Аміак
У природній воді аміак утворюється при розкладанні органічних речовин, що містять азот. Добре розчині у воді з сполуки гідроксиду амонію.
| ГДКв аміаку складає 40 мг/дм3, ГДКвр - 0.08 мг/дм3 (лімітуюча ознака шкідливості - токсикологічна [3]. |
Амоній
Вміст іонів амонію в природних водах варіює в інтервалі від 10 до 200 мкг/л у перерахунку на азот. Присутність у незабруднених поверхневих водах іонів амонію пов'язано головним чином із процесами біохімічної деградації білкових речовин, дезамінування амінокислот, розкладання сечовини під дією уреази. Основними джерелами надходження іонів амонію у водні об'єкти є тваринницькі ферми, господарсько-побутові стічні води, поверхневий стік із сільгоспугідь при використанні амонійних добрив, а також стічні води підприємств харчової, коксохімічної, лісохімічної і хімічної промисловості. У стоках промислових підприємств міститься до 1 мг/дм3 амонію, у побутових стоках - 2-7 мг/дм3; із господарсько-побутовими стічними водами в каналізаційні системи щодоби надходить до 10 г амонійного азоту (у розрахунку на один жителя) [1].
При переході від олиготрофних до мезо- і эвтрофним водойм зростають як абсолютна концентрація іонів амонію, так і їхня частка в загальному балансі пов'язаного азоту.
| Гранично допустима концентрація у воді водойм господарсько-питного і культурно-побутового водокористування (ГДКв) встановлена в розмірі 2 мг/дм3 по азоті або 2.6 мг/дм3 у виді іона NH4+ |
Присутність амонію в концентраціях порядку 1 мг/дм3 знижує спроможність гемоглобіну риб зв'язувати кисень. Ознаки інтоксикації - порушення, судороги, риба метається по воді і вистрибує на поверхню. Механізм токсичної дії - порушення центральної нервової системи, поразка зябрового епітелію, гемоліз (розрив) еритроцитів. Токсичність амонію зростає з підвищенням pН середовища [8].
Підвищена концентрація іонів амонію може бути використана в якості індикаторного показника, що відбиває погіршення санітарного стану водного об'єкту, процесу забруднення поверхневих і підземних вод, у першу чергу, побутовими і сільськогосподарськими стоками.
Нітрати
Присутність нітратних іонів у природних водах пов'язано з:
4. внутрішніми процесами у водоймі- нітрифікації амонійних іонів при участі кисню під дією нітрифкуючих бактерій
5. ; атмосферними опадами, що поглинають оксиди азоту, що утворюється при атмосферних електричних розрядах, (концентрація нітратів в атмосферних опадах досягає 0.9 - 1 мг
6. промисловими і господарсько-побутовими стічними водами особливо після біологічного очищення, коли концентрація досягає 50 мг/дм3;
7. стоком із сільськогосподарських угідь і зі стоками води зі зрошуваних полів, на яких застосовуються азотні добрива.
Головними процесами, спрямованими на зниження концентрації нітратів, є споживання їх денітрифікуючими бактеріям і фітопланктоном, що при недостачі кисню використовують кисень нітратів для окислювання органічних речовин.
У поверхневих водах нітрати знаходяться в розчиненій формі. Концентрація нітратів у поверхневих водах схильна до сезонних коливань: мінімальна у вегетаційний період, вона збільшується у восени і досягає максимуму зимою, коли при мінімальному споживанні азоту відбувається розкладання органічних речовин і перехід азоту з органічних форм у мінеральні. Амплітуда сезонних коливань може бути одним із показників евтрофіровання водного об'єкта. [3], [2].
| У незабруднених поверхневих водах концентрація нітратів-іонів не перевищує розміру порядку десятків мікро грамів у літрі (у перерахунку на азот). З наростанням евтрофікації абсолютна концентрація нітратного азоту і його частки в сумі мінерального азоту зростають, досягаючи n. 10-1 мг/дм3. У незабруднених підземних водах вміст нітратних іонів звичайно виражається сотими, десятими частками міліграма і рідше одиницями міліграмів у літрі. Підземні водоносні пласти в більш схильні нітратному забрудненню, чим поверхневі водойми (тому що відсутній споживач нітратів) [5]. |
Значення гранично припустимих концентрацій нітратів для овочів і фруктів, мг/кг [8]
| Культура | ГДКпр. | Культура | ГДКпр. |
| Листові овочі | 250 | Картопля | 2000 |
| Перець солодкий | 900 | Капуста рання | 200 |
| Кабачки | 250 | Морква | 400 |
| Дині | 150 | Томати | 90 |
| Кавуни | 150 | Огірки | 60 |
| Виноград столовий | 1400 | Буряк столовий | 60 |
| Яблука | 80 | Цибуля ріпчаста | 60 |
| Груші | 600 | Цибуля перо | 60 |
При тривалому вживанні питної води і харчових продуктів, що містять значні кількості нітратів (від 25 до 100 мг/дм3 по азоту), різко зростає концентрація метгемоглобину в крові. Вкрай тяжко протікають метгемоглобинування в грудних дітей (насамперед, штучно годованих молочними сумішами, приготованими на воді з підвищеним - порядку 200 мг/дм3 - вмістом нітратів) і в людей, що страждають серцево-судинними захворюваннями. Особливо небезпечні грунтові води, що живлять криниці, оскільки у відкритих водоймах нітрати частково споживаються водними рослинами.
Присутність нітрату амонію в концентраціях порядку 2 мг/дм3 не викликає порушення біохімічних процесів у водоймі; гранична концентрація цієї речовини, що не впливає на санітарний режим водойми, 10 мг/дм3. Концентрації шкідливих сполук азоту (у першу чергу, амонію) для різноманітних видів риб складають розміри порядку сотень міліграмів [8].
Поряд з описаними ефектами впливу значну роль грає той факт, що азот - це один із першорядних біогенних (необхідних для життя) елементів. Саме цим обумовлене застосування сполук азоту в якості добрив, але, з іншого боку, із цим пов'язаний внесок винесеного із сільськогосподарських земель азоту в розвиток процесів евтрофікації (неконтрольованого росту біомаси) водойм. Так, з одного гектара зрошуваних земель виноситься у водяні системи 8-10 кілограмів азоту.
| Гранично допустима концентрація у воді водойм (ГДКв) встановлена в розмірі 10 мг/л по азоті або 45 мг/л у вигляді іону NO3- (лімітуючий показник шкідливості, - санітарно-токсикологічний). У вимогах до складу води господарсько-питного призначення також зазначений норматив, що відповідає 10 мг/дм3 по азоті або 45 мг/дм3 у вигляді іона NO3- (тотожно дорівнює стандарту США для питної води). |
Нітрити
Являють собою проміжний щабель у ланцюзі бактеріальних процесів окислювання амонію до нітратів (нітрифікація - тільки в аеробних умовах) і, навпаки, відновлення нітратів до азоту й аміаку (денітрифікація - при нестачі кисню). Подібні окисно-відновні реакції характерні для станцій аерації, систем водопостачання і власне природних вод. Крім того, нітрити використовуються в якості інгібіторів корозії в процесах водопідготовки технологічної води і тому можуть потрапити у системи господарсько-питного водопостачання. Широко відомо також застосування нітритів для консервування харчових продуктів.
У поверхневих водах нітрити знаходяться в розчиненому виді. У кислих водах можуть бути присутнім невеличкі концентрації азотистої кислоти (HNO2) (не дисоційованої на іони). Підвищений вміст нітритів вказує на посилення процесів розкладання органічних речовин в умовах більш повільного окислювання NO2- у NO3-, що вказує на забруднення водного об'єкта, тобто є важливим санітарним показником [3].
| Концентрація нітритів у поверхневих водах складає соті (іноді навіть тисячні) частки міліграма в 1дм3; у підземних водах концентрація нітритів звичайно вище, особливо у верхніх водоносних обріях (соті, десяті частки міліграма в 1дм3). |
Сезонні коливання нітритів характеризуються відсутністю їх зимою і появою навесні при розкладанні неживої органічної речовини. Найбільша концентрація нітритів спостерігається наприкінці літа, їхня присутність пов'язана з активністю фітопланктону (встановлена здатність діатомових і зелених водоростей відновлювати нітрати до нітритів). Восени вміст нітритів зменшується.
Однієї з особливістю розподілу нітритів по глибині водного об'єкта є добре виражені максимуми, звичайно поблизу нижньої межі термокліну й у гіполімніоні, де концентрація кисню знижується найбільше різко [2].
| Гранично допустима концентрація нітритів у воді водойм (ГДКв) встановлена в розмірі 3.3 мг/дм3 у виді іона NO2- або 1 мг/дм3 у перерахунку на азот нітритів. Показник шкідливості - санітарно-токсикологічний. |
Відповідно до вимог глобальної системи моніторингу стана навколишнього середовища (ГСМОС/GEMS) нітрит - і нітрат-іони входять у програми обов'язкових спостережень за складом питної води і є важливими показниками ступеня забруднення і трофічного статусу природних водойм.
Сума мінерального й органічного фосфору.
Так само, як і для азоту, обмін фосфором між його мінеральними й органічними формами з одного боку, і живими організмами - з іншого, є основним чинником, що визначає його концентрацію.