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질산성질소

작성일 2022-02-22
[요약] 질산염을 질소량으로 나타낸 것 질산성 질소(Nitrate nitrogen, NO3-N)는 질산염을 질소량으로 나타낸 것으로, 물이나 토양 중의 질소를 함유하는 유기물은 분해되어 암모늄염이 되고 더욱 산화되어 최종적으로 질산염을 생성하는데 이 질산염으로서의 질소량이 질산성 질소이다. 유기물 중의 질소화합물이 산화(질산화)하여 무기화한 최종 산물이다. 화학적으로 불활성적이지만 미생물 작용으로 환원될 수도 있다. 질산성 질소(NO3-N)는 질산염 또는 NO3- 등으로 표현되기도 하지만, 그 양을 질소 양으로 표시하는 것이므로 NO3-N으로 표시한다. 물속에서의 질산성질소는 대부분이 동물성 유기물질이 세균에 의하여 산화 분해되어 NH3-N, NO2-N을 경유하여 생성된 최종 분해 산물이다. 물속의 NO3-N의 존재는 유기물질의 최종 분해 산물이므로, 유기물질에 의한 과거의 오염을 나타낸다. 그러므로 물의 오염 지표, 수역에서 부영양화 지표로 사용될 수 있다. 질산성질소는 건강상 유해영향 무기물질로 분류되어 동물이나 인체에 여러 가지 형태로서 건강을 해치게 된다. 질산성질소 독성은 직접적인 1차 독성은 거의 없지만 2차, 3차적인 영향을 미칠 수 있다는 점에서 유의해야 한다. 2차 독성은 미생물에 의해서 질산성질소가 아질산성질소로 환원됨으로써 초래된다. 환원된 아질산성질소는 혈류 내로 흡수되며, 헤모글로빈과 반응하여 혈액의 산소 전달계 기능을 부분적으로 상실시키고, 이러한 작용은 특히 유아에게 치명적으로 나타나 Blue-baby 병을 유발한다. 3차 독성은 질산성질소가 위산과 반응하여 발암물질인 니트로사민(nitrosamines)을 형성함으로써 매우 광범위한 위험요소가 된다. 질산성 질소함량의 수질 기준은 상수도(먹는 물)의 경우 10mg/L이며 생활용수인 경우 20mg/L입니다. 이를 초과할 경우 적절한 제거장치를 설치해 주어야 한다. 질산성질소를 제거하는 방법으로는 두 가지 방법이 있고, 첫 번째는 이온교환(음이온) 방식을 사용한다. 가장 널리 쓰이는 방법으로, 음이온 교환 수지를 사용하여 물속에 함유되어 있는 질산성질소 성분(NO3)을 제거하고 이온 교환수지에 준하는 물량(포화상태)을 사용한 후 10-15%의 소금물로 재생하여 반영구적으로 반복 사용할 수 있도록 설계된 것으로, 사용 목적에 따라 기기를 선정한다. 질산성질소 이온만 선별적으로 제거할 수 있으며 설치비가 저렴하다. 두 번째는 막 분리 방법(역삼투 장치)이다. 역삼투막은 지지층과 분리 기능을 가지는 활성층으로 구성되어 있으며 역삼투 현상을 이용하여 용매와 용질을 분리하는 막이다. 염수와 담수같이 농도 차가 있는 용액을 반투막으로 분리해 놓고 일정 시간이 지나면 저농도 용액의 물이 고농도 쪽으로 이동하여 수위에 차이가 나게 된다. 이러한 현상이 삼투현상이며 이때 발생하는 수위의 차이가 삼투압이다. 높아진 수위 차이만큼 혹은 삼투압 차이만큼 힘을 역으로 가해주면 고농도 용액에서는 물이 저농도 쪽으로 이동하고 용질만 남는 것으로, 이 방법을 이용해 질산성질소만 남길 수 있다.
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