Нитраты — это соли азотной кислоты, часть азотных удобрений, которые смываются дождем с полей в реки и озера. Другой источник загрязнения воды нитратами — промышленные стоки и атмосферные осадки. Чаще количество нитратов наиболее высоко в колодцах, реках, прудах и неглубоких скважинах. С каждым годом концентрация нитратов в поверхностных источниках и в некоторых артезианских скважинах растет, что делает проблему удаления нитратов из воды актуальной.
На сегодняшний день по нормам СанПин предельно допустимая концентрация нитратов в воде не должна превышать 45 мг/л. Но этот показатель существенно меняется, если речь идет о маленьких детях до трех лет, ведь для них нитраты особенно токсичны. Если вы даете кипяченую воду из-под крана вашему ребенку, содержание нитратов в ней не должно превышать 15 мг/л. Для младенцев большое содержание нитратов не только в воде, но и в овощах может вызывать различные заболевания.
Известны два основных способа удаления нитратов из воды. Для очистки питьевой воды на рынке водоочистительного оборудования существует прекрасная технологическая разработка — система обратного осмоса. При необходимости удаления нитратов из всей используемой в доме воды наилучшим выбором является ионообмен. Фильтр на основе ионообменной смолы представляет собой колонну, в которую засыпается сильноосновный анионит преимущественно в Cl-форме. Сильноосновные аниониты — это смолы, характеризующиеся избирательностью или относительным сродством по отношению к удаляемым ионам согласно следующему ряду: сульфат (SO42-), нитрат (NO3-), хлорид (Cl-), бикарбонат ионы (HCO3-). Это значит, что реакция обмена между водным раствором и смолой будет протекать, если анион, находящийся в растворе, стоит в этом ряду перед анионом, находящемся на смоле. Применение анионообменных смол для очистки воды, содержащей нитраты, требует тщательного контроля. Когда нитрат-ионы накапливаются в смоле, происходит внезапный выброс нитратов за счет вытеснения их сульфат-ионами. Проскоки нитратов в очищенную воду, разумеется, ничего хорошего для вашего здоровья не несут, поэтому данные смолы следует применять с осторожностью и следить, чтобы регенерация солью NaCl проводилась до того, как начнется проскок нитратов. Необходим жесткий контроль расходуемой воды и, по возможности, не стоит совместно использовать смолу для удаления нитратов со смолой для умягчения воды.
Для предотвращения проскоков ионов нитрата очень важно производить расчет обменной емкости смолы. Такие расчеты должны учитывать относительное количество в воде сульфатов и нитратов. Если исходная вода содержит мало сульфатов или вообще их не содержит, этой проблемы в принципе не существует.
Все расчеты приводятся к общему знаменателю, в качестве которого выступает карбонат кальция CaCO3. Анализы воды могут оперировать концентрациями ионов по-разному, например ион нитрата NO3- или ион азота N5-. Важно знать, о чем идет речь в определенных анализах. Так, нормативом для питьевой воды по нитратам является концентрация 10 мг/л в пересчете на ион N5-, либо 45 мг/л в пересчете на NO3-, при этом речь идет об одних и тех же концентрациях, выраженных различным образом.
Если уровень нитратов выражается через ион NO3-, он приводится к СаСО3 умножением на 0,8. Если речь идет о содержании нитратов в пересчете на N5-, показатель следует умножать на 3,6. Для SO42- коэффициент приведения к СаСО3 равен 1,04. Данные для расчета должны предоставляться производителями оборудования или смолы.
Альтернативным ионному обмену по удалению нитратов является метод обратного осмоса, который весьма эффективен при удалении из питьевой воды не только нитратов, но и широкого спектра других солей. Использование системы обратного осмоса исключает проскок нитрат-ионов, даже если их концентрация в исходной воде резко меняется. Дело в том, что вода проходит несколько ступеней очистки. Сначала вода освобождается от механических примесей, а затем проходит через слой активированного угля для улучшения органолептических показателей. Далее фильтрация воды осуществляется на рулонном мембранном элементе, где отсеивается 90-98% неорганических и органических солей, в частности нитраты, а так же все бактерии и вирусы.
Для применения в квартире или доме использование обратноосмотических фильтров является наиболее эффективным способом удаления нитратов из питьевой воды.