Jon azotanowy jest wieloatomowym jonów z wzoru chemicznego N O 3 -.
W chemii , A azotan jest związek łączenia tego anionu z jednego lub większej liczby kationów . Innymi słowy, jest to sól ( azotan sodu , azotan potasu , itd. ) Lub kwasu ( azotan etylu , azotan amylu , celulozy, azotan , itd. ) Z kwasem azotowym .
W mineralogii , azotanów są sole mineralne , których skład chemiczny jest z azotanu ( nitronatrite , gwihabaïte , itp ). Byli kiedyś nazwał saletra lub Saletra .
Azotany są niezbędne dla ekosystemów, będąc pożywką o pierwszorzędnym znaczeniu dla wzrostu roślin i innych organizmów autotroficznych , ponieważ azot (N) jest przyswajany przez te organizmy głównie poprzez jon azotanowy, znacznie wyprzedzając w przyrodzie jon amonowy . Azot mineralnego pozwala na budowę części substancji organicznych stanowiących tkanek żywych ( aminokwasy z białek , azotowe zasady z nukleotydów , chlorofil , etc.). Jeśli chodzi o zwierzęta , które są organizmami heterotroficznymi, nie muszą bezpośrednio spożywać azotu mineralnego, takiego jak azotany, ponieważ wykorzystują azot zawarty już w cząsteczkach organicznych spożywanych roślin lub zwierząt (głównie w białkach).
Rośliny znajdują azotany, których potrzebują, rozpuszczone w wodzie, którą wchłaniają. Pochodzi ona wcześniej po części z przemiany azotu atmosferycznego i tlenu przez bakterie wiążące azot i bakterie nitryfikacyjne obecne w glebie (patrz nitryfikacja ), a po części z rozkładu (mineralizacji) materiału organicznego z dowolnego materiału martwego żywego organizmy, kał i mocz zwierząt (patrz cykl azotowy ). Azotany są również wytwarzane naturalnie w atmosferze z tlenu i azotu dysocjowanych i rekombinowanych przez piorun i kilka następujących po sobie reakcji, a następnie opadają wraz z deszczem .
Stosowanie azotanów ma ogromne znaczenie w rolnictwie , gdzie są one jednymi z głównych składników pokarmowych obecnych w nawozach lub powstałych w wyniku ich rozkładu w glebie, zarówno pochodzenia zwierzęcego ( obornik , gnojowica , osady ściekowe ), jak i roślinnego ( gnojowica). ) lub z przemysłu chemicznego.
Jednak obecność zbyt dużej ilości azotanów w wodzie i glebie jest uważana za zanieczyszczenie . Może to być pochodzenia rolniczego ( nawozy ), miejskiego (niewystarczająca sieć sanitarna ) lub przemysłowego. Nadmiar składników pokarmowych, przede wszystkim azotany i fosforany , jest w szczególności przyczyną poważnych zaburzeń równowagi ekologicznej zwanego eutrofizacją . Azotany obecne w wodzie na wysokim progu mogą być również toksyczne dla niektórych zwierząt i prawdopodobnie dla ludzi (kontrowersyjne). Mogą również służyć jako wskaźnik potencjalnego skażenia organicznego i mikrobiologicznego wody pitnej.
W Unii Europejskiej , że azotany dyrektywa ma na celu zmniejszenie tego zanieczyszczenia. W wielu krajach woda przeznaczona do spożycia przez ludzi musi spełniać wartości graniczne (np. 50 mg/L we Francji i w Europie), aby mogła zostać zakwalifikowana jako pitna . Którym również zaleca nie przekracza próg 50 mg / l .
Niektóre z ich bezpośrednich skutków dla zdrowia ludzi lub innych ssaków są nadal przedmiotem dyskusji i kontrowersji medialnych oraz debaty naukowej.
Azotany, które są sole kwasu azotowego, nie powinny być mylone z N O 2 azotyny - które są sole kwasu azotowego i może wynikać z redukcji azotanów przez specyficznych bakterii .
Mówi się ogólnie o zawartości „jonu azotanowego” (NO 3 - ) lub zawartości „związków azotanowych” i czasami rozważa się go w ramach większej miary: „ azot całkowity”.
Ilości te mogą być wyrażane w różnych formach (NO 3 - N, NO 3, itd.), z ryzykiem pomyłki lub błędu interpretacyjnego wywołanego różnymi masami cząsteczkowymi .
Do przekształcenia pierwiastków w tlenki, np. przejścia z azotu (N) do azotanów (NO 3 - ), można wykorzystać wzór:
N (lub N-NO 3 ) × 4,427 = NO 3 (gdzie wyrażenie "N-NO 3 " [lub "NO 3 -N"] oznacza pierwiastek azotu N azotanów NO 3 ).Ponieważ azotany są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie, normalne jest ich występowanie wszędzie w umiarkowanych ilościach, w wodach słodkich i morskich, na powierzchni iw wodach gruntowych. W małych dawkach są składnikiem odżywczym o największym znaczeniu dla roślin, alg i niektórych bakterii fotosyntetycznych (sinice), jednego ze źródeł mineralnych, które umożliwiają im produkcję materii organicznej. Jon azotanowy jest zatem niezbędny w ekosystemach.
Jednak dzisiaj, z powodu znacznego wkładu dodatkowych ilości azotanów przez rolnictwo i odpady miejskie lub przemysłowe, środowiska naturalnie ubogie w azotany, do których przystosowana jest większość ekosystemów, są znacznie ograniczone. Nawet biorąc pod uwagę naturalne zjawisko denitryfikacji, woda o niskiej zawartości azotanów jest coraz rzadsza, ze względu na udział spływów, opad wód meteorytowych zanieczyszczonych azotanami, a czasem przez energię przez sieć (która we Francji zwiększa się regularnie od połowy XX th wieku).
Naturalna zawartość wód powierzchniowych niezanieczyszczonych nadmiarem azotanów różni się w zależności od strefy biogeograficznej , pochodzenia wody (odpływ, podnoszenie się poziomu wód itp.) oraz pory roku (oraz warunków meteorologicznych). Zawartość ta waha się od 1 do 10 mg/L , a czasem do 15 mg/L . We Francji przed latami pięćdziesiątymi poziom azotanów rzadko przekraczał 1 mg/l . Dziś w Ameryce Północnej generalnie nie przekracza 2,2 mg/lw rzece Hudson ( tj. 0,5 mg/l dla NO 3 –N, czyli czystego azotu), ale to wystarczyłoby do wygenerowania zakwitów planktonowych, gdyby woda nie była tak mętna . Woda rzeki Hudson jest uważana w Ameryce Północnej za wodę rzeczną ponad dwukrotnie za bogatą w azot i odpowiedzialną za problemy związane z eutrofizacją mórz poniżej jej ujścia . Ponadto niektóre deszcze zawierają azotany powstałe w wyniku działania ozonu troposferycznego na NO 2 , kolejne uwalnianie antropogeniczne; Pomiary północnoamerykańskie podają poziomy N-NO3 czasami sięgające 4 mg/l , z różnicami pochodzenia meteorologicznego: poziom N-NO3 w lekkich deszczach waha się od 3,0 do 4,0 mg/l , podczas gdy w ulewnych deszczach jest znacznie bardziej rozcieńczony ( 0,4 do 1,0 mg/l ).
Stosowany jest głównie w trzech formach:
Jon azotanowy jest dość silnym utleniaczem , szczególnie w środowisku kwaśnym; jest to forma azotu o najwyższym stopniu utlenienia (V). Utlenia np. metale, takie jak miedź, a nawet srebro, które nie są atakowane przez tzw. kwasy „nieutleniające”, np . kwas solny .
Pary redoks zaangażowanych jest często NO 3 - / NO , rzadziej NO 3 - / NO 2 - para .
Jon azotanowy bierze również udział w nitrowaniu związków organicznych . W dymiącego kwasu azotowego środowisku (kwas silnie stężony), przy czym odwadnia jonu azotanowego na nie 2 + jonów zdolnych do reakcji z aromatycznymi . W wyniku elektrofilowej substytucji aromatycznej powstają substancje, które mogą być wybuchowe, takie jak trinitrotoluen .
Z alkoholami reaguje dając estry azotowe. Tak jest w przypadku glicerolu , który prowadzi do trinitrogliceryny , potężnego materiału wybuchowego szeroko stosowanego w szczególności do przygotowania dynamitu .
Azot jest niezbędnym pierwiastkiem dla większości organizmów (takich jak potas i magnez), ale rośliny nie mogą go pobierać bezpośrednio z powietrza. W postaci azotanu jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, a zatem „biodostępny” dla korzeni.
Azotany to także sole, które jako takie ułatwiają lub „wymuszają” wnikanie wody do korzeni i do rośliny (przywrócenie równowagi osmotycznej).
Obieg azotu jest częściowo atmosferycznego. Azotany powstają w stratosferze i troposferze z NO 2 i ozonu. Mogą następnie łączyć się z NO 2, aby wytworzyć NO 5 lub nawet wchodzić w interakcje z mgłami… zgodnie z procesami, które wciąż są słabo poznane (wydaje się , że w atmosferze występuje pochłaniacz azotanów , to znaczy reakcja, która usuwa azotany z powietrze).
W NO x uczestniczą także zanieczyszczenia fotochemiczne, jon azotanowy w powietrzu można łączyć ze związkami organicznymi i azotany wystawionych na działanie promieniowania UV słonecznego są światłoczułych, które to dzień zmienności / noc poziom azotanów w środowisku i chemiczne azotan nocy niż w ciągu dnia, zwłaszcza nad morzem.
Debata naukowa toczy się między dwiema głównymi teoriami na temat eutrofizacji : niektóre oskarżają azotany, prawie wyłącznie pochodzenia rolniczego, inne oskarżają o fosforany pochodzenia przemysłowego, domowego (pranie i detergenty) i rolniczego (nadmierne nawożenie i erozja). Najodpowiedniejszym środkiem przeciwdziałania pojawianiu się lub rozwojowi zjawisk eutrofizacji w stojącej wodzie słodkiej jest maksymalne ograniczenie napływu fosforu. Na morzu iw zatokach należy również ograniczyć spożycie azotanów. Jak dobrze wykazano w jeziorach ( na przykład Jezioro Walencja ), fosforany są głównym czynnikiem eutrofizacji wody słodkiej w perspektywie długoterminowej. Azotany są drugą główną przyczyną i często występują razem; w wodzie słodkiej, ale także w wodzie słonawej i słonej zamkniętej lub nie odnawianej.
Według Ifremera na początku XX wieku poziom azotanów w rzekach Breton nie powinien przekraczać 3 do 4 mg/l . Wzrosły średnio dziesięciokrotnie w ciągu stulecia. Według Ifremer zawsze eutrophisations z zatoki z Saint-Brieuc , w Mont Saint-Michel , w Lannion , Douarnenez lub portu Brest , obserwowany od końca XX th century są typowe dla wód organów sytuacjach stosunkowo zamkniętych i płytko, ofiar ostatnich wejść azotanów. Lato biomasa rośnie tam po wejściach azotanu na wiosnę. Kiedy te napływy zmniejszają się latem, poziom azotanów w ulvach również spada, aż do zablokowania letniego wzrostu tych glonów, podczas gdy poziom fosforu pozostaje prawie stabilny.
Modele matematyczne Ifremera wskazują, że ograniczenie dopływu azotanów w rolnictwie jest jedynym sposobem na ograniczenie epidemii ulva na wiosnę (poziom azotanów w rzekach musi być co najmniej podzielony przez cztery, aby przejść z 40 mg / l do mniej niż 10 mg / l ), co powinno możliwe dzięki dostosowanym praktykom rolniczym, w tym pasom trawiastym chroniącym drogi wodne. Paradoksalnie, nagły azotu niedobór w uprzednio eutroficznego lub dystroficznego środowisku wodnym można prowadzić początkowo do wykwitów z sinic (lub sinice) zdolnego do asymilacji azotu bezpośrednio z atmosfery, a życie w beztlenowych warunkach, .
To podejście skoncentrowane na walce z azotem jest kwestionowane przez innych naukowców, w szczególności Guya Barroina z INRA. Ten ostatni wyjaśnia, że zmniejszenie stężenia azotu w celu powstrzymania zielonych przypływów jest skazane na niepowodzenie:
Dodatkowe wydatki gospodarstw domowych generowane przez to zanieczyszczenie związane z nadmiarem azotu i pestycydami pochodzenia rolniczego wyniosłyby co najmniej od 1005 do 1525 mln euro, z czego 640 do 1140 mln euro odzwierciedlone w rachunku za wodę, co stanowi od 7 do 12 mln euro. % tego rachunku średnio w kraju. W sprawozdaniu Trybunału Obrachunkowego opublikowanym w 2010 r. zauważono, że w Bawarii i Danii działania zapobiegawcze znacznie zmniejszyły (- 30%) zużycie azotu i pestycydów. Środki mające na celu rozwój i zrekompensowanie praktyk rolniczych są na ogół mniej kosztowne niż ponowne przetwarzanie: ponowne przetwarzanie wody z uprawianego hektara wokół punktu poboru kosztuje od 800 do 2400 euro rocznie. Jednak rolnik zarabia około 1000 euro brutto na mieszkańca. /rok na uprawę zbóż, możliwe jest zatem zrekompensowanie wszystkich strat ekonomicznych poprzez zmniejszenie kosztów produkcji wody pitnej. We Francji wdrożenie tych środków wyrównawczych w celu zachęcenia rolników do zmiany płodozmianu (sadzenie wieloletnie, zmniejszenie nakładów ) lub ich praktyka nie jest ekonomicznie interesujące lub zbyt krótkoterminowe, aby umożliwić rzeczywistą i trwałą poprawę punktów zlewni. Problem ma charakter ekonomiczny: dostawcy wody mogą z łatwością przerzucić dodatkowe koszty ponownego przetwarzania na swoich klientów, rolnicy nie mogą przerzucić utraty plonów lub produkcji na cenę swoich produktów. Zalesianie jest idealnym rozwiązaniem, ale napotyka na problemy prawne: jeśli rolnik nie jest właścicielem, nie jest zainteresowany zalesianiem, ponieważ straci dzierżawę . Jeżeli ziemia ma uprawnienie do płatności jednolitej (SFP), zostanie również utracona, co zmniejszy dochód rolnika.
Mimo, że las jest znany skutecznie pochłaniają azotany (podczas gdy jasne cięcie może nastąpić rozluźnienia), badanie przeprowadzone w „lesie doświadczalnym Fernow” ( West Virginia ) wykazały, że w centralnej umiarkowanego liściastych lasów, strumieni NR 3 - woda w porach gleby („roztwór glebowy”) może się znacznie różnić w zależności od zdolności zlewni do wchłaniania azotanów i denitryfikacji wody. Na czasową zmienność poziomu NO 3 może wpływać przestrzenna niejednorodność procesów zachodzących w zlewniach i zmieniają się one w czasie w zależności od dostępności azotu.
Aby nieprzerwanie i w znacznie dokładniejszy sposób (niż za pomocą konwencjonalnych próbników) badać cykl azotu i azotanów w cieku wodnym, hiszpańscy naukowcy przetestowali w laboratorium, a następnie in situ (w rzece na wschodzie Hiszpanii) system ekspercki powiązany z siecią czujników bezprzewodowych. Modułowy, nadmiarowy czujnik potrójny umożliwia każdemu czujnikowi poprawę niezawodności systemu bez większych zmian w kosztach lub zużyciu energii. W tym przypadku częstotliwość próbkowania dostosowuje się do ewolucji systemu, preferencji użytkownika i funkcjonalności aplikacji, z kilkoma możliwymi trybami (transmisja okresowa, transmisja stopniowa, transmisja na żądanie użytkownika). / lub na prośbę rówieśników). Dzięki temu łatwiej jest wykryć, określić ilościowo, datować, mapować zanieczyszczenie wody azotem i zidentyfikować jego geograficzne źródło.
Niekiedy istnieją znaczne przepływy gazowych związków azotu z gleby do atmosfery, zwłaszcza w krajobrazach intensywnego rolnictwa; Przepływy te różnią się od kilku kg / ha / dzień amoniaku Po rozłożeniu zawiesiny (bardzo dużą liczbę, lecz które gwałtownie spada już po kilku dniach) do kilku gramów / ha / dzień do tlenku azotu lub NR x . W regionach o intensywnym rolnictwie lub hodowli zwierząt może to dotyczyć dużych obszarów (do 70% krajobrazu).
Bardziej lokalnie deszcze mogą być również zanieczyszczone azotanami pochodzenia przemysłowego lub samochodowego ( ruch drogowy / zanieczyszczenia fotochemiczne ). Poziomy do 5 mg/l odnotowano w niektórych obszarach przemysłowych już pod koniec lat 80. XX wieku.
Wreszcie, piorun może również lokalnie i chwilowo zwiększyć zawartość azotanów w opadach.
Z tych wszystkich powodów dopływ azotanów przez deszcze jest bardzo zróżnicowany w zależności od regionu i pory roku.
Tak więc w obszarach lasów tropikalnych lub na sawannie wskaźniki są zwykle bardzo niskie (na przykład tylko kilka śladów w Gujanie lub w basenie Konga ), ale w pobliżu obszarów dotkniętych pożarami buszu , poziom azotanów może być nieco wyższy w pierwsze deszcze po pożarach.
We Francji średni roczny opad azotanów w deszczu wynosił 33 mg/m- 2 rok- 1 w Haute-Vienne w 1991 roku , ale 640 mg/m- 2 rok- 1 w Bas-Rhin w 1995 roku .
Nad morzem, w dorzeczu Arcachon, będącym ofiarą zakwitów glonów, deszcze w połowie lat 90. odpowiadały za 9% napływu allochtonicznego azotu (to niewiele w porównaniu z ponad 90% ze strumieni, ale dużo w porównaniu do mniej niż 1% dla „warstwy wodonośnej Sable des Landes”).
Badanie opublikowane w 2007 r. zbiorniki na wodę z odzysku wody deszczowej w Walonii zawierały od 2,0 do 5,3 mg/l azotanu, ale wskaźnik ten może nie odzwierciedlać deszczu (i 0,03 przy 0,9 mg/l dla jonu amonowego ).
Deszcze czyli „zanieczyszczony”, a następnie się zarówno zakwaszający i może przyczyniać się do eutrofizacji z czystą wodą .
Azotany od około stulecia należą do produktów najbardziej rozpowszechnionych przez człowieka w środowisku. Chociaż są one bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, nie wydaje się być XX th century rozległych badań dotyczących ekotoksyczności vis vis-à-organizmy wodne. Kilka zespołów badawczych podejmowanych od początku XXI -go wieku, aby wypełnić tę lukę.
Jon azotanowy jest znacznie mniej toksyczny niż niezjonizowany amoniak , istnieje konsensus w tej kwestii. Ale wszystkie badania opublikowane od końca 1990 potwierdzają, że dlatego, że staje się wszechobecne w wodach gruntowych i słodkowodnych (często od źródła, w rejonach intensywnego rolnictwa), azotan teraz stawia kilka ważnych ekosystemów problemy. I ekotoksykologiczne :
Toksyczność w stadiach jajowo-płodowych i larwalnych : od dawna uważa się, że organizmy słodkowodne (kręgowce lub bezkręgowce) są znacznie bardziej bezpośrednio wrażliwe i podatne na azotany niż ich morskie odpowiedniki. Dotyczy to zwierząt dorosłych (z powodów jeszcze słabo poznanych, zasolenie wody morskiej , tj. dostępność sodu , chloru , wapnia i innych jonów oraz ewentualnie dostępność soli. jod poprawia tolerancję azotanów u zwierząt morskich), ale to W rzeczywistości nie dotyczy to larw wielu gatunków morskich, które czasami są tak samo wrażliwe na azotany jak ich słodkowodni kuzyni. W słodkiej wodzie 10 mg azotanów na litr wody (federalny maksymalny poziom dla wody pitnej w Stanach Zjednoczonych) wystarczy, aby znacząco i poważnie wpłynąć - przynajmniej w przypadku długiej ekspozycji - na bezkręgowce słodkowodne. Taki jest wniosek z eksperymentów przeprowadzonych w szczególności na Eulimnogammarus toletanus , Echinogammarus echinosetosus (nl) , Cheumatopsyche pettiti , Hydropsyche occidentalis .
Przy tej dawce ( 10 mg / l ) atakowane są wcześniej powszechne ryby dukakkulturowe ; jak również płazy, takie jak P. triseriata , Rana pipiens , Rana temporaria , Bufo bufo (szczegóły poniżej).
Toksyczność bezpośrednia i pośrednia : „główne toksyczne działanie azotanów jest spowodowane konwersją pigmentów przenoszących tlen w formy niezdolne do przenoszenia tlenu” . Istnieje toksyczność bezpośrednia (dla gatunków, które są na nią wrażliwe) i kilka błędów związanych z toksycznością pośrednią (na przykład związanych z zakwaszającym działaniem azotanu i jego skutkami eutroficznymi, które prowadzą w szczególności do wytwarzania dużych zakwitów glonów lub sinic , z wiciowce dla okrzemków , toksyczne lub bakterii zdolnych do wydzielania toksyn, które przyczyniają się do utrzymania lub pojawienie się coraz częstsze strefy niedotlenienia mogą również powiedzieć beztlenowych martwych stref . rozkładu martwych zwierząt i zielonej odpływu alg także prowadzi do wytwarzania siarkowodór , który jest toksyczny dla większości gatunków.Bakterie
mogą przekształcać azotany w azotyny i odwrotnie, należy więc wziąć pod uwagę, że azotynowa forma azotu nieorganicznego jest również ekotoksyczna, jest wysoce ekotoksyczna dla wielu bakterii, a od 60 mg / l dla planaria Polycelis felina , już wykorzystany do badania ma chroniczną toksyczność amoniaku .
Azotan ma inne pośrednie szlaki toksyczne (pokazane poniżej).
Wszystkie badania opublikowane w 2000 roku na ten temat wykazały, że azotany są toksyczne dla większości bezkręgowców słodkowodnych , na przykład dla gatunków modelowych, takich jak Eulimnogammarus toletanus , Echinogammarus echinosetosus i Hydropsyche exocellata .
Toksyczność ta jest typu „zależnego od dawki”, tzn. wzrasta wraz ze wzrostem stężenia azotanów i czasu ekspozycji. Ale ta bezpośrednia toksyczność może również zmniejszyć się u dorosłych (a dokładniej wraz ze wzrostem wielkości ciała). Toksyczność pośrednia może być powiązana ze zjawiskiem anoksji i dystrofizacji i/lub z faktem, że azotany czynią niektóre bezkręgowce ( na przykład rozwielitki ) bardziej podatnymi na parazytozę .
Zmniejsza się również – w przypadku organizmów dorosłych – wraz z zasoleniem wody, co wyjaśnia, dlaczego bezkręgowce morskie są na nie najwyraźniej mniej wrażliwe, z wyjątkiem martwych stref. Wydaje się, że pewne zjawiska adaptacyjne pozwalają niektórym gatunkom lepiej przetrwać w obecności nienormalnie dużej ilości azotanów.
Niektóre gatunki są znacznie bardziej wrażliwe na jon NO 3 - niż inne; Wśród testowanych w tym samym laboratorium kilku bezkręgowców E. toletanus i E. echinosetosus mają LD 50 (tylko do 96 h ekspozycji), który wynosi odpowiednio 2,09 i 2,59 mg azotanu litrze.
Z przeglądu literatury opublikowanej w 2003 r. wynika, że eutrofizacja stała się globalnym problemem ekosystemów.
W innym przeglądzie literatury (w 2005 r.) na podstawie dostępnych badań stwierdzono, że „10 mg/l byłoby progiem bezpieczeństwa, którego nie należy przekraczać w celu ochrony zwierząt słodkowodnych wrażliwych na zanieczyszczenia azotanami. Jednak maksymalny próg 2 mg/l byłby odpowiedni w słodkiej wodzie dla ochrony najbardziej wrażliwych gatunków” . Według tych samych autorów, w środowisku morskim próg 20 mg/l „może być ogólnie akceptowalny; jednak we wczesnych stadiach rozwoju niektórych bezkręgowców morskich, które są przystosowane do niskich poziomów azotanów, mogą one być tak samo wrażliwe na azotany jak wrażliwe bezkręgowce słodkowodne ” .
W nowym przeglądzie literatury stwierdzono (w 2006 r.), że „całkowity poziom azotu poniżej 0,5-1,0 mg na litr byłby wymagany, aby zapobiec zakwaszaniu i eutrofizacji ekosystemów wodnych (z wyłączeniem ekosystemów naturalnie bogatych w azot) zanieczyszczenie azotem. Te stosunkowo niskie poziomy całkowitego azotanu (NT) mogłyby również chronić faunę wodną przed toksycznością nieorganicznych związków azotu […] Ponadto zdrowie ludzkie i gospodarka byłyby bezpieczniejsze przed szkodliwymi skutkami zanieczyszczenia nieorganicznym azotem ” .
Po I wojnie światowej , trakcja zwierzę zostało szybko zastąpione przez silniki, pozbawiając rolników i ogrodników z dużą ilością nawozu . Dostępne były azotany masowo produkowane przez przemysł wojenny jako materiały wybuchowe i amunicja. Zaczęto je stosować jako nawóz chemiczny (m.in. w postaci soli amonowych w ilości od 2 do 300 kg/ha ), pomimo tej wady, że łatwiej wypłukać je deszcz niż azot organiczny w oborniku. Rybacy i hodowcy ryb, którzy obserwowali śmiertelność ryb, zwłaszcza po umyciu worków z nawozami amoniakalnymi w wodach rzek pełnych ryb, sprzeciwiali się stosowaniu nawozów chemicznych;
Na początku lat 30. XX wieku , po skargach prawnych, dwóch niemieckich biologów (L. Scheuring i F. Léopoldseder) zaczęło testować toksyczność różnych typów nawozów, w tym chemicznych azotanów, narażając pstrągi i dorosłe osobniki karpiowatych w różnych stężeniach tych nawozów. Azotan wapniowy i azotan sodowy wykazywały pewną toksyczność (powyżej 2%, śmierć ryb w ciągu godziny lub pojawienie się objawów wystarczająco nakarmionych, aby ryby ponownie w czystej wodzie nie wyzdrowiały), ale znacznie mniej niż azotan wapniowy amoniakalny (śmiertelność granica: 0,03%). Według E. André (1935) autorzy ci nie przewidzieli silnego rozwoju stosowania nawozów chemicznych i doszli do wniosku (w 1935 r.), że w zwykłych dawkach, ze względu na rozcieńczenie w środowisku, z wyjątkiem Wyjątkowo, nawozy nie są toksyczne. łowić ryby (dorośli).
Nowsze badania, które dotyczyły jaj, narybku i osobników dorosłych wykazały, że w rzeczywistości, w dawce 10 mg/l (często przekraczanej w środowiskach antropicznych), niegdyś pospolite ryby słodkowodne, takie jak Oncorhynchus mykiss , Oncorhynchus tshawytscha , Salmo clarki (nl) są również dotknięte, podobnie jak wiele innych gatunków.
Azotany są toksyczne dla larw (wodnych) i dorosłych (mniej lub bardziej lądowych) płazów. Stosuje się je w małych dawkach dla larw: Stężenia wymagane do zabicia 50% kijanek niektórych gatunków północnoamerykańskich są bardzo niskie: od 13 do 40 mg / l . Narażenie na stężenia tak niskie, jak kilka mg/L ma u niektórych gatunków przewlekłe skutki: ograniczenie pływania, wady rozwojowe .
Tę ekotoksyczność (ostrą i/lub przewlekłą) zaczęto wykazywać w latach 90. We Francji gatunki takie jak Rana temporaria lub Bufo bufo są prawdopodobnie bezpośrednio na nią narażone, ponieważ często żyją w pobliżu obszarów uprawnych.
Niskie stężenia (od 25 do 150 ppm ) mają na niektórych gatunkach płazów chroniczne skutki: ograniczenie pływania, wady rozwojowe podejrzewano i dla niektórych potwierdzono eksperymentalnie. Azotany spowalniają rozwój larw Rana pipiens. Bez samych efektów azotany łagodzą działanie atrazyny: dorosłe osobniki Xenopus laevis są bardziej narażone na skażoną wodę na etapie kijanki, są większe lub mniejsze w zależności od dawki azotanu dodanej do atrazyny, co ma działanie antagonistyczne w stosunku do dawki. W kijanki narażone na działanie wysokich dawek azotanów (co najmniej 50 mg / l ) posiadają wyższą umieralność i zaburzeniem działania.
Badania opublikowane w 1999 roku wykazały, że zanieczyszczenie azotanami już bardzo uogólnione w dużych regionach rolniczych w krajach uprzemysłowionych: około 20% basenach stanach i prowincjach graniczących z Great Lakes . Miał poziom azotanów przekraczające dawki powoduje szkodliwych skutków zaburzeń rozwojowych i inne efekty subletalne u płazów.
Różne badania sugerowały lub wykazały z jednej strony negatywne skutki zdrowotne wykraczające poza określoną dawkę (ostra toksyczność) lub w przypadku podatności pacjentów, a inne pozytywne skutki stosowania azotanów nieorganicznych, ale nie ma żadnych. Nie ma zgody co do ogólnych skutków w ludzi (lub zwierzęta gospodarskie) przed przewlekłą ekspozycją na niskie dawki.
Wypracowanie naukowego konsensusu w sprawie wpływu azotanów na zdrowie wciąż napotyka wiele niewiadomych:
Ze względu na ograniczenia dostępnych badań, podobnie jak w przypadku innych retrospektywnych badań epidemiologicznych opartych na wynikach niskiego ilorazu szans, trudno jest je kategoryzować.
Obecność azotanów o „wysokim stężeniu (> 10 mg N/L)” w wodzie pitnej :
Dotyczące układu sercowo-naczyniowego
Od pewnego czasu podejrzewa się działanie toksyczne na rozrodczość u ludzi. Według badań opublikowanych w 1996 roku występuje na znacznie wyższym poziomie (około stu razy wyższym) niż te, na które przeciętny mężczyzna jest normalnie narażony poprzez dietę.
Wysoki poziom azotanów w osoczu krwi nie jest skorelowany ze zwiększonym ryzykiem raka prostaty . Wspomina się o możliwym ochronnym działaniu azotanów na agresywne formy raka prostaty, ale wymaga to potwierdzenia według autorów, którzy zachowują ostrożność.
W 1996 roku bibliografia napisana przez profesora medycyny Jeana L'hirondel et al. , ostro skrytykowane przez stowarzyszenie Eau et rivières de Bretagne, które potępia niekompletną i czasami okrojoną bibliografię, i przypomina, że „Książka ta, napisana przez reumatologa z CHU w Caen, doktora Jean-Louisa L'hirondela, jest transkrypcją pracy jego ojciec, Jean L'hirondel, profesor kliniki dziecięcej w CHU de Caen, zmarł w 1995 roku. Odrzucony przez redaktorów naukowych Lavoisier Tech & Doc., został ostatecznie zredagowany wsierpień 1996 » Przez stowarzyszenie, które nadało sobie nazwę Instytut Środowiska lub Instytut Naukowo-Techniczny Środowiska i Zdrowia (ISTES), któremu przewodniczył były agronom INRA, który został dyrektorem biura badań (GES) dostawca przemysłowców, którzy stworzyli Instytut Środowiska i znany z lobbingu i stanowiska przychylnego azotanom, próbuje podsumować rzekome korzystne działanie azotanów. WMarzec 1996Wysoka Rada Zdrowia Publicznego Francji (CSHPF) wydał opinię na temat pracy P r The hirondel: są zbyt potępia bezwzględną naturę swoich wnioskach. Niedługo po (24 marca 1997 r.), podczas Regionalnej Konferencji na temat Środowiska, Regionalna Rada Naukowa uznała, że „praca M. L'hirondel nie dostarcza nowych argumentów wynikających z opublikowanych badań i eksperymentów, mogących zrewidować stanowisko naukowców w sprawie wielorakich zagrożeń związanych ze wzrostem w zawartości azotanów w wodzie… ” , dodając „ W czasach, gdy wszyscy opowiadają się za zrównoważonym rozwojem, a ostatnie przypadki pokazują znaczenie zasady ostrożności, czy możemy podjąć ryzyko zmniejszenia wcześniej wybranych czynników bezpieczeństwa? ” .
Według D r Jean-Louis the hirondel, azotany nie są toksyczne i zamiast przynieść następujące korzyści zdrowotne:
Kilku autorów lub grup lobbingowych sugeruje obniżenie standardów wody pitnej .
Artykuł w czasopiśmie La Recherche , zaczerpnięty z pracy opublikowanej pod kierunkiem Mariana Apfelbauma, profesora żywienia na Wydziale Medycyny Xavier-Bichat (Paryż) uważa, że „norma określająca dopuszczalny próg dla azotanów w wodzie pitnej jest […] wynikiem ekspertyzy przeprowadzonej w latach sześćdziesiątych , której zaprzeczyły nowe dowody naukowe”. Autor uważa, że „Spożycie azotanów jest całkowicie nieszkodliwe u ludzi” (w dawkach zwykle występujących w wodzie z kranu).
Jednak stawka tej normy wykracza daleko poza same kwestie zdrowia publicznego , ponieważ normy i kilka dyrektyw, w tym dyrektywa azotanowa w Europie, chronią również wody powierzchniowe przed eutrofizacją i dystrofizacją (które mogą mieć inne konsekwencje). na przykład w sytuacjach beztlenowych (korzystnych dla wielu niepożądanych drobnoustrojów) oraz ponieważ azotany sprzyjają również erozji bioróżnorodności i proliferacji toksyn wydzielających plankton ). Jakość wód powierzchniowych jest długoterminową gwarancją wód podziemnych, a niektóre wody gruntowe z kolei zasilają wiele źródeł, dla których prawo ochrony środowiska wymaga utrzymania lub przywrócenia dobrego stanu ekologicznego .
Dyrektywy azotanowej w Europie narzuca pewną liczbę działań, podział na strefy ( stref zagrożenia ) oraz monitorowanie.
W listopadzie 2009 r. Komisja Europejska zawiadomiła Francję (która musi płacić kary) ze względu na słabość jej programów działania podejmowanych na podstawie dyrektywy w sprawie ochrony wody przed azotanami, uważanej za zbyt rozbieżne między departamentami. 19 października 2011The Trybunał Sprawiedliwości Unii Europejskiej potwierdził swoje przekonanie Francji z grzywny ponad 57 milionów euro, w uzupełnieniu do 20 milionów euro w porządku już zapłacił za nieprzestrzeganie przepisów dotyczących połowów i innych kar za nieprzestrzeganie z prawodawstwem europejskim (w związku z tym w ogólnym rachunku stanu za 2010 r. zapisano 253,5 mln euro). Azot jest również zaangażowany w niezgodność z dyrektywą o jakości powietrza, z kolejnym ryzykiem potępienia ze strony Francji (niezgodność z wartościami dopuszczalnymi dla cząstek i dwutlenku azotu).
HNO 3 | Hej | ||||||||||||||||
LiNO 3 | Bądź (NIE 3 ) 2 | B (NIE 3 ) 4 - | RONO 2 | Nr 3 - NH 4 NO 3 |
O | FNO 3 | Urodzony | ||||||||||
NaNO 3 | Mg (NO 3 ) 2 | Al (NO 3 ) 3 | tak | P | S | ClONO 2 | Ar | ||||||||||
KNO 3 | Ca (NO 3 ) 2 | Sc (NO 3 ) 3 | Ti (NO 3 ) 4 | VO (NIE 3 ) 3 | Cr (NO 3 ) 3 | Mn (NO 3 ) 2 | Fe (NIE 3 ) 3 |
Co (NO 3 ) 2 Co (NO 3 ) 3 |
Ni (NO 3 ) 2 | Cu (NO 3 ) 2 | Zn (NO 3 ) 2 | Ga (NIE 3 ) 3 | Ge | As | Se | Br | Kr |
RbNO 3 | Sr (NO 3 ) 2 | T (NIE 3 ) 3 | Zr (NO 3 ) 4 | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd (NO 3 ) 2 | AgNO 3 | Cd (NO 3 ) 2 | W | Sn | Sb | ty | ja | Xe |
CsNO 3 | Ba (NIE 3 ) 2 | Hf | Twój | W | Re | Kość | Ir | Pt | W |
Hg 2 (NO 3 ) 2 Hg (NO 3 ) 2 |
Tl (NO 3 ) 3 | Pb (NO 3 ) 2 | Bi (NIE 3 ) 3 | Po | W | Rn | |
Fr | Ra | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Fl | Uup | Lv | Ts | Og | |
↓ | |||||||||||||||||
To (NIE 3 ) x | Pr | Nd | Po południu | Sm | Miał | Bóg | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Czytać | ||||
Ac | Cz | Rocznie | UO 2 (NO 3 ) 2 | Np | Mógłby | Jestem | Cm | Bk | cf | Jest | Fm | Md | Nie | Lr |
Wśród estrów azotanowych, w szczególności organicznych można wymienić: