污水中各種氮元素你分得清楚嗎？

水體中的氮元素由于是造成富營(yíng)養化的元兇，往往是水污染控制行業(yè)的科研和工程技術(shù)的關(guān)注重點(diǎn)，其重要性甚至不亞于有機污染物。本文梳理了水體中氮元素中的常見(jiàn)存在形態(tài)以及各自的概念和測試方法。以期給您的研究和學(xué)習提供參考。

水體中的氮，磷元素通常是導致水體富營(yíng)養化的核心因素

水體中氮元素的形式及轉化

進(jìn)入水體中的氮主要有無(wú)機氮和有機氮之分。無(wú)機氮包括氨態(tài)氮(簡(jiǎn)稱(chēng)氨氮)和硝態(tài)氮。

氨氮包括游離氨態(tài)氮NH3-N和銨鹽態(tài)氮NH4+-N;

硝態(tài)氮包括硝酸鹽氮NO3--N和亞硝酸鹽氮NO2--N。

有機氮主要有尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、尿酸、脂肪胺、有機堿、氨基糖等含氮有機物。

可溶性有機氮主要以尿素和蛋白質(zhì)形式存在，它可以通過(guò)氨化等作用轉換為氨氮。

成分分析

目前，國標針對水質(zhì)中氮的分析主要分總氮、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、凱氏氮5個(gè)方面。

（一）總氮

總氮是指可溶性及懸浮顆粒中的含氮量(通常測定硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、無(wú)機銨鹽、溶解態(tài)氨幾大部分有機含氮化合物中氮的總和)。可溶性總氮是指水中可溶性及含可過(guò)濾性固體(小于0.45μm顆粒物)的含氮量。總氮是衡量水質(zhì)的重要指標之一。

總氮的測定方法，一是采用分別測定有機氮和無(wú)機氮化合物(氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮)后加和的辦法。二是以過(guò)硫酸鉀氧化，使有機氮和無(wú)機氮轉變?yōu)橄跛猁}后，通過(guò)離子選擇電極法對溶液中的硝酸根離子進(jìn)行測量，也可以用紫外法或還原為亞硝酸鹽后，用偶氮比色法，以及離子色譜法進(jìn)行測定。

（二）氨氮

氨氮是指游離氨(或稱(chēng)非離子氨，NH3)或離子氨(NH4+)形態(tài)存在的氨。pH較高，游離氨的比例較高;反之，銨鹽的比例高。

氨氮是水體中的營(yíng)養素，可導致水富營(yíng)養化現象產(chǎn)生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚(yú)類(lèi)及某些水生生物有毒害。

氨氮對水生物起危害作用的主要是游離氨，其毒性比銨鹽大幾十倍，并隨堿性的增強而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有密切關(guān)系，一般情況，pH值及水溫愈高，毒性愈強。

常用來(lái)測定氨的兩個(gè)近似靈敏度的比色方法是經(jīng)典的納氏試劑法和苯酚-次氯酸鹽法;滴定法和電極法也常用來(lái)測定氨;當氨氮含量高時(shí)，也可采用蒸餾-滴定法。(國標有納氏試劑法、水楊酸分光光度法、蒸餾-滴定法)

（三）硝酸鹽氮

水中硝酸鹽是在有氧條件下，各種形態(tài)含氮化合物中最穩定的氮化合物，通常用以表示含氮有機物無(wú)機化作用最終階段的分解產(chǎn)物。當水樣中僅含有硝酸鹽而不存在其他有機或無(wú)機的氮化合物時(shí)，認為有機氮化合物分解完全。如果水中含有較多量的硝酸鹽同時(shí)含有其他含氮化合物時(shí)，則表示有污染物已經(jīng)進(jìn)入水系，水的“自?xún)簟弊饔蒙性谶M(jìn)行。

硝酸鹽氮的測定方法有離子選擇電極法、酚二磺酸分光光度法、鎘柱還原法、紫外分光光度法、戴氏合金換元法、離子色譜法、紫外法。

其中電極法測量方便，范圍寬，而且價(jià)格便宜，對水樣要求較低;

酚二磺酸分光光度法測量范圍寬，顯色穩定;

鎘柱還原法適用于水中低含量硝酸鹽測定;

戴氏合金換元法適用于污染嚴重并帶深色水樣;

離子色譜法需要專(zhuān)用儀器，但可于其他陰離子聯(lián)合測定。

（四）亞硝酸鹽氮

亞硝酸鹽是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物。亞硝態(tài)氮不穩定，可以氧化成硝酸鹽氮，也可以還原成氨氮。因此，在測定其含量的同時(shí)，并了解水中硝酸鹽和氨的含量，則可以判斷水系被含氮化合物污染的程度及自?xún)羟闆r。

水中亞硝酸鹽的測定方法通常采用重氮-偶聯(lián)反應，使生成紅紫色染料。該方法靈敏度高、檢出限低、選擇性強。重氮試劑選用對氨基苯磺酰胺和對氨基苯磺酸，偶聯(lián)試劑為N-(1-萘基)-乙二胺和α-萘胺(有毒)，N-(1-萘基)-乙二胺用得較多。

亞硝酸鹽氮的測定方法有N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、萃取分光光度法、離子色譜法、氣相色譜法等。(國標采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、氣相色譜法等)

（五）凱氏氮

凱氏氮是以凱氏法測得的的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能被轉化為銨鹽而測定的有機氮化合物。此類(lèi)有機氮主要指蛋白質(zhì)、胨、氨基酸、核酸、尿素以及大量合成的，氮為負三價(jià)的有機氮化合物。不包括疊氮化合物、聯(lián)氮、偶氮、腙、硝酸鹽、腈、硝基、亞硝基、肟和半卡巴腙類(lèi)含氮化合物。由于水中一般存在的有機化合物多為前者，因此，在測定凱氏氮和氨氮后，其差值即稱(chēng)之為有機氮。

測定原理是加入硫酸加熱消解，使有機物中的胺基以及游離氨和銨鹽均轉變?yōu)榱蛩釟滗@，消解后的液體，使呈堿性蒸餾出氨，吸收于硼酸溶液，然后以滴定法或光度法測定氨含量。測定凱氏氮或有機氮，主要是為了了解水體受污染狀況，尤其在評價(jià)湖泊和水庫的富營(yíng)養化時(shí)，是個(gè)有意義的指標。