Нитрат

Когато излишните хранителни вещества – като нитрати и фосфор – се измият във водно тяло, резултатът често е вредно цъфтене на водорасли (HABs). Тези цъфтежи могат да произведат опасни токсини и да причинят спад в разтворения кислород, което води до смърт на риба. Цъфтежът на водорасли във водни тела, които служат като източници на питейна вода, е особено проблематичен.
Поради опасностите от HAB, много програми за мониторинг на качеството на водата имат за цел да определят кога са налице излишни нива на нитрати. Вижте нашата публикация в блога, HABs|Всичко, което трябва да знаете, за да научите повече.

Нитратите могат да причинят други здравословни проблеми, когато се консумират, особено при малки деца. Излагането на питейна вода с високи нива на нитрати може да доведе до метхемоглобинемия, известна още като "синдром на синьото бебе". Това състояние често възниква, когато се използва вода с прекомерно съдържание на нитрати за приготвяне на адаптирано мляко.
Производителите на готова за хранене формула за кърмачета могат да използват различни методи за измерване на нитрати в техния продукт, като метода, наличен за нашия автоматичен химически анализатор FS 3700.
Когато бебетата поглъщат нитрати, те се редуцират до нитрити от бактерии в устата и стомаха – стомахът на бебето е по-малко кисел от този на възрастните. Нитритът се свързва с хемоглобина, за да образува метхемоглобин, специален вид хемоглобин, който не може да отделя кислород към клетките.
Най-честият симптом на "синдрома на синьото бебе" е сиво-син цвят, който се появява върху устните на детето; това в крайна сметка може да се разпространи в останалата част от тялото, което води до смърт в най-тежките случаи.3
Възрастните също могат да развият метхемоглобинемия и да изпитат повишен сърдечен ритъм, слабост, гадене и дори смърт.

Освен нитрати, в околната среда могат да бъдат открити и други химически форми на азот, като нитрит и амоняк. Цикълът на азота описва как те се трансформират от една форма в друга. Искате ли да научите повече за цикъла на азота? Вижте този преглед на азотния цикъл от Университета на Минесота.
Една от целите на пречистването на отпадъчните води е да се премахне азотът, за да се предотврати прекомерното обогатяване на приемащите води. Процесите в цикъла на азота – по-специално нитрификацията и денитрификацията – играят жизненоважна роля за постигането на тази цел.
Амонякът се превръща в нитрит и в крайна сметка в нитрат чрез процес, наречен нитрификация. Този процес се осъществява с помощта на аеробни бактерии – те се нуждаят от кислород, за да оцелеят.

Нитритите и нитратите, наричани заедно (NOx), се превръщат в азотен газ и се отстраняват от отпадъчните води чрез биологична реакция, известна като денитрификация. Този процес изисква много ниско съдържание на разтворен кислород (DO) и достатъчно количество органичен въглерод, така че мониторингът на нитратите и COD/BOD/DOC е от решаващо значение за контрола на процеса на денитрификация.

Както беше обсъдено по-рано, високите нива на нитрати могат да подхранват HABs, което води до убийства на риба. Но влияе ли пряко нитратът във водата на водните видове, когато няма HAB?
Естествените нива на нитрати са относително ниски – 1 mg/L или по-малко – в някои повърхностни води.1 На това ниво нитратите не са вредни, но могат да се наблюдават неблагоприятни последици за здравето при водните видове, когато концентрацията на нитрати стане твърде висока.
Едно проучване, проведено от Института за сладка вода на Фонда за опазване, изследва ефектите от хроничното излагане на дъгова пъстърва, отглеждана в аквакултури, на умерени нива на нитратен азот (75 до 100 mg/L). Резултатите предполагат деформации и значителни поведенчески промени в рециркулиращите аквакултурни системи (RAS) на тези нива. Вижте публикацията в нашия блог по тази тема, Нивата на нитрати в аквакултурите може да са по-опасни, отколкото си мислите.

Нивата на нитрати могат да се натрупат в RAS, тъй като рибите отделят амоняк и системите за биофилтрация го превръщат в нитрат. Мониторингът за нитрати може да помогне на мениджърите на аквакултурите да информират кога да коригират операциите – това може да включва увеличаване на скоростта на обмен на вода, добавяне на единица за денитрификация или намаляване на натоварването с храна.

Нитратът обикновено се използва като консервант за бекон, шунка, салам и някои сирена. Проучванията свързват употребата на нитрати с образуването на нитрозамини, някои от които са съединения, причиняващи рак. Един от начините за образуване на нитрозамини е, когато нитритите – естествено преобразувани от нитрати в тялото – се намират близо до протеини; това състояние се среща в храни, богати на протеини, като консервирани меса. Когато консервираните меса се готвят при високи температури, нитрозамините се образуват по-лесно.
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%), които получаваме, е от зеленчуци, като листните зелени зеленчуци често натрупват високи концентрации на нитрати.
Вместо да се добавят като консервант, зеленчуците придобиват нитрати от почвата, в която растат, като тези, отглеждани в почва, обогатена с тор, имат по-високи нива от органичните продукти.5 Нитратите в зеленчуците е по-малко вероятно да образуват нитрозамини, тъй като не са богати на протеини храни. Зеленчуците също съдържат съединения (напр. витамин С и полифеноли), които помагат за минимизиране на вероятността от образуване на нитрозамин.
Нитратите в зеленчуците могат да бъдат полезни, тъй като нитратите са свързани с производството на азотен оксид. Този газ може да понижи кръвното налягане и да помогне в борбата с инфекциите, наред с други ползи.6 Едно нещо, което трябва да се отбележи – въпреки че е възможно да получите толкова много нитрати от зеленчуците, че метхемоглобинемията може да доведе, много малко вероятно е да се случи.
Освен въздействието на нитратите върху човешкото тяло, друга причина да се наблюдават нивата на нитрати в зеленчуците е да се оптимизира времето за торене и прибиране на реколтата, тъй като концентрацията на нитрати в листните зеленчуци може да варира през деня.
И така, как се измерват нивата на нитрати в храната? Някои относително евтини методи, които разглеждаме в следващия раздел – по-специално колориметрични и потенциометрични методи – могат да се използват за анализ на нитрати, стига да се създаде воден разтвор. Една процедура за приготвяне на проба за анализ е да се смесят проби от изсушени в пещ листа с разтвор за екстракция на алуминиев сулфат.