Celkový dusík
Látka: Celkový dusík
| Celkový dusík | |
|---|---|
| další názvy | - |
| číslo CAS * | - |
| chemický vzorec * | N |
| ohlašovací práh pro úniky | |
| do ovzduší (kg/rok) | - |
| do vody (kg/rok) | 50000 |
| do půdy (kg/rok) | 50000 |
| prahová hodnota pro přenosy | |
| v odpadních vodách (kg/rok) | 50000 |
| v odpadech (kg/rok) | 50000 ** |
| rizikové složky životního prostředí | voda |
| věty R* | |
| věty S* | |
*Nejedná se o skupinu látek, ale o analytický skupinový ukazatel. Proto nelze v tomto případě uvést R a S věty, ani číslo CAS nebo chemický vzorec.
**Uvedené ohlašovací prahy se nevztahují na celkový fosfor a dusík, pokud jsou tyto látky obsaženy ve statkových hnojivech podle zákona č. 156/1998 Sb., o hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o agrochemickém zkoušení zemědělských půd (zákon o hnojivech), ve znění pozdějších předpisů, a s nimiž je nakládáno v souladu s tímto zákonem.
Základní charakteristika
Dusík spolu s fosforem patří mezi nejdůležitější makrobiogenní prvky, je nezbytný pro rozvoj mikroorganismů. Obsah celkového dusíku ve vodě, což je analytický skupinový ukazatel, je dán součtem koncentrací dusíku ve všech anorganických (NH3, NH4+, NO2-, NO3-) a organických dusíkatých sloučeninách. Zjištění hodnoty obsahu celkového dusíku je důležité při stanovování látkové dusíkové bilance povrchových a odpadních vod. Z tohoto důvodu je parametr „celkový dusík“ sledován.
Použití
Sloučeniny dusíku se ve velkém množství používají jako hnojiva. K tomuto účelu se používá např. dusičnan draselný, dusičnan amonný, močovina a čpavková voda. Sloučeniny jsou také silnými oxidačními činidly: dusičnan amonný se používá jako výbušnina, dusičnan draselný je složka černého střelného prachu.
Zdroje emisí
V atmosféře se vyskytují oxidy
N2O, NO a NO2 a NH3, které jsou buď
přírodního nebo antropogenního původu. Oxidy dusíku vznikají jako
vedlejší produkty při spalování, množství vznikajících oxidů závisí
na teplotě a koncentraci kyslíku ve spalovacím vzduchu. Oxidy dusíku
vznikají i při úderu blesku. Reakcemi v ovzduší vznikají
dusičnany a dusitany. Dominantním zdrojem amoniakálního dusíku
v ovzduší je biologická produkce a rozklad organické hmoty
v půdě. Atmosférickou depozicí se oxidy dusíku a amoniak dostávají
do ostatních složek životního prostředí.
Do půdy se dusík dostává hlavně aplikací dusíkatých
hnojiv. Dalším zdrojem je atmosférická depozice a fixace
elementárního dusíku některými mikroorganismy.
Významným zdrojem organických i anorganických sloučenin dusíku
ve vodách jsou splaškové odpadní vody. Specifická produkce celkového
dusíku na 1 obyvatele za 1 den je přibližně 12 g. Dalším
významným zdrojem jsou odpady ze zemědělství (z živočišné výroby
a splachy z obdělávané půdy hnojené dusíkatými hnojivy) a
z potravinářského průmyslu. Některé průmyslové odpadní vody
(např. z tepelného zpracování uhlí nebo z galvanického
pokovování) mohou obsahovat velké množství amoniakálního dusíku.
Odpadní vody z výroby barviv a některé inhibitory koroze a nemrznoucí
kapaliny mohou obsahovat dusitany.
Mezi hlavní antropogenní emise dusíku patří:
- nadměrné hnojení dusíkatými hnojivy
- vznik oxidů dusíku při spalovacích procesech
- splaškové odpadní vody
Přirozeným zdrojem dusíku je rozklad organických dusíkatých látek rostlinného a živočišného původu.
Dopady na životní prostředí
Zvyšování koncentrace dusíkatých a fosforečných látek může vést
k přemnožení řas a sinic ve vodách. Toto zvýšení
koncentrace živin se označuje jako eutrofizace vod.
Amoniakální dusík je ve vodách za oxických podmínek
nestálý a velmi snadno pomocí nitrifikačních bakterií podléhá
biochemické oxidaci na dusitany a následně na dusičnany (nitrifikace).
Amoniakální dusík působí velmi toxicky na ryby. Toxicita však závisí do
značné míry na hodnotě pH vody, protože toxický účinek má
nedisociovaná molekula NH3, nikoli iont NH4+. Amoniakální dusík je jedním
z primárních produktů rozkladu organických dusíkatých látek, proto
jeho zvýšená koncentrace indikuje fekální znečistění.
Dusičnany jsou konečným produktem mineralizace
organicky vázaného dusíku a za oxických podmínek jsou stabilní. Za
anoxických podmínek však podléhají denitrifikaci za vzniku elementárního
dusíku resp. oxidu dusného. Velká koncentrace dusičnanů, případně
i dusitanů bývá charakteristická pro podzemní vody v oblastech
s borovými lesy, kde písčitá, dobře provzdušněná půda obsahuje ve
svrchních vrstvách jednak kmeny bakterií schopných fixovat elementární
dusík a jednak kmeny nitrifikačních bakterií.
Dopady na zdraví člověka, rizika
Jednotlivé dusíkaté sloučeniny se mohou navzájem přeměňovat. Amoniakální dusík může nitrifikací přecházet na dusičnany. Dusičnany se mohou v gastrointestinálním traktu redukovat bakteriální činností na toxické dusitany. Dusitany reagují s hemoglobinem na methemoglobin, který nemá schopnost přenášet kyslík v krvi. Problém vzniká především u kojenců asi do 3 měsíců věku. Dusitany mohou také v silně kyselém prostředí (např. v žaludku) reagovat se sekundárními aminy (mohou vznikat v žaludku rozkladem organických dusíkatých látek) za vzniku N-nitrosaminů, z nichž některé se považují za potenciální karcinogeny.
Celkové zhodnocení nebezpečnosti z hlediska životního prostředí
Zvýšená koncentrace sloučenin dusíku může vést k eutrofizaci vod. Celkový dusík je tudíž souhrnným parametrem, který má závažný dopad na životní prostředí, zejména na kvalitu vod. Přímým důsledkem jsou časté zákazy koupání v přírodních vodách v letním období kvůli nárůstu řas a sinic.
Důvody zařazení do registru
- nařízení o E-PRTR
- rozhodnutí o EPER
- vyhláška č. 61/2003 Sb. (příloha č. 1)
Způsoby zjišťování a měření
Pro stanovení celkového dusíku ve vodě se používá buď samostatné analytické stanovení nebo stanovení výpočtem ze znalosti koncentrace jednotlivých forem dusíku. Při analytickém stanovení celkového dusíku jsou obvykle veškeré dusíkaté látky ve vzorku převedeny na amonné ionty a pak sumárně stanoveny jako amoniakální dusík. Pro stanovení amoniakálního dusíku je možné použít spektrofotometrické metody (Nesslerova metoda, indolfenolová metoda) nebo odměrné neutralizační stanovení. Druhá metoda stanovení celkového dusíku spočívá v oxidaci všech dusíkatých sloučenin na dusičnany. Dusičnany jsou v dalším reakčním kroku redukovány na dusitany, které jsou pak stanoveny spektrofotometricky. Princip stanovení celkového dusíku výpočtem spočívá v separátním stanovení obsahu všech jednotlivých dusíkatých složek vody, tj. amoniakálního dusíku, dusitanů, dusičnanů a organického dusíku. Služby nabízejí komerční laboratoře.
Informační zdroje
- Ambrožová J.: Aplikovaná a technická hydrobiologie, 2. vyd., VŠCHT Praha, 2003
- Horáková M.: Analytika vody, VŠCHT Praha, 2003
- Pitter P.: Hydrochemie, Vydavatelství VŠCHT, 1999
- Encyklopedie Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Eutrophication




