污水中各种氮元素你分得清楚吗？

水体中的氮元素是造成富营养化的元凶，往往是水污染控制行业的科研和工程技术的关注重点，其重要性甚至不亚于有机污染物。本文梳理了水体中氮元素中的常见存在形态以及各自的概念和测试方法，以期给您的研究和学习提供参考。

一、水体中氮元素的形式及转化

进入水体中的氮主要有无机氮和有机氮之分。

无机氮：包括氨态氮（简称氨氮）和硝态氮。
- 氨氮：包括游离氨态氮 NH₃-N 和铵盐态氮 NH₄⁺-N。
- 硝态氮：包括硝酸盐氮 NO₃⁻-N 和亚硝酸盐氮 NO₂⁻-N。
有机氮：主要有尿素、氨基酸、蛋白质、核酸、尿酸、脂肪胺、有机碱、氨基糖等含氮有机物。可溶性有机氮主要以尿素和蛋白质形式存在，它可以通过氨化等作用转换为氨氮。

二、成分分析（5大指标）

目前，国标针对水质中氮的分析主要分为总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、凯氏氮 5 个方面。

（一）总氮（TN）

定义：总氮是指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量（通常测定硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、无机铵盐、溶解态氨几大部分有机含氮化合物中氮的总和）。可溶性总氮是指水中可溶性及含可过滤性固体（小于 0.45µm 颗粒物）的含氮量。总氮是衡量水质的重要指标之一。

测定方法：

分别测定有机氮和无机氮化合物（氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮）后加和。
以过硫酸钾氧化，使有机氮和无机氮转变为硝酸盐后，通过离子选择电极法、紫外法、还原为亚硝酸盐后的偶氮比色法或离子色谱法进行测定。

（二）氨氮（NH₃-N）

定义：氨氮是指以游离氨（非离子氨，NH₃）或离子氨（NH₄⁺）形态存在的氨。pH 较高时，游离氨的比例较高；反之，铵盐的比例高。

危害：氨氮是水体中的营养素，可导致富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物。对鱼类及某些水生生物有毒害作用的主要是游离氨，其毒性比铵盐大几十倍，并随碱性的增强而增大。氨氮毒性与池水的 pH 值及水温有密切关系，一般情况下，pH 值及水温愈高，毒性愈强。

测定方法：经典的纳氏试剂法、苯酚-次氯酸盐法、滴定法、电极法。当氨氮含量高时，也可采用蒸馏-滴定法。（国标有纳氏试剂法、水杨酸分光光度法、蒸馏-滴定法）

（三）硝酸盐氮（NO₃⁻-N）

定义：水中硝酸盐是在有氧条件下，各种形态含氮化合物中最稳定的氮化合物，通常用以表示含氮有机物无机化作用最终阶段的分解产物。当水样中仅含有硝酸盐而不存在其他有机或无机的氮化合物时，认为有机氮化合物分解完全。如果水中含有较多量的硝酸盐同时含有其他含氮化合物时，则表示有污染物已经进入水系，水的“自净”作用尚在进行。

测定方法：离子选择电极法、酚二磺酸分光光度法、镉柱还原法、紫外分光光度法、戴氏合金换元法、离子色谱法、紫外法。

电极法：测量方便，范围宽，价格便宜，对水样要求较低。
酚二磺酸分光光度法：测量范围宽，显色稳定。
镉柱还原法：适用于水中低含量硝酸盐测定。
戴氏合金换元法：适用于污染严重并带深色水样。
离子色谱法：需要专用仪器，但可与其他阴离子联合测定。

（四）亚硝酸盐氮（NO₂⁻-N）

定义：亚硝酸盐是氮循环的中间产物。亚硝态氮不稳定，可以氧化成硝酸盐氮，也可以还原成氨氮。因此，在测定其含量的同时，了解水中硝酸盐和氨的含量，可以判断水系被含氮化合物污染的程度及自净情况。

测定方法：通常采用重氮-偶联反应，使生成红紫色染料。该方法灵敏度高、检出限低、选择性强。重氮试剂选用对氨基苯磺酰胺或对氨基苯磺酸，偶联试剂为 N-(1-萘基)-乙二胺或 α-萘胺（有毒），其中 N-(1-萘基)-乙二胺用得较多。具体方法有 N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、萃取分光光度法、离子色谱法、气相色谱法等。（国标采用 N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、气相色谱法等）