 7 حجم آب بدون نیترات 25 میلی گرم در لیتراست. در شرایط واقعی وبه طور معمول، آب های سطحی نیز خود دارای مقرار نیترات می باشند که در نتیجه نیاز به حجم بیشتری از آب برای رقیق سازی است و به خصوص زمانی که منابع تولید و انتشارات ترکیبات نیتروژن و فرآیند نیترات سازی همچنان فعال باشند، عملیات رقیق سازی به مرور قابلیت خود را برای کاهش نیترات از دست می دهد و دیگر راه حل قابل اطمینانی نخواهد بود.

تبادل یون Ionexchage))

تبادل یون یک واکنش برگشت پذیر نیاز به احیاء دارد. در این عمل با استفاده از یک محلول که دارای یون های ازدست رفته رزین به مقدار کافی می باشد، رزین دوباره به فرم فعال اولیه تبدیل می شود، اما مقداری از ظرفیت تبادل خود را از دست می دهد. به طور کلی هرچه ظرفیت یون بیشتر باشد با تمایل بیشتری جذب رزین می گردد. بنابراین یون سه ظرفیتی ویون دوظرفیتی بیش از یون یک ظرفیتی توسط رزین جذب می شود، حتی برای یون های با ظرفیت یکسان نیز ضریب گزینش متفاوت است و اغلب هر چقدر وزن مولکولی بیشتر باشد و یا اندازه یون کوچک تر گردد، تمایل به جذب افزایش می یابد.وجودضریب گزینش باعث می شود که یون ها به طور یکسان جذب رزین نشوند.

ترتیب گزینش یون ها در هنگام استفاده از رزین های آنیونی رایج به ترتیب روبروی می باشد:

بهنیه را دشوار می سازند. ازسوی دیگر با افزایش غلظت نیترات در منابع آب زیرزمینی، به همان نسبت به حجم بیشتری از آب خام دارای نیترات کم برای رقیق سازی نیاز خواهد بود. درشرایط ایده آل (دردسترس بودن آب بدون نیترات) برای کاهش غلظت است که درآن یون های یک محلول با یون های دارای بار الکتریکی مشابه موجود روی رزین تعویض می گردند. نیترات درآب ازبا منفی برخورداراست، بنابراین می توان آن را حذف نمود. وقتی که رزین یون های قابل تبادل خود را از دست داد،SO>NO>CI>HCO

در نتیجه وقتی که نیترات یون مورد نظر برای حذف باشد، قبل از آن به طور اجتناب نا پذیر، فسفات و سولفات مبادله شده و زمانی نیترات مبادله می گردد که دیگر یون های مذکور به صورت آزاد وجود داشته باشند.

پس از کاهش ظرفیت رزین مشکل دیگری به وجود می آید که آن مبادله دوباره یون های نیترات جذب شده روی رزین با یون های سولفات تازه وارد است که منجر به افزایش نیترات در آب خروجی می شود که به پدیده NitrateDumping معروف است ، دراین زمان مقدار نیترات درآب خام ورودی می گردد.

درسال های اخیر رزین هایی ساخته شده اند که نسبت به آن ها قابلیت جذب بیشتری دارند و به آن ها رزین های انتخابی می گویند. برای افزایش ضریب گزینش نیترات در این نوع رزین ها، طول زنجیره های استری (به دلیل وجود گروه فعال تری اتیل وتری بوتیل آمین) افزایش یافته تا ظرفیت نیترات برای احیای زنجیره ها بیشترشود. اما با افزایش طول این زنجیره، ظرفیت حجمی رزین کاهش می یابد، بنابراین رزین های انتخابی در فواصل زمانی کوتاه تری نسبت به رزین های معمولی نیاز به احیاء دارند.

مزایای روش تبادل یونی به اختصار شامل بهره برداری آسان، عدم به تخصص بالا و تجهیزات پیچیده، عدم نیاز به فضای زیاد جهت احداث و سرمایه گذاری اولیه کمتر نسبت به اسمز معکوس می باشد. معایب آن نیز عبارتند از این که یک روش تصفیه شیمیایی است و نیاز به مواد شیمیائی برای راهبری دارد، مشکل دفع و یا تصفیه پساب خروجی وجود دارد،حدود 2 تا 15 درصد آب ورودی صرف شستشوی معکوس و احیای رزین می شود، قادر به حذف ذرات، میکروازگانسیم ها وسایر آلاینده های نمی باشد و هزینه بهربرداری آن در درازمدت زیاد است.

اسمز معکوس R.O))

در فرآیند اسمز معکوس آب با فشار زیاد از یک سری غشاء نیمه تراوا (Semi-PermeableMembrane) عبور داده می شود. این فشار خارجی از فشار اسمزی طبیعی بیشتر است در نتیجه مولکول های کوچک تر از منافذ غشاء عبور می کنند، در حالی که مولکول های بزرگ تر، قادر به عبور از غشاء نیستند و سپس در جریانی جانبی از کنار غشاء عبور داده شده و دفع می گردند.

دراین فرآیند میکروارگانیسم ها نیز از آب حذف می شوند. به طور کلی این فرآیند برای شیرین کردن آب های شور به کار می رود ولی در سال های اخیر برای حذف آلاینده های خاص نظیر نیترات مورد توجه قرار گرفته است. اسمز معکوس یک روش تصفیه فیزکی و نوعی فیلتراسیون است که نیاز به مواد شیمیایی ندارد. در اغلب منابع از روش اسمز معکوس به عنوان روشی موفق و اقتصادی در دراز مدت برای کنترل آلاینده های آب از جمله ننیترات یاد شده است. در این روش علاوه برنیترات کل جامدات محلول TDS)) آب نیزکاهش می یابد. اگرچه فرآیند RO می تواند میکروارگانیسم ها را نیز حذف کند، اما توصیه شده که آب پاک از نظر شاخص باکتریایی (بدون کلیفرم) به فرآیند RO وارد گردد. به طور کلی فرآیندهای فیلتراسیون برای جداسازی آلاینده های به چهار گروه کلی قابل طبقه بندی هستند. میکروفیلتراسیونMF))،اولترافیلتراسیون(UF)، نانوفیلتراسیون NF)) و اسمزمعکوس که به هاپیرفیلتر اسیون HF)) شهرت یافته است.

در برخی منابع قطر منافذ غشاءهای صنعتی ROحدود0005/0(500 پیکومتر) و اندازه تقریبی منافذغشاء های دستگاه های تصفیه ی خانگی  نیز تا 0001/0 میکرون(100پیکومتر) ذکر شده است. ضمن این که قطر مولکول نیترات بدون آب 250 پیکومتر 00025/0میکرون) و نیترات هیداراته 0006/0میکرون اندازه گیری شده است. به دلیل قابلیت های چشمگیری غشاءهای RO، امروز در سیستم های تصفیه درن قطه مصرف سیار متداول شده است. دراین موارد نیز عملکرد فیلترهای RO بستگی مستقیم به کیفیت و فشار آب ورودی دارد و به دلیل قرار گرفتن فیلتر کربن فعال در کنار فیلتر ROدر این دستگاه ها،قابلیت کاهش ترکیبات آلی فرار نظیر کلروفرم وترکیبات نفتی وهمچنین ترکیبات آلی محلول نظیر دی اکسین ها وآفت کش ها نیز فراهم آمده است.