هیچ کس منکر این واقعیت نیست که آب مایه حیات انسانهاست. به همین علت هم حفظ منابع آبی و حفاظت آنها از آلودگی از درجه اهمیت زیادی در چرخه طبیعی زندگی ما برخوردار است .

یکی از منابع عمده آلودگی آب آشامیدنی، نیترات ها هستند. آلودگی نیترات برای ادامه حیات گیاهان که یک منبع اولیه محسوب می شود، زمانی رخ می دهد که این ترکیب بیشتر از مقدار جذب شده به وسیله گیاهان در خاک وجود داشته باشد. این مازاد نیترات می تواند

براساس آمار، 9/4 درصد از کل آب موجود در کره زمین برای بشر قابل مصرف است که 68 درصد (تقریبا3 /3 درصد از کل) از این مقدار، آبهای زیرزمینی هستند.

آب آشامیدنی تقریبا50 ً درصد جمعیت مردم جهان از منابع زیرزمینی تامین می شود و در برخی مناطق، منابع زیرزمینی، تنها منبع تامین آب آشامیدنی مردم به حساب می آید.

چگونگی آلودگی منابع آب

آلودگی آب زمانی رخ می دهد که مواد موجود در آب از مقادیر مشخص و تجاوز کند. این امر می تواند بر اثر نفوذ مستقیم آلوده کننده ها به داخل آب و یا مواد آلود ه کننده (مانند کودهای شیمیایی) به توده آبهای زیرزمینی باشد.

اصولاً آلوده کننده های آب را به 3 دسته تقسیم می کنند: 1- مواد سمی 2- مواد آلی 3- آلودگی گرمایی

مواد سمی جزو آلوده کنندگان شیمیایی هستند که به صورت طبیعی در اکوسیستم وجود ندارند. علف کش ها ، آفت کش ها و مواد صنعتی از جمله این آلودگی ها هستند.

آلودگی از جانب موادآلی زمانی رخ می دهد که (برخی کودها و یا گنداب ها) به داخل آبهای زیرزمینی نفود کند، زمانی که میزان مواد آلی در آب بالا رود برخی تجزیه های شیمیایی در آب ممکن است رخ دهد. در این میان حتی به دلیل وجود 2 O ممکن است این تجزیه ها سریع تر هم انجام پذیرد. فقدان اکسیژن باعث خواهد شد میکروارگانیسم های موجود در آب از بین رود. همزمان که این میکروارگانیسم ها می میرند، به کمک تجزیه کننده ها شکسته شده که این موضوع باعث کاهش بیشترمیزان 2 O موجود در آب است.

نوع سوم که به آلودگی گرمایی معروف است زمانی رخ می دهد که آب در صنعت مورد استفاده قرار گیرد. این کاربرد باعث تغییر دما شده و میزان اکسیژن محلول در آب را کاهش می دهد.

آلودگی اکولوژیکی

آلودگی اکولوژیکی (بوم شناسی) زمانی اتفاق می افتد که آلودگی شیمیایی، آلی و یا گرمایی به جای انسان توسط محیط اطراف صورت گیرد. این آلودگی توسط ریزش برخی مواد آلوده کننده به داخل آب پس از زمین لرزه یا بر اثر فعالیت های آتشفشانی صورت می گیرد.

معیار اصلی در سنجش آلودگی ها سلامت انسان است. بدیهی است که آلودگی، دیگر عوامل زیستی نظیر خاک، گیاهان و سایر جانوران نیز می تواند در سلامت انسان مؤثر باشد. کمااینکه مقادیر بالای نیترات در آب آشامیدنی می تواند باعث بروز بیماری بویژه در کودکان زیر 6 ماه شود. وجود نیترات بالاتر از حد مجاز در آب شرب یکی از دلایل بیماری تغییر هموگلوبین در کودکان زیر 6 ماه است. بعلاوه مقادیر بالای نیترات در آب آشامیدنی بیانگر وجود آلودگی و نفوذ آن از طریق فاضلاب های شهری، صنعتی و با کودهای شیمیایی و فضولات حیوانی است، در صورت رسیدن غلظت نیترات به مقدار بحرانی باعث بروز بیماری هایی مثل سرطان، ناقص الخلقه بودن نوزادان، بزرگ شدن تیروئید و التهاب غدد لنفاوی می شود.

میزان مجاز نیترات

نیترات در بدن انسان می تواند به نیتریت تبدیل شود. نیترات بیشتر از طریق آب آشامیدنی و غذا وارد بدن انسان می شود. تشخیص وجود نیترات در آب به این دلیل که نیترات محلولی بی بو و بی مزه است، بدون آنالیز میسر نیست.

سازمان بهداشت جهانی مقدار مجاز نیترات آب آشامیدنی را 50 میلی گرم بر لیتر بر حسب نیتروژن و این مقداررا برای اطفال حدود 15 میلی گرم بر لیتر اعلام کرده است.

روشهای حذف نیترات

نیترات یک یون پایدار و محلول در آب است و پتانسیل کمتری برای جذب و یا ترکیب با گونه های دیگر را دارد.

این خصوصیات باعث می شود حذف نیترات از آب به روش سختی زدایی و با کمک آهک و یا فیلتر کردن، با مشکل مواجه شود.

روش هایی که مرسوم هستند، عبارتند از: اسمز معکوس، مبادله یونی، نیترات زدایی بیولوژیکی، نیترات زدایی با احیای کاتالیتیکی، نیترات زدایی شیمیایی و الکترو دیالیز.

روش نوین دیگری نیز وجود دارد که از باکتری های اتوتروفیک استفاده می شود.

این باکتری ها مانند نیترات زداینده های تیوباسیلیوس و نیترات زداینده های تیومیکروسپرا، توانایی احیای نیترات با گاز نیتروژن را دارند. در این شیوه، انرژی لازم برای میگروارگانیسم های زداینده تامین می گردد.

نیترات زداینده های اتوتروفیک به ترکیبات کربنی معدنی (مانند 3( CO2، HCO بعنوان منبع کربن نیاز دارند. برخلاف آنها برای نیترات زدایی هنروفیک هیچ منبع کربنی این نیاز نیست. نیترات زدایی اتوتروفیک نیز به 2 دسته برپایه سولفور و هیدروژن تقسیم می شود.

عمده ترین مزیت این روش استفاده از لجن به جای باکتری بی هوازی است که یک روش آسان، سریع و ارزان برای حذف نیترات از آبهای زیرزمینی است.

مبادله یون، بهترین انتخاب برای حذف نیترات از آبهای زیرزمینی که حاوی مقادیر اندکی از ترکیبات آلب محلول هستند، در مقیاس کوچک یا متوسط است. مقادیر بالای ترکیبات آلی محلول درآب باعث پرشدن ظرفیت مبادله می شود. این مشکل در اسمز معکوس نیز وجود دارد. همچنین اسمز معکوس نیازمند مصرف انرژی بالایی برای غلبه بر جریان طبیعی است و بنابراین هزینه فرآیند در مقایسه با دیگر پروژه ها بیشتر است.

حذف بیولوژیکی نیترات به صورت بسیار گسترده در اروپا به کار گرفته شده است. سرعت حذف نیترات در این روش بسیار بالا است و استفاده گسترده ای دارد.

این روش در مقایسه با مبادله کننده های یونی، قابلیت حفظ کیفیت آب را دارد. روش پیشنهادی براساس استفاده از لجن به جای کشت نیترات زدا، یک روش بسیار ارزان، مفید و سریع و همچنین غیرآلوده کننده بوده و می تواند برای حذف نیترات از آبهای آشامیدنی به کار گرفته شود.

مضرات نیترات درآب آشامیدنی وحذف آن توسط فر آیند اسمز معکوس:

نیترات( No-3) یکی از آنیون ها ی معدنی است که در نتیجه اکسید اسیون نیتروژن عنصری حا صل می شود

این ماده یکی از عنا صر بسیار ضروری برای سنتز پروتئین در گیا هان است ونقش مهمی رادر چرخه نیتروژن دارد نیترات از طریق اکسیداسیون طبیعی تولید وبنا براین در تمام محیط زیست یافت می شود.

شکل1 چزخه نیتروژن رادر طبیعت نشان می دهد.فاضلاب های شهری صنعتی مواد دفعی حیوانی وگیاهی در شهرهای بزرگ که دارای نیتروژن آلی هستند به خاک دفع می شوند دراثر فعالیت میکروار گا نیزم های خاک نیتروژن آلی به یون آمونیوم NH)) تبدیل شده که به این پدیده Ammonifcationگفته می شود خاک توانائی نگهداری این ترکیب رادر خود دارد اما به مرور طی پدیده دیگری به نام Nitrficationبخشی از یون آمونیوم ابتدا به نیتریت(No) وسپس به نیترات تبدیل می شود لایه سطحی خاک قادر به حفظ ونگهداری این دو ترکیب نبوده ودر نتیجه نیتروت ونیترات به آبها ی زیر زمینی راه می یابند.

ازآن جائی که نیترات در آب به صورت محلول وجود دارد روش های معمول تصفیه آب قادر به خذف آن نیستند ازاین رونیاز به آن دسته ازروش های تصفیه پیشرفته می باشد که قادر به کاهش آلاینده های محلول هستند از سوی دیگر چرخه نیترات سازی در شهرها یی که دفع نادرست فا ضلاب از طریق چا ه های جذبی انجام می شود همچنان ادامه دارد ومشکل تولید پیوسته نیترات وانتشارآن به آب های زیرزمینی راسبب می گردد.

اثرات غیر سرطان زائی :

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 بسیار کمتری از هموگلوبین دارد ودر 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 پذ یرترین گروه سنی دراین مورد هستند.زیرا نوزادان زیرشش ماه آسیب پذیرترین گروه سنی دراین مورد هستند زیرا نوزادان برخلاف بزرگسا لان علا وه بر PHبا لای معده وزیادی با کتری های طبیعی احیاء کننده نیترات فاقد آنزیم برگشت دهنده متهموگلوبین به همو گلوبین هستند. از دیگر علائم افزایش متهموگلوبین می توان به سردرد خواب آلودگی واشکال در تنفس اشاره نمود.

اثرات سرطانی زائی :

احتمال این که نیترات معدنی ویا آلی به عنوان یک عامل سرطانی زاعمل 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 اپید میولوژیکی 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. مطا لعات دیگر در دانشگاه نبراسکان نشان داد که رابطه معنی داری بین غلظت نیترات آب وافزایش شیوع یک نوع سرطان به میزان دوبرابر گردیده است.

این طور به نظر می رسد که تشکیل تر کیبات N-nitroso بستگی به احیای نیترات به نیتریت حضور پیش –سازهای لازم با غلظت کافی عدم حضور تر کیباتی که مانع از سنتز ترکیبات N-nitrosoمی شوند (مانند ویتامین های Eو C)ودر نهایت وجود منبع خارجی از نیتروزآمین ها دارد.

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 آزمایشگا هی سرطان زا می باشند.

استاندارد نیترات در آب آشامیدنی :

با توجه به مطا لعات 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 حفا ظت محیط زیست ایا لات متحده حداکثر مجاز نیترات را10 میلی گرم در لیتر (برحسب نیتروژن ) قرار داده که معادل با 82/44میلی گرم در لیتر برحسب نیترات است.

روش های حذف نیترات :

نیترات دارای حلا لیت زیاد درآب وبدون بو ومزه است که به سختی ازآب قابل حذف می باشد بنا براین 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 ها ی موجود برای کا هش نیترات در مقایس بزرگ عبارتنداز:

رقیق سازی (Diolution)

تبادل یون (Ionexchage)

اسمزمعکوس (Reverse Osmosis)

رقیق سازی :

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 قا بل طرح خواهد بود.به طورمعمول غلظت های با لاتر ازحد مجاز نیترات در منا بع آب زیرزمینی مشاهد می شود ودر مقا بل آب های سطحی اغلب دارای غلظت نیترات کمتری هستند.از این رو در یک سامانه آبرسانی می توان ازاختلاط 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 سا مانه آبرسانی امکان فراهم نمودن شرایط اختلاط بهنیه ممکن نیست.وجود مخازن متعدد وپراکنده در سطح شهر که از منابع چند گانه تغذیه می شوند مدل طراحی شبکه آبرسانی و سرعت مصرف آب در سامانه توزیع همه از عواملی هستند که دستیا بی به اختلات نیترات 100میلی گرم درلیتر (دریک حجم آب)به غلظت نیترات 25میلی گرم درلیتر،نیاز به 3 حجم آب بدون نیترات می باشد.حال در صورت که غلظت به 200میلی گرم در لیتر برسد نیاز به 7حجم آب بدون نیترات 25 میلی گرم درلیتراست. 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 وبه خصوص زمانی که منا بع تولید وانتشارات ترکیبات نیتروژن و فرآیند نیترات سازی همچنا ن فعال باشند،عملیات رقیق سازی به مرور قا بلیت خود را برای کاهش نیترات از دست می دهد ودیگر راه حل قابل اطمینانی نخواهد بود.

تبادل یون :

تبادل یون یک واکنش برگشت پذیر نیاز به احیاءدارد. دراین 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 رااز دست می دهد .به طور کلی هرچه ظرفیت یون بیشتر باشد با تمایل بیشتری جذب رزین می گردد.بنا براین 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 داغلب هر چقدر وزن مولکولی بیشتر باشدویا 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 رادشوارمی سازند.ازسوی دیگر با افزایش غلظت نیترات درمنابع 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 بنابراینمی توان آن راخذف نمود.وقتی که رزین یون های قابل تبادل خودرااز 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 وسولفات مبادله شده وزمانی نیترات مبادله می گردد که دیگر یون های مذ کور به صورت آزاد وجود داشته باشند.

پس از کاهش ظرفیت رزین مشکل دیگری به وجود می آیدکه آن مبادله دوباره یون های نیترات جذب شده روی رزین با یون های سولفات تازه وارداست که منجر به افزایش نیترات درآب خروجی می شود که به پدیدهNitrateDumpingمعروف است .دراین زمان مقدار نیترات درآب خام ورودی می گردد.

درسا ل های اخیر رزین هایی ساخته شدهاندکه نسبت به آن ها قا بلیت جذب بیشتری دارند وبه آن ها رزین های انتخابی می گویند.برای افزایش ضریب گزینش نیترات دراین 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 درفواصل زمانی کوتاه تری نسبت به رزین های معمولی نیاز به احیاءدارند.

مزایای روش تبادل یونی به اختصار شامل بهره برداری آسان،عدم به تخصص بالا وتجهیزات پیچیده،عدم نیاز به فضای زیاد جهت احداث وسرمایه گذاری اولیه کمتر نسبت به اسمز معکوس می باشد.معایب آن نیز عبا رتند ازاین که یک روش تصفیه شیمیایی است ونیاز به مواد شیمیائی برای راهبری دارد،مشکل دفع ویا تصفیه پساب خروجی وجود دارد،حدود2تا 15درصدآب ورودی صرف شستشوی معکوس واحیای رزین می شود،قادربه حذف ذرات،میکروازگانسیم ها وسایرآلاینده ها ی نمی باشدوهزینه بهر برداری آندردرازمدت زیاداست.

درفرآینداسمز معکوس آب با فشار زیاد ازیک سری غشاء نیمه تراوا( Semi-PermeableMembrane)عبور داده می شود.این فشار خارجی از فشار اسمزی طبیعی بیشتر است در نتیجه مو لکول های کوچک تر از منا فذ غشاء عبور می کنند در حالی که مولکول ها ی بزرگ تر،قادر به عبور از غشاءنیستند و سپس در جریانی جانبی از کنار غشاءعبور داده شده ودفع می گردند (شکل 2).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 درسال های اخیر برای حذف آلاینده های خاص نظیر نیترات مورد توجه قرار گرفته است. اسمز معکوس یک روش تصفیه فیزکی ونوعی فیلتر اسیون است که نیاز به مواد شیمیائی ندارد.در اغلب منابع از روش اسمز معکوس به عنوان روشی موفق واقتصادی در دراز مدت برای کنترل آلاینده های آب از جمله ننیترات یاد شده است.دراین روش علاوه برنیترات کل جامدات محلول( TDS)آب نیزکاهش می یابد.اگرچه فرآیند ROمی تواند میکروارگانیسم ها رانیز حذف کند،اما توصیه شده که آب پاک از نظر شاخص باکتریائی (بدون کلیفرم)به فرآیندROواردگردد.به طور کلی فرآیندهای فیلتر اسیون برای جداسازی آلاینده های به چهارگروه کلی قابل طبقه بندی هستند.میکروفیلتراسیونMF))،اولترافیلتراسیون ( UF)،نانوفیلتراسیون (NF) واسمزمعکوس که به هاپیرفیلتر اسیون HF))شهرت یافته است

مخاطرات نیتریت ونیترات در آبهای آشامیدنی وعوارض آن

به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز به نقل از مرکز سلامت محیط و کار ، بسیار ی از مردم دررابطه با وجود نیترات در آب های آشامیدنی سؤالاتی را مطرح میکنند،نتایج پایش کیفی آبهای زیرزمینی پنسیلوانیا حاکی از غلظت کم نیترات درآبها میباشد، اما درمناطق کشاورزی غلظت نیتروژن –نیترات بیشتر از حد مجاز اعلام شده توسط EPA ،۱۰ ميلي گرم درليترمیباشد ( حد مجاز نيترات بر حسب نيتروژن- نيترات ۱۰ ميلي گرم درليتر و برحسب يون نيترات ۵۰ ميلي گرم در ليتر ميباشد.). بعلاوه محل های دفع فاضلاب ، دفع مواد زائد جامد ، سپتیک ،دفن زباله ،‌میتواند از علل غلظت بالای نیتروژن – نیترات در آبهای آشامیدنی باشد.نیتروژن یکی از اجزاء اصلی پروتئین مورد نیاز موجودات زنده است ، در محیط زیست به فرم های مختلف درآب وجود دارد و فرم آن نیز در چرخه ازت تغییر می کند، به هر حال افزایش غلظت نیترات و نیتریت در آب های آشامیدنی خطراتی را از نظر سلامتی بالاخص برای کودکان و زنان بار دار دارد.

منابع نیترات در آبهای آشامیدنی :

نیتروژن بعنوان یک ماده مغذی ( کود) به مقدار زیاد در چمنزار وباغات و محصولات کشاورزی کاربرددارد علاوه بر کود، نیتروژن ،در خاک به فرم آلی از تجزیه گیاهان و حیوانات بوجود می آید . فرمهای مختلف نیتروژن درخاک توسط باکتریها به نیترات (یون NO۳)تبدیل میشود. مطلوب این است که نیتروژن به فرم نیترات جذب گیاهان شود.به هر حال نیترات ، به راحتی با عبور آب از لایه های خاک به زمين نفوذ پیدا کرده و در اثر بارش ياآبیاری های شدید ، به ریشه گیاهان و نهایتاً به آبهای زیر زمینی می رسد. نیترات در آبهای زیر زمینی يا از منابع نقطه ای مانند دفع فاضلاب ، دامداریها و یا منابع غیر نقطه ای مانند مصرف کود کشاورزی در پارک ها ، زمین های گلف ،‌چمن زارها و باغات نشا ت ميگيردو یا طبیعی اتفاق ميافتد. حفر چاه آب در محل مناسب و بهسازی آن میتواند در کاهش بار آلودگی به نیترات مؤثر باشد.

نشانه های نیترات :

نیترات بدون رنگ ،‌بدون بو و بدون طعم بوده و در آبهای آشامیدنی بدون آزمایش قابل تشخیص نميباشد لذاپیشنهاد می گردد، آب مصرفی گروه سنی کودکان ، زنان باردار،‌مادران شیرده و سالمندان آزمايش ونيترات آن محاسبه گردد.گروه ها ي مذكور جز ء گروه هاي در معرض خطرآلودگی آب به نیترات و نیتریت هستند.نیترات بطور طبیعی در حدغلظت کمتر از حد مجاز ، در آبهای آشامیدنی و آبهای زیرزمینی وجود دارد . آزمایش اولیه ، برای تعیین میزان نیترات منابع آب ضروری است ، بنا براین اگر تا کنون نیترات منابع آبی آزمايش نگردیده ، لازم است آزمایش اوليه انجام گیرد . هر نوع فعالیتی در نزدیک چاه هاي آب میتواند سبب آلودگي شود.در صورت وجود منابع نقطه ای آلوده کننده مانند محل زندگی دام ها، محل دفع فاضلاب درمجاورت چاه هاي خانگی ، لازم است حداقل سالی یک بار آزمایش نیترات انجام و با پایش کیفی آن تغییرات غلظت نیترات بررسی گرددودر صورتیکه چاه درمعرض منابع غیر نقطه ای مانند کاربرد کودهای کشاورزی قرار گرفته باشد ، پایش کیفی برای بررسی تغییرات غلظت نیترات کمتر مورد نیاز میباشد ، حداقل هر دو یا سه سال يكبار،‌بمنظور بررسی ضریب افزایش غلظت نیترات باید آزمایش شوند ( نیتریت،نیترات،آمونیاک،TKN) و اگر کودیا فضولات حیوانی در اطراف منابع آب پراکنده شده باشد باید هر چه سریعتر نسبت به جمع آوری و دفع آن اقـدام و آب چاه ( منبع آب) آزمایش گردد. متاسفانه ، نیترات ناشی از پراکندگی کود یا فضولات حیوانی دراطراف منابع آب ،ممکن است نتواند به سرعت در لایه های خاک حرکت و به آب نفوذ پیدا کند ، بنا بر این بمنظور بررسی اثرات آلوده کننده ها ، آزمایش سالیانه نیترات جهت پایش کیفی آن توصيه ميگردد.

اثرات زیان بار بر سلامتی :

خطر اولیه نيترات در آبهای آشامیدنی زمانی اتفاق میافتد که در دستگاه گوارش فرم نیترات به نیتریت تبدیل شود .نیتریت باعث اكسيد شدن آهن موجود در هموگلوبين گلبولهاي قرمز شده ونهايتا نمي تواند اكسيژن را با خود حمل كند،به اين حالت متهموگلوبینميا گویند (بعضی آن را بعنوان سندرم کودکان آبی شناخته اند) در صورت عدم حضور اكسيژن ، سلولهای بدن ممکن است بميرند ويا‌ پوست کبود شود. در افراد بالای یکسال ،توانایی سریع تبدیل متهموگلوبین به هموگلوبین وجود دارد و علی رغم سطح بالای نیترات و نیتریت ، مقدار متهموگلوبین در سلولهای قرمز خون کمتر باقی می ماند، به هر حال در کودکان زیر شش ماه ، سیستم آنزیمی آنها به دلیل عدم تكامل ، توانایی کاهش متهموگلوبین به هموگلوبین را ندارند و متهموگلوبینميا اتفاق میافتد. همچنین در افراد سالمند که به دلایلی سیستم آنزیمی آنها صدمه دیده ممکن است ، همين اتفاق بیافتد.درسال ۱۹۶۲ ، انجمن بهداشت عمومی امریکا: حد مجاز نیترات درآب آشامیدنی را بر حسب نيتروژن ۱۰ ميلي گرم در ليتر( بر حسب نيترات ۵۰ ميلي گرم در ليتر)توصیه نمود .این استاندارد بمنظور حفظ سلامت کودکان، براساس دانسته هاي قابل دسترس تعيین شد ، عامل بالقوه خطرناک دیگر برای سایر افراد بستگی به واکنش های فردی و دریافت نیتریت و نیترات از همه منابع دارد. در طی دوره سال های ۱۹۹۲-۱۹۷۰ ایالات متحده ، دربررسي زمین شناسی ، میزان نیتروژن – نیترات ۹% از چاههای خصوصی را بیشتر از حد مجاز ۱۰ ميلي گرم درليتر بر حسب نيتروژن اعلام نمود. از آن زمان به بعد سازمان حفاظت محیط زیست (EPA) حداکثر سطح مجاز نیترات در آب آشامیدنی را بر حسب نيتروژن نيترات ۱۰ ميليگرم درليتر( برحسب يون نيترات ۵۰ ميلي گرم درليتر)و سطح مجاز نيتروژن- نیتریت ۱ ميلي گرم درليتر( بر حسب يون نيتريت ۳ ميلي گرم در ليتر) پذیرفت .در بررسي های بعدی برای تغییر استانداردها ، دلایلی برای تغییر آن وجود نداشت ، به هر حال تعیین سطح دقیق غلظت نیتروژن در آب برای اعلام سالم یا ناسالم بودن آن مشکل است. مسئله اي كه باید مورد توجه قرار گیرداين است كه نیتروژن ممکن است از غذا و یا سایر منابع دیگر نيز دریافت گردد .علي رغم اينكه حداکثر سطح مجاز ( MCL)) نیتروژن _ نیترات در آب آشامیدنی ۱۰ ميليگرم درليتر( برحسب نيترات ۵۰ ميلي گرم درليتر)تعیین شده ، موارد ی از تماس كودكان با آبهاي آشاميدني بالاتر از حد مجاز وجود داشته كه متهموگلوبینميا در بين آنان مشاهده نشده است .راهنمای قطعی برای اینکه در يك محدوده خاص متهموگلوبینما رخ دهد ،تعیین نشده است. بنا بر این بهتر است در صورتیکه نیترات آب بیشتر از حدمجاز باشد ، برای تهیه غذا و شیر کودکان از سایر منابع آبی دیگر استفاده نمود، همچنین ، گزارشاتي مبنی بر نقص هایي در هنگام زایمان به دلیل مصرف آب آشاميدني آلوده به نيترات وجود دارد .بنابر این توصیه میگردد ، مادران باردار از آب آشامیدنی که نیترات آن بالاتر از حد مجاز است مصرف ننمایند. همچنین توصیه میگردد مادران شیر ده نیز به دلیل انتقال نیترات از راه شیر به بچه ، از آبهای دارای نیترات بالاتر از حد مجاز مصرف ننمایند.در افراد بزرگسال که در معرض محدوده بالاتر از میزان تعیین شده ،قرار گرفته اند اثرات سوء بر سلامت آنان کمتر مشاهده شده است و بدون اینکه اثرات سمی داشته باشند میتوانند آبهای آشامیدنی با غلظت بالاتر رامصرف نمایند .اما چون ممکن است درمدت زمان طولانی مصرف آبهای دارای نیترات بالا ، اثرات مزمن بر جای بگذارد ،توصیه می شود که کمتر مصرف شود .اگر به استناد نتایج آزمایشات ، سطح نیترات آب بالاتر از حدمجاز اعلام شدو فقط بزرگسالان يا بچه های بزرگتراز آن آب مصرف می کنند لازم است با پزشک محل مشورت وتوصیه های درمانی را مد نظر قرارداد.خطر بروز سرطان درآبها و یا غذاهایی که نیترات ونیتریت داشته اند ،گزارش شده است ،احتمالاً نیترات در بدن با آمین ها یا آمیدها واکنش نشان داده ونیتروز آمین تشکیل می شود که عامل شناخته شده سرطان میباشد. قبل از تشکیل نیتروز آمین ،نیترات باید به نیتریت تبدیل شود.اهمیت خطربروز سرطان به دلیل وجود نیترات در آبهای آشامینی شناخته شده نیست .آلودگی باکتریولوژیکی در آب ممکن است بطور خاصی به قابلیت حضور نیترات در آب کمک کند منابع آبهای آشامیدنی که نیترات آن بر حسب نيتروژن بالاتر از ۱۰ ميليگرم درليتر( برحسب نيترات ۵۰ ميلي گرم درليتر) می باشد ،باید از نظر آلودگی باکتریولوژیکی نیز آزمایش شوند .وجود هم نیترات و هم آلودگی باکتریولوژیکی ،در چاههای غير بهسازي، ممکن است به دلیل نفوذ آبهای سطحی، مواد زائد جامد، فاضلاب يا منابع دیگر باشد

آزمایشات :

آزمایش آب برای تعیین میزان نیترات ، توسط يكي از مراکز پايش کیفی ادارات محیط زیست ، آزمایشگاههای مراكزبهداشت شهر یا استان يا آزمایشگاههای خصوصي ضروری است .آزمایشگاهی باید انتخاب گردد که کیت مناسب راجهت تعیین میزان نیترات داشته باشد ،اين کیت شامل بطری استریل نمونه برداری، فرم ثبت اطلاعات ،دستورالعمل نمونه برداری و جعبه ارسال نمونه می باشد. دستورالعمل نمونه برداری ، بمنظور نحوه نمونه گیری نيزباید تهیه شود.نمونه برداری بر اساس دستورالعمل مربوطه و با دقت کامل بنحویکه نمونه بدست آمده نماینده کل نمونه باشد، باید انجام گیردو سپس نمونه با مشخصات کامل، فوراً به آزمایشگاه ارسال گردد. از ارسال نمونه در آخر هفته یا تعطیلات اجتناب کنید ،اگر چه کیت های صحرایی برای اندازه گیری میزان غلظت نیترات دردسترس است اما دقت آنها به اندازه روش های آزمایشگاهی نیست چرا كه حضورمواد شیمیایی و یا تغییر درجه حرارت ممکن است در زمان استفاده از کیت ،بر روی نتایج آن تاثیر بگذارد .تستهای آزمایشگاهی ،نتایج دقیق و قابل اعتمادی راارائه میدهند.

تفسيرنتایج آزمایشگاهی :

غلظت نیترات بر حسب میلی گرم در لیتر یا قسمت در میلیون (ppm) گزارش می گردد . بعضی از آزمایشگاهها نیترات رابر حسب نیتروژن –نیترات ( N-NO۳) بیان می کنند ،که منظور مقدار نیتروژن در نیترات می باشد و بعضی از آزمایشگاهها کل نیترات را (NO۳) گزارش می دهند. .برای اطمینان ،گزارشات را بر اساس میزان نيتروژن- نيترات یا يون نيترات کنترل کنید و آن را در سیستم گزارش دهی مقایسه کنید ، بر حسب نيتروژن –نيترات ۱۰ ميلي گرم درليتر وبر حسب يون نيترات ۵۰ ميلي گرم در ليتر تعيين شده است.سازمان حفاظت محیط زیست آزمایش منظم را برای تعیین نیترات و نیتریت در سیستم آبرسانی عمومی ضروری دانسته و نتایج بایستی در دسترس متوليان امر قرار گیرد .اگر نتایج تست، حاكي از افزایش غلظت نیترات بالاتر از حدمجاز استاندارد باشد، ،به معنی اعلام خطر بوده و تصفیه باید انجام گیرد .اغلب برای تصفیه، آب رابا منبع آب دیگر که میزان نیترات آن کمتر از حد مجاز است مخلوط نموده ( اختلاط) تا به حد متوسط و یا حد استاندارد EPA برسد.

انتخاب ها:

دوگزينه اصلی برای زمانیکه نیترات منابع آب مصرفی بالاتر از حد استاندارد باشد وجود دارد :جايگزين نمودن منابع آبي ديگر يا كاربردبعضی از روشها ی تصفیه برای حذف نیتراتقبل از تعیین منابع آبی جایگزین و یا حذف نیترات ، پیش بینی لازم برای هزينه مورد نیاز تهیه تجهیزات تصفیه و یا منابع جایگزین باید انجام گیرد. اگر آلودگی نیترات مربوط به محل نگهداری دام یا فاضلاب انسانی باشد ضروری است که با حفر چاه در محل دیگر و یا چاه عمیق تر دريك سفره زيرزميني دیگر، منابع آبی کافی را تهيه نمود.اگر منبع آبي كه ميزان نيترات آن بيشتر ازحد مجاز است ، ازنوع چاه های کم عمق باشد ، ممکن است لایه هاي عمیق تر آلوده نشده باشد بنابراين ،سفره های عمیق تر آب بوسیله لایه های خاک رس یا لایه های غير قابل نفوذ بمنظور جلوگیری از نفوذ آلودگی آب به سفره های پایین تر باید محافظت گردد. چاه باید به نحوي بهسازي گردد که مانع نفوذ آلودگی به آن گردد که میتوان با دوغاب سیمان سطح داخلی آن راغیر قابل نفوذ کرد. چاههای جدید برای کاربرد منابع آب انساني باید دارای استانداردهای لازم باشند. چاه باید کاملاً از هر نوع منابع آلاینده دور باشد.

تصفیه :

نیترات به سه روش از آب حذف می گردد : تقطیر _ اسمز معکوس _تبادل یونی،تجهیزات موردنیاز برای این فرآیندها از طریق سازنده های متعدد قابل دسترسی است .فیلترهای جذب کربن ، فیلترهای مکانیکی از انواع مختلف واستانداردهای سختی گیری آب ،نیتروژن و نیترات را حذف نمیکنند.فرآیند تقطیر شامل گرم کردن آب تا نقطه جوش ، جمع آوری و متراکم کردن بخارات باسیم پیچ فلزی ،‌که تقریباً در این فرآیند ۱۰۰٪ نیتروژن –نیترات حذف می شود.تنها با جوشاندن آب، غلظت نیترات كاهش نمي يابد بلكه مرحله جمع آوری و متراکم نمودن بخارات آب جوشیده است كه نیترات را حذف مي نمايد وآب بدون نیترات بدست می آید.در فرآیند اسمز معکوس ، با فشار، آب را از میان غشاء نیمه تراوا عبور میدهندو.در حین عبور آب از فیلتر ، آلودگی نیترات حذف می گردد . مطابق اظهارات سازندگان حدود ۹۵-۸۵٪ نیترات به روش اسمز معکوس حذف می گردد. میزان حذف واقعی ممکن است متفاوت باشد که به کیفیت آب ورودی ،سیستم فشار و درجه حرارت آب بستگي دارد.فرایند تبادل یونی برای حذف نیترات بر اساس همان روش سبک کننده های آب خانگی عمل می کند. طبق استاندارد سبک کننده های آب ،یون کلسیم ومنیزیوم با یون سدیم تعویض می گردد .به هر حال در فرآیند حذف نیترات ،آنیون ها با رزین های مورد استفاده تعویض و در حین عبور از رزین ها ،یون های کلراید جایگزین یون های سولفات و نیترات می شود. از آنجا ئیکه رزین هایی که با آنیون ها مبادله می شوند ،در اولویت انتخاب ،سولفات را به نیترات ترجيح می دهند. ميزان سولفات در آب ، یکی از فاکتورهای مهم درکارآئی سیستم تبادل یونی برای حذف نیترات می باشد.کلیه روشهای فوق بمنظور حذف نیترات در آب ،نسبتاً پر هزینه ميباشند، هم هزینه اولیه و هم هزینه بهره برداری باید مورد توجه قرار گیرد. هزینه بهره برداری شامل : انرژی مورد نیاز برای بهره برداری سیستم ، آب مورد نیاز سیستم شستشو فیلترها، تعمیرات و نگهداری عمومی. صرفنظر از کیفیت تجهیزات خریداری شده ، ممکن است بهره برداری از سیستم رضايت بخش نباشد ، مگر اینکه نگهداری آن مطابق با توصیه سازنده باشد. نگهداری تجهیزات شامل تمیز کردن دوره ای و تعویض بعضی ازقطعات آن بوده و همچنین هزینه های نصب تجهیزات نيز بايستي مورد توجه قرار گیرد.

خلاصه :

نیترات در آبهای آشامیدنی بالاخص برای کودکان میتواند مشکل ساز باشد. آزمایش آب تنها راهی است که غلظت نيترات را تعيين وبر اساس نتيجه آن مي توان حدقابل قبول يا غير قابل قبول استاندارد را تعيين نمود ،برای جلوگیری از آلودگی نیترات در آبهای آشامیدنی ، راهکار اصلی همان انتخاب محل مناسب براي حفرچاه وبهسازی آ ن میباشد .مدیریت صحیح وکاربردی میتواند خطر آلودگی را در مناطقي که کود و فضولات حیوانی وجود دارد ،‌کاهش دهد و به حفظ و ایمنی منابع آب کمک نماید. اگر نیترات در آب آشامیدنی بالاتر از حد استاندارد باشد باید منبع جایگزین دیگر انتخاب شود و یا نسبت به تصفیه آب اقدام نمود . منبع آب جایگزین ممکن است آبهای بطری شده بخصوص برای تهیه غذای کودکان يا یک چاه جدید در یک موقعیت دیگرباشد تصفیه آب هم شامل تقطیر، اسمز معکوس و تبادل یونی است .