Нитраты в водоемах: скрытая угроза

Кажется, что вода в реке или пруду всегда чистая, особенно если она прозрачная. Но не все так просто. Прозрачная вода еще не означает, что она безопасная. Одним из самых распространенных, но не очень заметных загрязнителей природных водоемов являются нитраты. И главная причина их появления в воде – это сельское хозяйство.

Нитраты могут проникать в подземные воды в результате вымывания из почвы, а также попадают в реки и другие поверхностные водоемы со сточными водами из сельскохозяйственных угодий. Если их концентрация слишком высокая, такая вода становится непригодной для питья.

Эвтрофикация: как избыток нитратов нарушает природное равновесие

В реках, озерах и морях высокое количество загрязняющих веществ способствует росту водорослей. В умеренных количествах водоросли полезны – они служат пищей для разных водных обитателей, включая рыбу. Но когда питательных веществ слишком много, начинается массовое размножение водорослей. Это нарушает природное равновесие в водоемах и может привести к недостатку кислорода в воде. Такое явление называют эвтрофикацией. Оно негативно влияет на биоразнообразие, рыболовство и рекреационную деятельность.

Регулировка уровня нитратов в воде: директивы и контроль

Согласно Директиве ЕС, максимально допустимая концентрация нитратов в поверхностных водах составляет 50 мг/л (ppm) NO3- или 11,3 мг/л NO₃-N. Директива ЕС о нитратах (91/676/ЕЭС) направлена на защиту качества воды в Европе путем предотвращения попадания нитратов из сельскохозяйственных источников, загрязняющих подземные и поверхностные воды, а также путем поощрения использования надлежащих методов ведения сельского хозяйства.

Директива направлена на уменьшение загрязнения воды нитратами, используемыми в сельском хозяйстве путем:

  • регулярной проверки уровня нитратов в водоемах, чтобы своевременно выявлять загрязнение и предотвратить его распространение;
  • определение территории, которые наиболее подверженные загрязнению нитратами, например, из-за активного использования удобрений в сельском хозяйстве;
  • разработка и внедрение правил и советов для фермеров, помогающих уменьшить попадание нитратов в воду.

Методы определения нитратов в воде

Проверять уровень нитратов в воде можно разными способами – в лаборатории, онлайн или непосредственно на месте, в полевых условиях. Когда нужно быстро выяснить, откуда может происходить загрязнение, удобнее всего проводить полевые измерения.

Для этого существует несколько методов – от простых тест-наборов, которые можно использовать без специальной подготовки, до более сложного оборудования, дающего более точные результаты.

Существует несколько способов измерения содержания нитратов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Выбор зависит от условий, в которых проводится анализ, а также от того, насколько точный результат требуется.

1. Химические тестовые наборы

Они работают по принципу изменения цвета: образец воды смешивают с реагентом и раствор изменяет цвет. С помощью цветной шкалы или спектрофотометра определяется концентрация нитратов. К преимуществам этого метода можно отнести портативность, быстроту, относительно невысокую цену. Недостатки: точность ниже, чем у лабораторных методов.

2. Спектрофотометрия

Этот способ определяет, сколько света поглощает раствор на определенной длине волны. Полученные данные переводят в концентрацию с помощью калибровочной кривой. Преимущества способа: высокая точность исследований. Недостатки: дорогостоящее оборудование, менее удобно использовать в полевых условиях.

3. Ион-селективные электроды

Электроды этого типа реагируют именно на нитрат-ионы, позволяя быстро измерять их концентрацию. К преимуществам можно отнести скорость измерения, возможность использования в полевых условиях. Недостатки: электроды нуждаются в регулярной калибровке и обслуживании.

4. Тест-полоски

Тестовые полоски на нитраты просто погружают в воду. Цвет на полоске изменяется в зависимости от уровня нитратов и сравнивается с цветовой шкалой. Преимущества метода: такие тесты очень просты в использовании, дают быстрые результаты, недорогие. Недостатки: менее точные и чувствительные, чем другие методы измерения.

5. Портативные УФ-спектрометры

Они работают по тому же принципу, что и обычная спектрофотометрия, но устройства более компактны и адаптированы к полевым условиям. Преимущества метода: высокая точность в сочетании с портативностью. Недостатки: дорогие и менее портативные, чем простые методы.

Каждый метод имеет свои плюсы и минусы в зависимости от ситуации. Для быстрых и недорогих полевых измерений удобно использовать тест-полоски или простые тест-наборы. Если же нужно получить более точные данные – следует выбрать ион-селективные электроды или спектрофотометры.

Приборы для измерения нитратов и нитратного азота

Для измерения нитратов (NO3-) и нитратного азота (NO₃-N) удобно использовать портативные приборы. К примеру, ручные измерители HORIBA серии LAQUAtwin. Нитратомеры HORIBA используют ион-селективный электрод, точно определяющий концентрацию нитратов в образце.

В чем разница между NO3- и NO3-N?

Термины «нитрат (NO₃-)» и «азот (NO₃-N)» касаются форм азота, но они используются в разных контекстах, и между ними существует разница.

Нитрат можно превратить в нитратный азот путем деления NO3- на 4,4268 и наоборот:

  • 100 мг/л (ppm) NO3-=22,58 NO₃-N мг/л (ppm) (100/4,4268).
  • 22,58 мг/л (ppm) NO₃-N = 100 мг/л (ppm) NO3-(100 x 4,4268).

Приборы HORIBA LAQUA используются для измерения нитратов. Преимущества карманных измерителей нитратов LAQUAtwin:

  • простая калибровка по 2 точкам, что обеспечивает хорошую точность во всем диапазоне измерения;
  • мгновенный результат измерения;
  • для тестирования требуется очень небольшой объем образца;
  • водонепроницаемый корпус, идеально подходящий для работы в полевых условиях.