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總氮、氨氮、硝態(tài)氮、凱氏氮的關(guān)系與區(qū)別!

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時(shí)間:2019-08-24 09:11:00
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總氮、氨氮、硝態(tài)氮、凱氏氮的關(guān)系與區(qū)別!水處理網(wǎng)訊:水體中的氮元素由于是造成富營(yíng)養(yǎng)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(jī)污染物。本文梳理了

水處理網(wǎng)訊:水體中的氮元素由于是造成富營(yíng)養(yǎng)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(jī)污染物。本文梳理了水體中氮元素中的常見存在形態(tài)以及各自的概念和測(cè)試方法。以期給您的研究和學(xué)習(xí)提供參考。

一、氮元素的關(guān)系

進(jìn)入水體中的氮主要有無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮之分。無(wú)機(jī)氮包括氨態(tài)氮(簡(jiǎn)稱氨氮)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(jī)氮主要有尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、尿酸、脂肪胺、有機(jī)堿、氨基糖等含氮有機(jī)物;

可溶性有機(jī)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(zhuǎn)換為氨氮;

凱氏氮包括有機(jī)氮與氨氮,不包括硝態(tài)氮。

二、各類氮的成分分析

目前,國(guó)標(biāo)針對(duì)水質(zhì)中氮的分析主要分總氮、氨氮、硝態(tài)氮、凱氏氮4個(gè)方面。

1、總氮

總氮是指可溶性及懸浮顆粒中的含氮量(通常測(cè)定硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、無(wú)機(jī)銨鹽、溶解態(tài)氨幾大部分有機(jī)含氮化合物中氮的總和)??扇苄钥偟侵杆锌扇苄约昂蛇^(guò)濾性固體(小于0.45µm顆粒物)的含氮量??偟呛饬克|(zhì)的重要指標(biāo)之一。

總氮的測(cè)定方法,一是采用分別測(cè)定有機(jī)氮和無(wú)機(jī)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(jī)氮和無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}后,通過(guò)離子選擇電極法對(duì)溶液中的硝酸根離子進(jìn)行測(cè)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(cè)定。

2、凱氏氮

凱氏氮是以凱氏法測(cè)得的的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能被轉(zhuǎn)化為銨鹽而測(cè)定的有機(jī)氮化合物。此類有機(jī)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(fù)三價(jià)的有機(jī)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、肟和半卡巴腙類含氮化合物。由于水中一般存在的有機(jī)化合物多為前者,因此,在測(cè)定凱氏氮和氨氮后,其差值即稱之為有機(jī)氮。

測(cè)定原理是加入硫酸加熱消解,使有機(jī)物中的胺基以及游離氨和銨鹽均轉(zhuǎn)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(cè)定氨含量。測(cè)定凱氏氮或有機(jī)氮,主要是為了了解水體受污染狀況,尤其在評(píng)價(jià)湖泊和水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化時(shí),是個(gè)有意義的指標(biāo)。

3、氨氮

氨氮是指游離氨(或稱非離子氨,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(yǎng)素,可導(dǎo)致水富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生,是水體中的主要耗氧污染物,對(duì)魚類及某些水生生物有毒害。

氨氮對(duì)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(qiáng)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(qiáng)。

常用來(lái)測(cè)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(cè)定氨;當(dāng)氨氮含量高時(shí),也可采用蒸餾-滴定法。(國(guó)標(biāo)有納氏試劑法、水楊酸分光光度法、蒸餾-滴定法)

4、硝態(tài)氮

1)硝酸鹽

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(wěn)定的氮化合物,通常用以表示含氮有機(jī)物無(wú)機(jī)化作用最終階段的分解產(chǎn)物。當(dāng)水樣中僅含有硝酸鹽而不存在其他有機(jī)或無(wú)機(jī)的氮化合物時(shí),認(rèn)為有機(jī)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“自凈”作用尚在進(jìn)行。

硝酸鹽氮的測(cè)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(cè)量方便,范圍寬,而且價(jià)格便宜,對(duì)水樣要求較低;酚二磺酸分光光度法測(cè)量范圍寬,顯色穩(wěn)定;鎘柱還原法適用于水中低含量硝酸鹽測(cè)定;戴氏合金換元法適用于污染嚴(yán)重并帶深色水樣;離子色譜法需要專用儀器,但可于其他陰離子聯(lián)合測(cè)定。

2)亞硝酸鹽

亞硝酸鹽是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物。亞硝態(tài)氮不穩(wěn)定,可以氧化成硝酸鹽氮,也可以還原成氨氮。因此,在測(cè)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凈情況。

水中亞硝酸鹽的測(cè)定方法通常采用重氮-偶聯(lián)反應(yīng),使生成紅紫色染料。該方法靈敏度高、檢出限低、選擇性強(qiáng)。重氮試劑選用對(duì)氨基苯磺酰胺和對(duì)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(cè)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(guó)標(biāo)采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、氣相色譜法等)


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