И. В. Проскуренко

 
АЗОТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ 
Азотное загрязнение воды представлено наличием ионов NH
4
+
, NO
2
-
, NO
3
-
(см. табл.5). Появ-
ление в воде этих форм азота определяется количеством попадающих в воду продуктов метабо-
лизма гидробионтов и наземных животных (в том числе и людей). Само количество указанных 
выше ионов не несет достаточной информации о токсичности воды для гидробионтов. Необхо-
дима комплексная оценка токсичности с учетом рН, температуры и жесткости воды.
Упрощенная схема попадания азотного загрязнения в воду приведена на рис.19. Продукты 
метаболизма поступают в воду в виде иона аммония NH
4
+
и в виде органических частиц, кото-
рые, окисляясь, в конечном счете, выделяют все тот же ион аммония. Процесс окисления орга-
нических частиц с выделением аммония называется аммонификацией. В водном растворе ионы 
аммония частично теряют свою ионную форму, образуя неионизированный аммиак 
NH
3
+ H
2
O 
↔ NH
4
+
+ OH
-
. 
/21/ 
Процентное соотношение двух форм NH
3
и NH
4
+
зависит от рН и температуры воды. 
Дальнейшая судьба ионов аммония в воде зависит от наличия контакта с бактериями рода 
Nitrosomanas. Бактерии этого рода присутствуют и в воде, и в донных отложениях, и на различ-
ных субстратах как в открытых водоемах, так и в искусственных рыбоводных системах. Бакте-
рии рода Nitrosomanas превращают аммоний NH
4
+
в нитрит NO
2
-
. Процесс превращения идет 
при активном потреблении кислорода и энергии. Бактерии утилизируют энергию, углекислый 
газ и кислород для продуцирования органических соединений, необходимых для роста клеток и 
обмена веществ. Уравнение синтеза органического вещества 
Nitrosomanas 
55 
NH
4
+
+ 5 CO
2
+ 70 O
2
→ C
5
H
7
O
2
N + 54 NO
2
-
+ 52 H
2
O + 109 H
+
./22/ 
37

---

Рис.19. Схема накопления продуктов метаболизма в воде. 
Продуцируемый бактериями рода Nitrosomanas нитрит NO
2
-
окисляется другой группой бак-
терий рода Nitrobacter. Процесс идет с потреблением кислорода, углекислого газа и выделением 
энергии. Уравнение синтеза органического вещества 
Nitrobacter 
400 NO
2
-
+ 5 CO
2
+ NH
4
+
+ 195 O
2
+ 2 H
2
O 
→ C
5
H
7
O
2
N + 400 NO
3
-
+ H
+
/23/ 
Реакция окисления аммония до нитрата называются реакциями нитрификации. Эти реакции 
идут при значительном потреблении кислорода. Для окисления одного кг аммиака (NH
3
- N) 
требуется приблизительно 4,57 кг кислорода. 
Нитрат, накапливающийся в водной системе, может быть расщеплен различными бактерия-
ми: факультативными, анаэробными, гетеротрофными. Этот процесс называется денитрифика-
цией. Процесс денитрификации протекает в две стадии; образование из нитрата нитрита и вос-
становление нитрита до газообразного азота. Обе эти реакции идут при наличии источника уг-
лерода. Более эффективно реакции проходят в воде с насыщением кислородом ниже уровня 1 
мг/л, но и в насыщенной кислородом воде реакции денитрификации полностью не угасают. Ис-
точником углерода, необходимого бактериям для реакции, служит органическое вещество, по-
ступающее в воду как продукт метаболизма. 
38

---

Реакция денитрификации успешно идет при использовании метанола в качестве источника 
углерода 
NO
3
-
+ 1/3 CH
3
OH 
→ NO
2
-
+ 1/3 CO
2
+ 2/3 H
2
O 
/24/ 
NO
2
-
+ 1/2 CH
3
OH 
→ 1/2 N
2
+ 1/2 CO
2
+ 1/2 H
2
O+ OH
-
. /25/