Nitrāts

Kad liekās barības vielas, piemēram, nitrāti un fosfors, nonāk ūdenstilpē, bieži rodas kaitīgas aļģu ziedēšanas (HAB). Šie ziedi var radīt bīstamus toksīnus un izraisīt izšķīdušā skābekļa samazināšanos, kā rezultātā zivis iet bojā. Īpaši problemātiska ir aļģu ziedēšana ūdenstilpēs, kas kalpo kā dzeramā ūdens avoti.
HAB bīstamības dēļ daudzu ūdens kvalitātes uzraudzības programmu mērķis ir noteikt, kad ir pārmērīgs nitrātu līmenis. Apskatiet mūsu emuāra ziņu HABs|Viss, kas jums jāzina, lai uzzinātu vairāk.

Lietojot nitrātus, var rasties citas veselības problēmas, īpaši maziem bērniem. Pakļaušana dzeramajam ūdenim ar augstu nitrātu līmeni var izraisīt methemoglobinēmiju, kas pazīstama arī kā "zilā mazuļa sindroms". Šis stāvoklis bieži rodas, ja mākslīgā piena maisījumu zīdaiņiem pagatavošanai izmanto ūdeni ar pārmērīgu nitrātu.
Barošanai gatavu mākslīgo maisījumu zīdaiņiem ražotāji var izmantot dažādas metodes, lai izmērītu nitrātu savā produktā, piemēram, metodi, kas pieejama mūsu FS 3700 automatizētajam ķīmijas analizatoram.
Kad mazuļi uzņem nitrātus, baktērijas mutē un kuņģī tos reducē par nitrītiem – zīdaiņa kuņģis ir mazāk skābs nekā pieaugušajiem. Nitrīts saistās ar hemoglobīnu, veidojot methemoglobīnu, īpašu hemoglobīna veidu, kas nevar atbrīvot šūnām skābekli.
Visizplatītākais "zilā mazuļa sindroma" simptoms ir pelēcīgi zila krāsa, kas veidojas uz bērna lūpām; tas galu galā var izplatīties uz pārējām ķermeņa daļām, izraisot nāvi vissmagākajos gadījumos.3
Pieaugušajiem var attīstīties arī methemoglobinēmija un paaugstināts sirdsdarbības ātrums, vājums, slikta dūša un pat nāve.

Bez nitrātiem vidē var atrast arī citas ķīmiskās slāpekļa formas, piemēram, nitrītu un amonjaku. Slāpekļa cikls apraksta, kā tie pārvēršas no vienas formas uz otru. Vai vēlaties uzzināt vairāk par slāpekļa ciklu? Apskatiet šo Minesotas universitātes slāpekļa cikla pārskatu.
Viens no notekūdeņu attīrīšanas mērķiem ir slāpekļa atdalīšana, lai novērstu saņemošo ūdeņu pārmērīgu bagātināšanu. Slāpekļa cikla procesiem, īpaši nitrifikācijai un denitrifikācijai, ir būtiska nozīme šī mērķa sasniegšanā.
Procesā, ko sauc par nitrifikāciju, amonjaks tiek pārveidots par nitrītiem un galu galā par nitrātu. Šis process notiek ar aerobo baktēriju palīdzību – tām izdzīvošanai nepieciešams skābeklis.

Nitrīti un nitrāti, ko kopā sauc (NOx), tiek pārveidoti par slāpekļa gāzi un tiek izvadīti no notekūdeņiem bioloģiskas reakcijas rezultātā, kas pazīstama kā denitrifikācija. Šim procesam ir nepieciešams ļoti zems izšķīdušā skābekļa daudzums (DO) un pietiekams organiskā oglekļa daudzums, tāpēc nitrātu un ĶSP/BOD/DOC monitorings ir ļoti svarīgs denitrifikācijas procesa kontrolei.

Kā minēts iepriekš, augsts nitrātu līmenis var uzkurināt HAB, izraisot zivju bojāeju. Bet vai nitrāti ūdenī tieši ietekmē ūdens sugas, ja nav HAB?
Dabiskais nitrātu līmenis atsevišķos virszemes ūdeņos ir salīdzinoši zems – 1 mg/l vai mazāks.1 Šajā līmenī nitrāti nav kaitīgi, taču, ja nitrātu koncentrācija kļūst pārāk augsta, ūdens sugām var novērot negatīvu ietekmi uz veselību.
Viens pētījums, ko veica Saglabāšanas fonda Saldūdens institūts, pētīja akvakultūrā audzētu varavīksnes foreļu hroniskas iedarbības ietekmi uz pieticīgu nitrātu-slāpekļa līmeni (75 līdz 100 mg/l). Rezultāti liecināja par deformācijām un nozīmīgām uzvedības izmaiņām recirkulācijas akvakultūras sistēmās (RAS) šajos līmeņos. Apskatiet mūsu emuāra ziņu par šo tēmu: Nitrātu līmenis akvakultūrā var būt bīstamāks, nekā jūs domājat.

Nitrātu līmenis var veidoties RAS, jo zivis izdala amonjaku un biofiltrācijas sistēmas pārvērš to nitrātos. Nitrātu monitorings var palīdzēt informēt akvakultūras vadītājus, kad jāpielāgo darbības – tas var ietvert ūdens apmaiņas ātruma palielināšanu, denitrifikācijas vienības pievienošanu vai barības slodzes samazināšanu.

Nitrātu parasti izmanto kā konservantu bekonam, šķiņķim, salami un dažiem sieriem. Pētījumi ir saistījuši nitrātu izmantošanu ar nitrozamīnu veidošanos, no kuriem daži ir vēzi izraisoši savienojumi. Viens no veidiem, kā var veidoties nitrozamīni, ir tad, ja nitrīti, kas organismā dabiski pārvēršas no nitrātiem, atrodas proteīnu tuvumā; šis stāvoklis ir sastopams olbaltumvielām bagātā pārtikā, piemēram, konservētā gaļā. Gaļas konservus cepot augstā temperatūrā, ir vieglāk veidoties nitrozamīniem.
While nitrate's use as a preservative receives a considerable amount of attention, humans receive very little of their dietary nitrate intake from processed meat – only about 5%. Most of the dietary nitrate (>80%) mēs saņemam no dārzeņiem, un lapu zaļie dārzeņi bieži uzkrāj augstu nitrātu koncentrāciju.
Tā vietā, lai tos pievienotu kā konservantu, dārzeņi iegūst nitrātus no augsnes, kurā tie aug, un tiem, kas audzēti ar mēslojumu bagātinātā augsnē, ir augstāks līmenis nekā bioloģiskajos produktos.5 Dārzeņos esošie nitrāti mazāk veido nitrozamīnus, jo tie nav olbaltumvielām bagāti pārtikas produkti. Dārzeņi satur arī savienojumus (piemēram, C vitamīnu un polifenolus), kas palīdz samazināt nitrozamīna veidošanās iespēju.
Nitrāti dārzeņos var būt noderīgi, jo nitrāti ir saistīti ar slāpekļa oksīda ražošanu. Šī gāze var pazemināt asinsspiedienu un palīdzēt cīnīties ar infekcijām, kā arī citas priekšrocības.6 Jāņem vērā viena lieta – lai gan no dārzeņiem ir iespējams iegūt tik daudz nitrātu, ka var attīstīties methemoglobinēmija. var rasties, maz ticams, ka tas notiks.
Papildus nitrātu ietekmei uz cilvēka ķermeni, vēl viens iemesls nitrātu līmeņa kontrolei dārzeņos ir optimizēt mēslojumu un ražas novākšanas laiku, jo nitrātu koncentrācija lapu zaļumos var svārstīties visas dienas garumā.
Tātad, kā tiek mērīts nitrātu līmenis pārtikā? Dažas salīdzinoši lētas metodes, kuras aplūkosim nākamajā sadaļā – īpaši kolorimetriskās un potenciometriskās metodes – var izmantot nitrātu analīzei, kamēr tiek izveidots ūdens šķīdums. Viena procedūra parauga sagatavošanai analīzei ir krāsnī kaltētu lapu paraugu samaisīšana ar alumīnija sulfāta ekstrakcijas šķīdumu.