ნიტრატები და სხვა ქიმიური მინარევები წყალში - რას ნიშნავს და როგორ მოვაშოროთ?
წყალი შეიძლება იყოს სრულიად გამჭვირვალე, არ ჰქონდეს უსიამოვნო სუნი ან გემო და მაინც შეიცავდეს ისეთ გახსნილ ქიმიურ ნივთიერებებს, რომელთა აღმოჩენაც მხოლოდ ლაბორატორიული ანალიზით არის შესაძლებელი.
ასეთი ნივთიერებები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი ხდება ჭაბურღილის, წყაროსა და სხვა მიწისქვეშა წყლების შემთხვევაში, რადგან წყალი ნიადაგსა და ქანებში გადაადგილებისას ბუნებრივად ხსნის სხვადასხვა მინერალს, ხოლო სასოფლო-სამეურნეო საქმიანობის, სასუქების, საკანალიზაციო სისტემებისა და სხვა წყაროების გავლენით მასში შეიძლება მოხვდეს ნიტრატები და სხვა არასასურველი ნაერთებიც.
ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ასეთი მაჩვენებელია ნიტრატების შემცველობა.
რა არის ნიტრატები?
ნიტრატი (NO₃⁻) აზოტის ბუნებრივი ნაერთია და აზოტის ციკლის ჩვეულებრივი ნაწილია. მცირე რაოდენობით ის ბუნებრივად გვხვდება ნიადაგში, წყალსა და მცენარეებში.
პრობლემა ჩნდება მაშინ, როდესაც წყალში ნიტრატის კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად იზრდება.
მიწისქვეშა წყალში ნიტრატების გავრცელების წყაროებია:
- აზოტოვანი სასუქების ინტენსიური გამოყენება;
- ცხოველური ნაკელი და სასოფლო-სამეურნეო ჩამონადენი;
- გაუმართავი ან არასწორად განთავსებული სეპტიკური ავზები;
- საკანალიზაციო წყლის გაჟონვა;
- ორგანული ნარჩენების დაშლა;
- ზედაპირული დაბინძურების მიწისქვეშა წყლებში მოხვედრა.
USGS-ის წყლის კვლევების მიხედვით, სასუქებიდან, ნაკელიდან და ჩამდინარე წყლებიდან წარმოქმნილი აზოტის ნაერთები შეიძლება ნიადაგში ჩაიჟონოს და საბოლოოდ მიწისქვეშა წყლებში აღმოჩნდეს. ზედაპირთან ახლოს განლაგებული წყალშემცველი ფენები ასეთი დაბინძურების მიმართ განსაკუთრებით მოწყვლადია.
რატომ არის ნიტრატები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი ჭაბურღილის წყალში?
მიწისქვეშა წყალი ხშირად ძალიან სუფთად გამოიყურება. ნიტრატებით დაბინძურება შეიძლება საერთოდ არ იწვევდეს:
ფერის ცვლილებას, სიმღვრივეს, სუნს ან განსაკუთრებულ გემოს.
სწორედ ამიტომ წყლის ვიზუალური შეფასება საკმარისი არ არის.
განსაკუთრებით ყურადღებით უნდა შემოწმდეს ჭაბურღილი, თუ მის სიახლოვეს არის სასოფლო-სამეურნეო მიწა, სასუქების გამოყენების ადგილი, ცხოველების სადგომი, სეპტიკური ავზი ან სხვა პოტენციური დაბინძურების წყარო. WHO ასევე განსაკუთრებულ ყურადღებას ამახვილებს ჭაბურღილის დაცვაზე სეპტიკური სისტემების, ნაკელისა და ზედაპირული ჩამონადენისგან.
რა რაოდენობის ნიტრატია დასაშვები სასმელ წყალში?
საქართველოში მოქმედი სასმელი წყლის ტექნიკური რეგლამენტით, ნიტრატების მაქსიმალური ნორმა განსაზღვრულია:
ნიტრატი (NO₃⁻) - 50 მგ/ლ
ამავე რეგლამენტში ნიტრიტებისთვის მითითებულია:
ნიტრიტი (NO₂⁻) - 0.2 მგ/ლ
რეგლამენტი ასევე ადგენს ზღვრულ მნიშვნელობებს დარიშხნის, ტყვიის, კადმიუმის, ვერცხლისწყლის, ნიკელის, ქრომის, ფტორიდების და სხვა ქიმიური ნივთიერებებისთვის. საქართველოს სასმელი წყლის ტექნიკური რეგლამენტი შეგიძლია იხილო აქ.
WHO-ს სასმელი წყლის ხარისხის სახელმძღვანელოში ნიტრატის სახელმძღვანელო მნიშვნელობაც 50 მგ/ლ-ს შეადგენს, როგორც NO₃⁻.
ზოგიერთ უცხოურ ლაბორატორიულ პასუხში შეიძლება შეგხვდეს განსხვავებული ჩანაწერი - მაგალითად nitrate as nitrogen / NO₃-N. ასეთ შემთხვევაში რიცხვები პირდაპირ არ უნდა შეადარო NO₃⁻-ით გამოხატულ შედეგს, რადგან განსხვავებული საანგარიშო ერთეული გამოიყენება. მაგალითად, აშშ-ის EPA ნიტრატის მაქსიმალურ დონედ 10 მგ/ლ-ს ადგენს აზოტზე გადაანგარიშებით, რაც დაახლოებით 44 მგ/ლ NO₃⁻-ს შეესაბამება.
რატომ შეიძლება იყოს მაღალი ნიტრატის შემცველობა პრობლემა?
ორგანიზმში ნიტრატის ნაწილი შეიძლება ნიტრიტად გარდაიქმნას. ნიტრიტმა კი შეიძლება ხელი შეუშალოს ჰემოგლობინის მიერ ჟანგბადის ნორმალურად გადატანას.
ყველაზე მგრძნობიარე ჯგუფს წარმოადგენენ ჩვილები, განსაკუთრებით ექვს თვემდე ასაკში, როდესაც მაღალი ნიტრატის შემცველი წყალი გამოიყენება ხელოვნური საკვების მოსამზადებლად. ამ მდგომარეობას მეტჰემოგლობინემია ეწოდება და ის ხშირად ცნობილია როგორც „blue baby syndrome“.
WHO-ს მიერ განსაზღვრული 50 მგ/ლ-იანი ნიტრატის სახელმძღვანელო მნიშვნელობა სწორედ ყველაზე მგრძნობიარე ჯგუფების დაცვის გათვალისწინებით არის განსაზღვრული.
ამიტომ მაღალი ნიტრატის შემცველობა უბრალოდ წყლის „ხარისხის“ ან გემოს საკითხი არ არის - სასმელი წყლის შეფასებისას ეს უსაფრთხოების ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ქიმიური პარამეტრია.
ნიტრატები ერთადერთი უხილავი ქიმიური პრობლემა არ არის
წყალში შეიძლება გახსნილი იყოს ათეულობით განსხვავებული ნივთიერება. მათი ნაწილი ბუნებრივი წარმოშობისაა, ნაწილი კი ადამიანის საქმიანობის შედეგად ხვდება წყალში.
მნიშვნელოვანი პარამეტრები შეიძლება იყოს:
- დარიშხანი;
- ტყვია;
- კადმიუმი;
- ვერცხლისწყალი;
- ნიკელი და ქრომი;
- ფტორიდები;
- ქლორიდები და სულფატები;
- ნატრიუმი;
- ნიტრატები და ნიტრიტები;
- პესტიციდები და სხვა ორგანული ნაერთები.
ზოგი მათგანი პირველ რიგში წყლის გემოს, კოროზიულობას ან ტექნიკურ თვისებებს ცვლის, ზოგი კი ჯანმრთელობის კუთხით კონტროლირებადი დამაბინძურებელია. ამიტომ „წყალში ბევრი მინერალია“ და „წყალი ქიმიურად დაბინძურებულია“ ერთი და იგივე არ არის.
TDS აჩვენებს თუ არა, რამდენად უსაფრთხოა წყალი?
ეს ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული გაუგებრობაა.
TDS - Total Dissolved Solids გვიჩვენებს წყალში გახსნილი ნივთიერებების საერთო რაოდენობას, მაგრამ არ გვიჩვენებს კონკრეტულად რა ნივთიერებებია წყალში.
მაგალითად, ერთ წყალში TDS-ის მნიშვნელოვანი ნაწილი შეიძლება შედგებოდეს კალციუმის, მაგნიუმისა და ბიკარბონატებისგან, ხოლო მეორე წყალში განსხვავებული გახსნილი იონები იყოს.
ამიტომ:
დაბალი TDS ≠ ავტომატურად უსაფრთხო წყალი
და
მაღალი TDS ≠ ავტომატურად საშიში წყალი.
EPA-ს კლასიფიკაციაშიც TDS-ის 500 მგ/ლ მნიშვნელობა Secondary Drinking Water Standard-ად არის წარმოდგენილი - ანუ ის პირველ რიგში გემოს, მინერალიზაციის, ნალექისა და სხვა ესთეტიკურ/ტექნიკურ მახასიათებლებს უკავშირდება და არა კონკრეტული საშიში ნივთიერების კონცენტრაციის განსაზღვრას.
TDS მეტრით ვერ გაიგებ, მაგალითად, წყალში რამდენი ნიტრატი, დარიშხანი ან კონკრეტული მძიმე მეტალია.
ამისთვის საჭიროა ქიმიური ლაბორატორიული ანალიზი.
როგორ გავიგოთ, არის თუ არა წყალში ნიტრატები?
ყველაზე სანდო გზა ლაბორატორიული კვლევაა.
ჭაბურღილის ან წყაროს წყლის შემთხვევაში სასურველია ანალიზი არ შემოიფარგლოს მხოლოდ TDS-ით, სიხისტით ან pH-ით.
წყლის წყაროსა და გარემოს მიხედვით შეიძლება საჭირო იყოს ისეთი მაჩვენებლების შემოწმებაც, როგორიცაა:
ნიტრატები, ნიტრიტები, ამონიუმი, რკინა, მანგანუმი, სიხისტე, ქლორიდები, სულფატები, დარიშხანი, მძიმე მეტალები და მიკრობიოლოგიური მაჩვენებლები.
საქართველოს ტექნიკური რეგლამენტიც წყლის ქიმიური მონიტორინგის პარამეტრებს შორის ცალკე გამოყოფს აზოტის ფორმებს — ამიაკს, ნიტრატსა და ნიტრიტს.
რომელი ფილტრი აშორებს ნიტრატებს?
ყველა წყლის ფილტრი ერთნაირად არ მუშაობს.
ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ნიტრატების შემთხვევაში, რადგან ნიტრატი წყალში გახსნილი იონია.
მექანიკური ფილტრი - არა
5, 10 ან 20 მიკრონიანი მექანიკური კარტრიჯი ეფექტურია ქვიშის, ჟანგის, ნალექისა და სხვა მყარი ნაწილაკებისთვის.
მაგრამ გახსნილ ნიტრატს ის ვერ აშორებს.
აქტივირებული ნახშირი - არ არის ნიტრატის მოსაშორებელი ძირითადი ტექნოლოგია
აქტივირებული ნახშირი ძალიან ეფექტურია ბევრი ორგანული ნივთიერების, ქლორის, გემოსა და სუნის პრობლემების წინააღმდეგ, მაგრამ ნიტრატის მსგავსი ძლიერ ხსნადი იონის მოსაშორებლად ჩვეულებრივი ნახშირის ფილტრი არ არის განკუთვნილი.
ულტრაფილტრაცია - არა
ულტრაფილტრაცია ეფექტურია ძალიან მცირე ნაწილაკებისა და მიკროორგანიზმების შეკავებისთვის, მაგრამ წყალში გახსნილი ნიტრატის იონები მემბრანას გადიან.
უკუოსმოსი - ერთ-ერთი ეფექტური გამოსავალი
Reverse Osmosis - RO მემბრანული ტექნოლოგიაა, რომელიც წყლიდან გახსნილი მარილებისა და მრავალი სხვა ქიმიური კომპონენტის შემცირებისთვის გამოიყენება.
WHO ნიტრატების მოცილების ეფექტურ ტექნოლოგიებს შორის პირდაპირ ასახელებს:
- უკუოსმოსს (Reverse Osmosis);
- იონურ გაცვლას (Ion Exchange);
- ბიოლოგიურ დენიტრიფიკაციას;
- ელექტროდიალიზს.
WHO-ს მონაცემებით, სწორად დაპროექტებულ სისტემებში ამ ტექნოლოგიებით შესაძლებელია ნიტრატის მნიშვნელოვანი შემცირება; ამავე დროს ჩვეულებრივი კოაგულაცია, დალექვა, ფილტრაცია და ქლორირება ნიტრატის მოსაშორებლად ეფექტური არ არის. WHO-ს ტექნიკური ინფორმაცია შეგიძლია იხილო აქ.
Penn State Extension-იც საყოფაცხოვრებო პირობებში ნიტრატის შემცირების მეთოდებად უკუოსმოსს, შესაბამის იონურ გაცვლასა და დისტილაციას გამოყოფს.
წყლის ადუღება აშორებს ნიტრატს?
არა.
ადუღება ნიტრატს წყლიდან არ აშორებს.
უფრო მეტიც, როდესაც წყლის ნაწილი ორთქლდება, ნიტრატი დარჩენილ წყალში რჩება და მისი კონცენტრაცია შეიძლება გაიზარდოს. WHO სწორედ ამიტომ აფრთხილებს, რომ ნიტრატის პრობლემის დროს ხანგრძლივი ადუღება გამოსავალი არ არის.
ეს მნიშვნელოვანი განსხვავებაა მიკრობიოლოგიურ დაბინძურებასთან შედარებით: სითბოს შეუძლია მრავალი მიკროორგანიზმის ინაქტივაცია, მაგრამ გახსნილი ქიმიური ნივთიერება წყლიდან უბრალოდ არ ქრება.
რატომ არის წყლის ანალიზი საჭირო ფილტრაციის სისტემის შერჩევამდე?
წყლის ფილტრაციის სისტემის შერჩევა მხოლოდ ერთ მაჩვენებელზე არ უნდა იყოს დაფუძნებული.
მაგალითად, ერთ ჭაბურღილში მთავარი პრობლემა შეიძლება იყოს:
სიხისტე და რკინა,
მეორეში:
ნიტრატები და მიკრობიოლოგიური დაბინძურება,
ხოლო მესამეში ერთდროულად რამდენიმე ქიმიური პარამეტრი.
ამ შემთხვევებში საჭირო ტექნოლოგიებიც სრულიად განსხვავებულია.
სწორედ ამიტომ ჭაბურღილისა და ბუნებრივი წყაროს წყლის დამუშავებისას სწორი თანმიმდევრობაა:
წყლის ანალიზი → პრობლემის იდენტიფიცირება → შესაბამისი ტექნოლოგიის შერჩევა → სისტემის სწორად დაპროექტება.
არა პირიქით.
მთავარი, რაც უნდა გახსოვდეს
გამჭვირვალე და კარგი გემოს მქონე წყალი ყოველთვის არ ნიშნავს, რომ მისი ქიმიური შემადგენლობა იდეალურია.
ნიტრატები და ბევრი სხვა გახსნილი ნივთიერება შეიძლება წყალში იყოს ისე, რომ ამას ვერც ფერით, ვერც სუნით და ვერც გემოთი ვერ შეამჩნევ.
თუ ჭაბურღილის ან წყაროს წყალს იყენებ, განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია პერიოდული ლაბორატორიული კვლევა და წყლის რეალური შემადგენლობის ცოდნა.
ხოლო თუ ანალიზში ნიტრატების ან სხვა ქიმიური მაჩვენებლების გადაჭარბება დაფიქსირდა, ფილტრაციის ტექნოლოგია კონკრეტული შედეგების მიხედვით უნდა შეირჩეს.
Aquarea-ში შეგიძლია მოგვაწოდო წყლის ლაბორატორიული ანალიზი და მის საფუძველზე შევარჩიოთ შესაბამისი დამუშავებისა და ფილტრაციის სისტემა.