NO3 là gì? Tác hại và cách xử lý NO3 trong nguồn nước

Nitrat (NO3-) là một hợp chất tự nhiên được tìm thấy trong cơ thể và nhiều loại thực phẩm. Hợp chất này được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp, y học, và trong đời sống hàng ngày của con người. Tuy nhiên, NO3- có thể chuyển hóa thành các chất độc, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và sinh học. Cùng LabVIETCHEM tìm hiểu NO3 là gì và cách xử lý chúng trong nguồn nước. 

1. NO3 là gì?

NO3 là một bazơ liên hợp của axit nitric, có cấu trúc gồm một nguyên tử nitơ ở trung tâm, bao quanh bởi ba nguyên tử oxi trên cùng một mặt phẳng.

Trong môi trường nước, NO3 là sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa từ NH3 thành NO2 do tác động của vi khuẩn.

NO3 cũng được biết đến với các tên gọi khác như nitrat hay nitrate (khác với nitro). 

Khối lượng phân tử của nitrat là 62,0049 g/mol, và công thức hóa học của nó là NO3–.

Hình 1: Cấu trúc NO3

2. Tác hại của NO3 đối với con người và môi trường

2.1. Đối với con người

Khi trong cơ thể có chứa nồng độ nitrate (NO3-N) cao vượt quá 10 mg/l, có thể gây ra bệnh methemoglobinemia, hay còn gọi là bệnh da xanh, đặc biệt nguy hiểm đối với trẻ em. Chất này khi hấp thu vào máu có thể biến các phân tử hemoglobin (đảm nhận nhiệm vụ vận chuyển oxy trong máu) thành methemoglobin. Methemoglobin không thể vận chuyển oxy nên sẽ gây ra tình trạng thiếu oxy trong các tế bào, đặc biệt là ở não. Điều này có thể gây nguy hiểm đến tính mạng vì ở trẻ em, methemoglobin không thể chuyển hóa trở lại thành hemoglobin như ở người lớn.

Hình 2: NO3 có thể gây ra chứng xanh tím Methemoglobin

Đối với người trưởng thành và khỏe mạnh có thể chịu được một lượng nitrat tương đối lớn mà không ảnh hưởng đến sức khỏe. Bởi vì, nitrate sẽ bị đào thải 1 phần qua nước tiểu, nhưng phần còn lại sẽ được cơ thể hấp thu và có thể gây ra một số bệnh liên quan đến sự hình thành các Nitrosamines. Chất này là chất gây ung thư đã được chứng minh trên động vật thí nghiệm. Tuy nhiên, hiện chưa có các chứng cứ cụ thể từ thí nghiệm trên con người để chứng minh rằng nitrate có thể gây ung thư hay không.

2.2. Đối với vi sinh vật

Đối với môi trường nuôi trồng thủy sản, nếu nồng độ NO3 quá cao sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, sự phát triển và sinh sản của các loài thủy sản. Khi nồng độ nitrat vượt ngưỡng, tôm có thể bị cụt râu, tổn thương gan và tụy, dẫn đến giảm khả năng hấp thụ và chuyển hóa năng lượng.

NO3 không chỉ làm cá thiếu oxy mà còn gây ngộ độc. Cá bị ngộ độc NO3 sẽ có các triệu chứng như bỏ ăn, bơi lội chậm chạp, màu sắc nhợt nhạt. Ở giai đoạn cuối, cá có thể mất phương hướng, mất thăng bằng, co giật và tử vong.

Hình 3: Nồng độ NO3 trong nước cao có thể gây ngộ độc cho tôm cá

2.3. Đối với môi trường

Nitrat có thể tồn tại trong môi trường đất nước, không khí. Khi cây cối không hấp thụ hết NO3- thì nước mưa và nước tưới sẽ làm cho nó thấm vào lòng đất. Đây có thể là nguyên nhân gây ra tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm. 

3. Cách xử lý NO3 trong nguồn nước

Để xử lý nitrat trong nguồn nước, người ta sử dụng một số phương pháp như khử nitrat bằng vi sinh vật, trao đổi ion, điện phân, thẩm thấu ngược, sử dụng sắt không hóa trị và magie không hóa trị. Trong đó, phương pháp sinh học được đánh giá là hiệu quả và ít tốn kém hơn. Đồng thời, thao tác thực hiện đơn giản hơn so với các phương pháp hóa lý để loại bỏ nitrat khỏi nước thải và nước ao hồ.

Khử nitrat là quá trình chuyển đổi nitrat (NO3) thành khí nitơ (N2), là bước tiếp theo trong chu trình nitơ, sau quá trình nitrat hóa đã chuyển đổi amoni thành nitrit và nitrat. Quá trình này được thực hiện bởi vi khuẩn khử nitrat trong môi trường thiếu oxy.

Quá trình khử nitrat xảy ra khi oxy cạn kiệt và nitrat (NO3) biến thành nguồn oxy chính mà vi sinh vật có thể sử dụng. Quá trình này diễn ra trong điều kiện anoxic, nghĩa là nồng độ oxy hòa tan nhỏ hơn 0,5 mg/L, lý tưởng là dưới 0,2 mg/L.

Vi khuẩn sẽ phân hủy nitrat (NO3) để thu được oxi (O2), nitrat (NO3) sẽ bị khử thành khí nitơ (N2). Vì khí nitơ không tan trong nước nên nó thoát vào khí quyển dưới dạng bọt khí. Đến đây, quá trình xử lý nitơ được coi là hoàn tất vì khí N2 thải ra môi trường không có hại.

Do khả năng hòa tan cao trong nước, nitrat có thể là chất gây ô nhiễm nitơ chính trong nước. Nồng độ nitrat cao có thể gây hại cho sức khỏe con người. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã khuyến nghị rằng nồng độ nitrat trong nước uống phải dưới 10 mg/L.

Để xác định nitrat trong nguồn nước sinh hoạt, bạn nên sử dụng bộ  KIT Test Nitrate WAK-NO3 Kyoritsu - Nhật Bản. Bộ kit test cho phép đo nồng độ ion Nitrat (NO3-) trong các loại mẫu khác nhau bao gồm nước thải công nghiệp và nước môi trường nhanh chóng, đơn giản, chính xác. Để biết thêm chi tiết về thông tin sản phẩm và báo giá, hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua hotline 0826 020 020 để biết thêm chi tiết.