بررسی نیترات و نیتریت در آب اشامیدنی

خلاصه مقاله :

نیترات و نیتریت از عوامل نا سالم و مضرر برای بدن انسان بوده که باعث پدید آمدن بیماریهای بسیار از جمله سرطان میشوند. کودکان و بخصوص نوزادان به علت عدم تکمیل سیستم دفاعی بدن در مقابل نیترات بسیار آسیب پذیر تر هستند . نیترات از راههای بسیاری به بدن وارد میشود که یکی از آنها نوشیدن آب دارای نیترات است .  اغلب شهرهای بزرگ امروزه با این پدیده روبرو هستند و علت اصلی بالارفتن میزان نیترات در آب اشامیدنی استفاده از کودهای شیمیایی نیتروژن دار و فاضلاب های خانگی و صنعتی و عدم توجه و پیش بینی مسولان به آینده است . اکثر کشورها از سالها پیش مبارزه و کنترل سختی را اغاز کرده اند و امروز شاهد کنترل این پدیده هستند اما در کشور ما هنوز طرح جدی اجرا نشده است . نیترات با روشهای معمول تصفیه آب ، قابل جداسازی نیست اما یکی از روشهای موثر استفاده از دستگاههای تصفیه آب RO یا اسمزمعکوس است . به هرحال هر شهروند برای بهرمندی از آب سالم و گوارا میتواند جایگزینی برای آب شهری پیدا کند که یکی از بهترین راهها استفاده از دستگاه تصفیه آب در منزل است . این دستگاهها بالای 80% نیترات را از آب حذف میکنند و بدن شما حداقل نیتراتی از آب دریافت نخواهد کرد .

شرح :

نیترات و نیترات یونهای معدنی هستند که از چرخه نیتروژن بدست می آیند .یون نیترات را با نماد شیمیایی (NO3-) و نیتریت را با نماد شیمیای (NO2-) میشناسیم .

نیترات بیشتر در کودهای شیمیایی استفاده میشود . همچنین از آن به عنوان اکسید کننده در مواد منفجره استفاده میشود . نیترات پتاسیم در ساخت شیشه مورد استفاده قرار میگردد . همچنین از نیتریت سدیم به عنوان نگهدارنده مواد غذایی به ویژه مواد گوشتی استفاده میشود که یکی از عوامل خطرناک در صنایع سوسیس و کالباس هست . نیترات برای گیاهان یک غذای ضروری محسوب می شود .

نیترات پس از ورود به بدن وارد براق دهان میشود و پس از آن توسط فلور دهان به نیتریت تبدیل میشود .

نیترات می تواند هم در آبهای سطحی و هم در آب های زیر زمینی وجود داشته باشد . از جمله عوامل آلودگی آبها به نیترات استفاده از کود های شیمیایی نیتروژنی ؛ اکسیداسیون ترکیبات زاید نیتروژنی در تصفیه خانه های فاضلاب ؛ مدفوع انسان و حیوانات و ... میباشد .

نیتریت بیشتر در لوله های آب گالوانیزه حاوی آب نیترات دار و در شرایط کمبود اکسیژن شکل میگیرد . باکتری نیتروزوموناس نقش کلیدی در این واکنش دارد که این واکنش هر روزه در لوله های آب شهری اتفاق می افتد و کلر اضافه شده به آب ( ضد عفونی کننده آب ) نیز در طی این فرایند شیمیایی عامل بازدارنده ای نیست .

کودهای شیمیایی نیتروژن دار و ضایعات حاوی نیتروژن آلی در خاک ابتدا به آمونیاک تبدیل میشوند و سپس به نیترات و نیتریت اکسید میشوند . گیاهان از نیترات استفاده میکنند و مقدار مازاد نیتریت و نیترات به راحتی با آبهای زیرزمینی حرکت میکنند تا نهایتا به صورت قنات و چشمه از دل زمین بیرون آیند و یا با حفر چاه در زمین ، آن را بالا بکشند . بدین ترتیب امروزه به علت استفاده گسترده از کودهای شیمیایی و همچنین پساب های کارخانجات صنعتی و استفاده گسترده مردم از مواد شیمیایی و شوینده ها ، شاهد آن هستیم که آبهای شهری دارای مقدار بالایی از نیترات و نیتریت هستند و این اتفاق فقط مخصوص کشور ایران نیست و بسیاری از شهرهای جهان حتی از کشورهای پیشرفته نیز با این پدیده روبرو هستند . در سال 2011 وزارت بهداشت امریکا آزمایشات گسترده ای را روی آب شهرهای این کشور انجام داد که در نهایت اعلام نمودند اغلب آبهای شهری دارای آلودگی نیترات هستند اما این میزان در حد استاندارد است و تنها 6 درصد مناطق نیترات بالاتر از استاندارد داشتند .

میزان نیترات در آب باران در مناطق صنعتی تا 5MG/L گزارش شده است که در مناطق روستایی تا حدودی پایین تر است . در آبهای سطحی غلظت نیترات تا حدود 18MG/L نیز میرسد که البته بستگی به فصول مختلف سال و میزان بارش دارد .غلظت بالاتر معمولا میتواند نشان از آلودگی به کودهای کشاورزی نیتروژن دار و یا آلودگی به زباله انسانی و حیوانی باشد . غلظت نیترات به تدریج در بسیاری از کشورهای اروپایی در چند دهه گذشته افزایش یافته است و گاهی اوقات در طول 20 سال گذشته دو برابر شده است . برای مثال در انگلستان، افزایش میانگین سالانه0.7MG/L در برخی رودخانه ها (یونگ و مورگان جونز) مشاهده شده است.

غلظت نیترات در آب های زیر زمینی در شرایط هوازی چند میلی گرم در لیتر است که البته بستگی به نوع خاک و وضعیت زمین شناسی دارد . در ایالات متحده مطابق با آزمایشات میزان نیترات (4~9 mg/L) و میزان نیتریت 0.3mg/L مشخص شد .اگر فعالیت های کشاورزی در نزدیکی آبهای زیر زمینی صورت گیرد ، مقدار نیترات میتواند تا حدود چند صد میلی گرم برسد . به عنوان مثال در سال 1983 در هند در منطقه کشاورزی Jacks & Sharma مقدار نیترات آب های زیرزمینی تا حدود 1500mg/L مشاهده شد .

در 20 سال گذشته در اغلب مناطق جهان افزایش میزان نیترات مشاهده شده است و با توجه به اینکه میزان زیادی تاخیر تا مشاهده و الودگی آبها به نیترات وجود دارد انتظار میرود این میزان در چند سال اینده حتی در کشورهایی که آن را به شدت کنترل میکنند باز هم بالا رود و سفره های آب زیر زمینی تا سالیان زیادی الودگی نیتراتی خود را حفظ کنند حتی در شرایطی که دیگر تغذیه نمیشوند .

علاوه بر آب ؛ هوا و مواد غذایی ( اغلب سبزیجات و مواد گوشتی به خاطر استفاده از کود شیمیایی و مواد نگهدارنده ) نیز ممکن است آلودگی نیترات داشته باشند . زمانی که میزان نیترات آب اشامیدنی بیشتر از 50mg/L باشد ، این آب منبع اصلی ورود نیترات به بدن شماست و حتما باید از روشهای تصفیه آب برای حذف نیترات استفاده نمایید و یا منایع آب اشامیدنی خود را عوض کنید .

سازمان بهداشت جهانی (WHO) میزان مجاز نیترات ورودی به بدن را روزانه (43~131 mg) و نیتریت را (1.2 ~ 3mg) مشخص نموده است ( به وزن بدن و سن بستگی دارد ) .طبق برآورد صورت گرفته در انگلستان متوسط مصرف روزانه هر فرد 50 الی 81 میلی گرم و در کشور دانمارک 70 الی 172 میلی گرم است . برای برخی از افراد و جوامع که در آن سبزیجات با سطح نیترات بالا و به خصوص مصرف آب حاوی غلظت بالای نیترات رایج است میزان روزانه دریافت نیترات بسیار بالاتر خواهد بود .

نیترات بلعیده شده به آسانی و به طور کامل از قسمت بالای روده کوچک جذب می شود. نیتریت ممکن است به طور مستقیم از معده و قسمت بالای روده کوچک جذب شود. بخشی از نیتریت با محتویات معده قبل از جذب واکنش نشان می دهد . حداقل 25% از نیترات بلعیده شده در بزاق تجمع میابد که 10 برابر بیشتر از پلاسما هست . حدود 20٪ از نیتراتی که در بزاق است توسط باکتری کامنسال در سطح زبان به نیتریت تبدیل می شود. افراد مبتلا به گاستروآنتریت یک نرخ تبدیل بالاتری را دارند . شواهدی وجود دارد که نشان می دهد استفاده از دهان شویه ضد باکتری ممکن است این تبدیل را کاهش می دهد.

نیترات به سرعت در تمام بافت های بدن توزیع میشود . تقریبا 25% از نیترات مصرفی در بزاق جریان میباید و مقداری از آن ( تقریبا 20%) توسط فلور دهان به نیتریت تبدیل میشود و سپس نیتراتها و نیتریت ها دوباره وارد معده میشوند . تبدیل باکتریایی نیترات به نیتریت ممکن است در قسمت های دیگر بدن نیز رخ دهد ، اما معمولا در معده انجام نمی شود بجز در افراد با سطح اسیدیته پایین معده همچون نوزادان و افراد با بیماری های خاص . تبدیل نیترات به نیتریت در موشهای آزمایشگاهی وجود ندارد و نرخ تبدیل معمولا در موشها از انسانها کمتر است.

نیتریت جذب شده به سرعت با اکسید شدن به نیترات در خون تبدیل میشود . نیتریت موجود در رگهای خونی باعث اکسید شدن و تبدیل هموگلوبین به متاموگلوبین میشود . (haemoglobin (Hb) à methaemoglobin (metHb)) . یون Fe2+ اکسید شده و به فرم Fe3+ در می آید و نیتریت باقی مانده محکم به آن میچسبد . با توجه به پیوند قوی اکسیژن یون Fe3+ اجازه حمل و انتقال اکسیژن را نمی دهد . بنابراین methaemoglobinaemia میتواند منجر به سیانوز شود . ( سیانوز بیماری کم شدن مقدار هموگلوبين در خون در گردش [بيشتر از ۵۰ گرم / ليتر] که باعث تیره شدن و تغيير رنگ پوست به آبی و بنفش و به خوبی در ناخن و انگشتان و لب ها قابل مشاهده است . اگر برطرف نشود در دراز مدت باعث ایجاد نکروز میگردد .

در کودکان زیر 3 ماه معمولا نرخ تبدیل نیترات به نیتریت و تشکیل metHb ردوکتاز بالا هست که میتواند باعث بوجود آمدن مشکلات گوارشی برای نوزاد شود . همچنین با توجه به وزن پایین نوزادان ؛ مقدار کم نیترات در بدن نسبت به وزن عدد بالایی میشود که گاهی اوقات بالاتر از نرخ بزرگسالان است و این برای نوزاد بسیار خطرناک است .

طبق شواهد بدست آمده نیترات در ابتلا به سرطان نقش بسیار موثری دارد لذا تا آنجا که میتوانید در مصرف مواد خوراکی و جلوگیری از ورود نیترات وسواس بخرج دهید .

دستگاههای تصفیه آب به روش RO یکی از موثرین ترین روش ها برای جداسازی نیترات از آب هستند . این دستگاهها یشتر از 80% نیترات را حذف میکنند . لذا توصیه اکید میشود برای جلوگیری از ورود نیترات به بدن از طریق آب حتما از این دستگاهها در منزل خود استفاده نمایید .میزان نیترات در اغلب شهرهای بزرگ کشور بالاست که با روشهای سنتی تصفیه آب از بین نمی رود . بنابراین برای بالا بردن سطح سلامتی خود استفاده از دستگاه تصفیه آب به شدت توصیه می شود .

همچنین یکی دیگر از روشهای حذف نیترات ، استفاده از فیلترهای رزینی روش تبادل یون میباشد که برای مناطق با آلودگی بسیار بالا ، موثر هستند .>>> فیلتر رزینی حذف نیترات

برخی از منابع

Alexander WD, Wolff J (1966) Thyroidal iodide transport. 8. Relation between transport, goitrogenic and antigoitrogenic properties of certain anions. Endocrinology, 78:581–590.

AWWARF (1995) Nitrification occurrence and control in chloraminated water systems. Denver, CO, American Water Works Association Research Foundation.  

Corré WJ, Breimer T (1979) Nitrate and nitrite in vegetables. Wageningen, Centre for Agricultural Publishing Documentation (Literature Survey No. 39).

Gatseva P et al. (1998) Incidence of goiter among children in a village with nitrate contamination of drinking water. Folia Medica (Plovdiv), 40(3):19–23.

Rudell WS et al. (1978) Pathogenesis of gastric cancer in pernicious anaemia. Lancet, 1:521–523

Hampel R et al. (2003) [No influence of urinary nitrate excretion on the goitre prevalence in Germany.] Medizinische Klinik (Munich, Germany), 98(10):547–555 (in German).

FAO/WHO (2002) Evaluation of certain food additives. Fifty-ninth report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. Geneva, World Health Organization (WHO Technical Report Series No. 913; http://whqlibdoc.who.int/trs/WHO_TRS_913.pdf).