Bài viết bàn về ảnh hưởng của Nitơ trong nước thải và chỉ số Nitơ ở một số nước thải cơ bản

Vật chất không tự sinh ra và không tự mất đi, chúng chuyển hóa từ chất này sang chất khác. Trong tự nhiên có 4 chu trình sinh địa hóa quan trọng bao gồm: chu trình nước, chu trình Cacbon, chu trình Nitơ và chu trình Photpho.

Kể từ năm 1900, con người bắt đầu tác động mạnh mẽ lên chu kỳ nitơ toàn cầu. Các hoạt động của con người, chẳng hạn như làm phân bón và đốt các nhiên liệu hóa thạch. Đây là tác động nghiêm trọng trên các hệ sinh thái của Trái Đất. Nitơ có trong nước thải và nước mặt ở dạng các oxit nitơ, là thành phần có  nguy cơ gây ngộ độc sinh vật thủy sinh(N_NH₄^–) và hiện tượng tảo nở hoa (N_NO₃^–). Nitơ có mặt trong nước từ khí hòa tan vào nước, quá trình phân hủy sinh vật. Ảnh hưởng của Nitơ trong nước đến môi trường và con người ra sao?

Nguồn gốc của Nitơ là gì?

Nguồn gốc của Nitơ trong tự nhiên

Trong môi trường nước tự nhiên, Nitơ có nguồn gốc từ phân và chất bài tiết cùng với quá trình phân hủy khi cơ thể sinh vật  khi chết đi.

+ Nước biển: 0,5ppm(các hợp chất nitơ vô cơ hòa tan không có N2).

+ Nồng độ Nitơ nước sông thay đổi mạnh mẽ, nhưng khoảng 0,25 ppm.

Tùy thuộc vào tính chất của nước, có thể tìm thấy nhiều hợp chất Nitơ vô cơ khác nhau. Trong bể hiếu khí, nitơ chủ yếu có mặt là N2 và NO3 –, tùy thuộc vào điều kiện môi trường, nó cũng có thể tồn tại ở dạng N2O, NH3, NH4 +, HNO2, NO2 – hoặc HNO3.

Trong nước mặt, Nitơ chủ yếu có nguồn gốc từ quá trình sử dụng phân bón, nước thải không được loại bỏ Nitơ. Hàm lượng phụ thuộc vào khu vực, mức độ sử dụng phân bón và có tiếp nhận nước thải hay không.

Nguồn gốc của Nitơ trong nước thải

Trong nước thải, Nitơ tồn tại phụ thuộc tùy vào ngành nghề sản xuất, đặc tính nước thải:

+ Nước thải chăn nuôi, giết mổ (550 – 1300 mg/L tổng Nitơ). nguồn Nitơ chủ yếu từ phân, lượng máu, mỡ cùng với lượng nước thải từ khâu giết mổ.

+ Nước thải sinh hoạt (50 – 150 mg/L) trong nước thải sinh hoạt Nitơ tồn tại chủ yếu ở dạng Amonia (chiếm 60%). Cao hơn Nitrit và Nitrat do trong hầm tự hoại không có oxy và sinh vật dị dưỡng thủy phân chất thải. Nồng độ Nitơ phụ thuộc vào mật độ dân cư, mức độ sử dụng nước, phong tục tập quán ăn uống.

Các hợp chất đóng vai trò quan trọng nhất của chu trình Nitơ là Amoni, Nitrit và Nitrat. Tổng Nitơ đại diện cho tổng hợp các hợp chất Nitơ hữu cơ và vô cơ. Đối với nước thải Kjeldahl-Nitrogen thường được áp dụng như là tiêu chuẩn để đánh giá hàm lượng Nitơ trong nước thải. Giá trị TKN (Tổng Kjeldahl Nitơ) là tổng hợp các hợp chất Nitơ hữu cơ và Nitơ Amonia (TKN = org-N + NH4_-N [mg/L]).

Hiện tượng phú dưỡng

Nitơ là nguyên tố chính trong thực phẩm cho tất cả các sinh vật. Bởi vì nó là một thành phần của tất cả các protein và axit amin mà sinh vật cần. Do đó mà lượng Nitơ ngoài môi trường đều có nguồn gốc từ sinh vật sống. Trong ao hồ, NH3 là thức ăn đối với sinh vật phù du, làm cho nồng độ nitơ ở trên mặt thấp hơn ở tầng đáy.

Khi nồng độ Nitơ tăng sinh vật phù du tăng lên, dẫn đến hiện tượng tảo nở hoa. Hiện tượng này gọi là phú dưỡng hóa nguồn nước.  Có nghĩa là dư thừa các chất dinh dưỡng dẫn đến thiếu oxy và cá chết. Trong khi đó, nồng độ Amoni thấp (1-5mg/L) có thể gây độc cho cá. Vi khuẩn sử dụng oxy để chuyển hóa thành NO2 sau đó làm giảm nồng độ oxy trong nước.

Quy chuẩn Việt Nam quy định cụ thể hàm lượng Nitơ trong nước thải và nước mặt như sau:

Ảnh hưởng của Nitơ trong nước đến con người:

Thành phần NH3 trong nước nhanh chóng làm giảm Oxy hòa tan do chúng sử dụng Oxy để diễn ra quá trình Nitrat hóa. Nitrat thường không được coi là độc hại, nhưng ở nồng độ cao, cơ thể có thể chuyển Nitrat thành Nitrit. Nitrit là các muối độc hại làm gián đoạn quá trình vận chuyển oxy trong máu bằng cách phá vỡ Hemoglobin thành Methemoglobin. Điều này gây buồn nôn và đau dạ dày cho người lớn. Đối với trẻ nhỏ, nó có thể cực kỳ nguy hiểm, vì nó nhanh chóng gây ra thiếu oxy máu.

Bài liên quan: 7 dạng tồn tại của Nitơ trong nước thải