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

Chu Văn An

Nitrat (NO3-) là một hợp chất tự nhiên có trong cơ thể và nhiều loại thực phẩm. Hợp chất này được sử dụng phổ biến trong công nghiệp, y học và đời sống con người. Tuy nhiên, NO3- có thể chuyển hóa thành chất độc hại, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và sinh học. Hãy cùng LabvietCHEM tìm hiểu NO3 là gì và cách xử lý nó trong nguồn nước nhé.

1. NO3 là gì?

NO3 là một bazơ liên hợp của axit nitric, có cấu trúc gồm một nguyên tử nitơ ở trung tâm, được bao quanh bởi ba nguyên tử oxy trong 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 còn được biết đến với những tên gọi khác như nitrat hay nitrat (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 cơ thể chứa nồng độ nitrat (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 thụ vào máu có thể biến các phân tử hemoglobin (có nhiệm vụ vận chuyển oxy trong máu) thành methemoglobin. Methemoglobin không thể vận chuyển oxy nên sẽ gây thiếu oxy trong tế bào, đặc biệt là não. Điều này có thể đe dọa tính mạng vì ở trẻ em, methemoglobin không thể chuyển đổi trở lại thành huyết sắc tố như ở người lớn.

Hình 2: NO3 có thể gây chứng xanh tím Methemoglobin

Người trưởng thành và người khỏe mạnh có thể dung nạp lượng nitrat tương đối lớn mà không ảnh hưởng đến sức khỏe. Bởi vì, nitrat sẽ được đào thải một phần qua nước tiểu, nhưng phần còn lại sẽ được cơ thể hấp thụ và có thể gây ra một số bệnh liên quan đến sự hình thành Nitrosamines. Chất này được chứng minh là chất gây ung thư ở động vật thí nghiệm. Tuy nhiên, hiện chưa có bằng chứng cụ thể từ các thí nghiệm trên người để chứng minh nitrat 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 quá ngưỡng, tôm có thể bị rụng râu, gây tổn thương gan, tuyến tụy dẫn đến giảm khả năng hấp thụ và chuyển hóa năng lượng.

NO3 không chỉ khiến cá thiếu oxy mà còn gây ngộ độc. Cá bị nhiễm độc NO3 sẽ có các triệu chứng như chán ăn, bơi chậm, xanh xao. Ở giai đoạn cuối, cá có thể mất phương hướng, mất thăng bằng, co giật và chết.

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

2.3. Đối với môi trường

Nitrat có thể tồn tại trong nước và không khí. Khi cây trồng không hấp thụ hết NO3-, nước mưa, nước tưới sẽ thấm vào lòng đất. Đây có thể là nguyên nhân gây ô nhiễm 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 vi sinh, trao đổi ion, điện phân, thẩm thấu ngược, sử dụng sắt không hóa trị và magie không hóa trị. Trong số đó, phương pháp sinh học được coi là hiệu quả hơn và ít tốn kém hơn. Đồng thời, thao tác đơn giản hơn so với các phương pháp vật lý và hóa học để loại bỏ nitrat khỏi nước thải, nước ao nuôi.

Khử nitrat là quá trình chuyển đổi nitrat (NO3) thành khí nitơ (N2), đây là bước tiếp theo trong chu trình nitơ, sau quá trình nitrat hóa đã chuyển hóa 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 thiếu oxy, nghĩa là nồng độ oxy hòa tan dưới 0,5 mg/L, lý tưởng là dưới 0,2 mg/L.

Vi khuẩn sẽ phân hủy nitrat (NO3) để thu được oxy (O2), nitrat (NO3) sẽ bị khử thành khí nitơ (N2). Vì khí nitơ không tan trong nước nên thoát ra ngoài khí quyển dưới dạng bong bóng. 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 nồng độ nitrat trong nước uống nên dưới 10 mg/L.

Để xác định nitrat trong nguồn nước sinh hoạt, bạn nên sử dụng Bộ kiểm tra Nitrat WAK-NO3 Kyoritsu – Nhật Bản. Bộ xét nghiệm cho phép đo nồng độ ion Nitrate (NO3-) trong các loại mẫu khác nhau bao gồm nước thải công nghiệp và nước môi trường một cách nhanh chóng, đơn giản và chính xác. Để biết thêm thông tin chi tiết về thông tin sản phẩm và báo giá, quý khách vui lòng liên hệ ngay với chúng tôi qua đường dây nóng 0826 020 020 để biết thêm chi tiết.