水體(ti)中的(de)(de)(de)氮元素由于是(shi)造成(cheng)富營(ying)養化的(de)(de)(de)元兇，往(wang)往(wang)是(shi)水污染控(kong)制行(xing)業的(de)(de)(de)科研和工程技術(shu)的(de)(de)(de)關注重(zhong)點，其重(zhong)要性甚至(zhi)不亞于有機污染物。本(ben)文(wen)梳理了水體(ti)中氮元素中的(de)(de)(de)常見存(cun)在形態以(yi)及各自的(de)(de)(de)概念和測試方(fang)法。以(yi)期給您的(de)(de)(de)研究(jiu)和學習提供(gong)參考。

一、氮元素的關系

進入水體中的(de)氮(dan)主(zhu)要有無(wu)(wu)機(ji)氮(dan)和有機(ji)氮(dan)之分。無(wu)(wu)機(ji)氮(dan)包括氨態(tai)(tai)氮(dan)（簡稱氨氮(dan)）和硝(xiao)態(tai)(tai)氮(dan)。

氨(an)氮包括(kuo)游離氨(an)態氮NH3-N和銨鹽態氮NH4+-N；

硝(xiao)態氮包括(kuo)硝(xiao)酸鹽氮NO3--N和亞硝(xiao)酸鹽氮NO2--N；

有(you)機(ji)(ji)氮主要(yao)有(you)尿(niao)素、氨(an)基(ji)(ji)酸(suan)、蛋白質、核酸(suan)、尿(niao)酸(suan)、脂肪胺(an)、有(you)機(ji)(ji)堿、氨(an)基(ji)(ji)糖等含氮有(you)機(ji)(ji)物；

可溶性有機氮(dan)主要以(yi)尿素和蛋白質形式存在，它可以(yi)通過氨(an)化等作用轉換為氨(an)氮(dan)；

凱氏氮(dan)包括有機氮(dan)與氨氮(dan)，不包括硝態氮(dan)。

二、各類氮的成分分析

目前，國標針對水質中(zhong)氮(dan)的分析主要(yao)分總(zong)氮(dan)、氨(an)氮(dan)、硝態氮(dan)、凱氏氮(dan)4個方面。

1、總氮

總(zong)氮(dan)是(shi)指可(ke)溶(rong)(rong)性(xing)及懸(xuan)浮顆粒(li)中的(de)(de)含(han)氮(dan)量(liang)（通常測定硝酸(suan)鹽氮(dan)、亞硝酸(suan)鹽氮(dan)、無(wu)機銨鹽、溶(rong)(rong)解態氨幾大部分有(you)機含(han)氮(dan)化(hua)合物(wu)中氮(dan)的(de)(de)總(zong)和）。可(ke)溶(rong)(rong)性(xing)總(zong)氮(dan)是(shi)指水中可(ke)溶(rong)(rong)性(xing)及含(han)可(ke)過(guo)濾性(xing)固體（小于0.45μm顆粒(li)物(wu)）的(de)(de)含(han)氮(dan)量(liang)。總(zong)氮(dan)是(shi)衡量(liang)水質的(de)(de)重要指標之一(yi)。

總氮(dan)(dan)的(de)測(ce)定(ding)方法(fa)，一是(shi)采(cai)用分別(bie)測(ce)定(ding)有(you)機氮(dan)(dan)和(he)無(wu)機氮(dan)(dan)化(hua)合物（氨氮(dan)(dan)、亞硝酸(suan)鹽氮(dan)(dan)、硝酸(suan)鹽氮(dan)(dan)）后加和(he)的(de)辦法(fa)。二是(shi)以過硫(liu)酸(suan)鉀氧化(hua)，使有(you)機氮(dan)(dan)和(he)無(wu)機氮(dan)(dan)轉變為硝酸(suan)鹽后，通過離(li)子選擇電極法(fa)對溶液中的(de)硝酸(suan)根離(li)子進行測(ce)量，也可(ke)以用紫(zi)外法(fa)或還(huan)原為亞硝酸(suan)鹽后，用偶氮(dan)(dan)比色法(fa)，以及離(li)子色譜法(fa)進行測(ce)定(ding)。

2、凱氏氮

凱氏氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)是以(yi)凱氏法測(ce)得的(de)的(de)含氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)量。它包括(kuo)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)和(he)在(zai)此(ci)條件下能被轉化(hua)為銨鹽而測(ce)定的(de)有(you)(you)機(ji)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)合(he)(he)物。此(ci)類(lei)有(you)(you)機(ji)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)主要(yao)指蛋白質、胨、氨(an)基酸、核(he)酸、尿素以(yi)及大量合(he)(he)成(cheng)的(de)，氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)為負三(san)價(jia)的(de)有(you)(you)機(ji)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)合(he)(he)物。不包括(kuo)疊氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)合(he)(he)物、聯氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、偶氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、腙(zong)、硝(xiao)(xiao)酸鹽、腈、硝(xiao)(xiao)基、亞(ya)硝(xiao)(xiao)基、肟(wo)和(he)半卡(ka)巴腙(zong)類(lei)含氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)合(he)(he)物。由(you)于水中一般存在(zai)的(de)有(you)(you)機(ji)化(hua)合(he)(he)物多(duo)為前者(zhe)，因(yin)此(ci)，在(zai)測(ce)定凱氏氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)和(he)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)后，其(qi)差值即稱(cheng)之為有(you)(you)機(ji)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)。

測(ce)(ce)定原理是加入硫酸(suan)(suan)加熱消解，使(shi)有(you)機物中的(de)胺基以(yi)及游離氨(an)(an)和銨(an)鹽(yan)均轉(zhuan)變(bian)為硫酸(suan)(suan)氫(qing)銨(an)，消解后的(de)液體(ti)(ti)，使(shi)呈堿性蒸餾出氨(an)(an)，吸收于硼酸(suan)(suan)溶(rong)液，然(ran)后以(yi)滴定法或光度法測(ce)(ce)定氨(an)(an)含(han)量。測(ce)(ce)定凱氏(shi)氮(dan)或有(you)機氮(dan)，主要(yao)是為了了解水(shui)體(ti)(ti)受(shou)污染狀(zhuang)況，尤其在評價湖泊和水(shui)庫(ku)的(de)富營養(yang)化時(shi)，是個有(you)意(yi)義的(de)指(zhi)標。

3、氨氮

氨(an)(an)(an)氮是指(zhi)游離(li)(li)氨(an)(an)(an)（或稱非離(li)(li)子氨(an)(an)(an)，NH3）或離(li)(li)子氨(an)(an)(an)（NH4+）形態存在(zai)的(de)氨(an)(an)(an)。pH較(jiao)高(gao)(gao)，游離(li)(li)氨(an)(an)(an)的(de)比(bi)例較(jiao)高(gao)(gao)；反之，銨鹽(yan)的(de)比(bi)例高(gao)(gao)。

氨氮是(shi)水體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)營養素，可(ke)導(dao)致水富營養化現象產生，是(shi)水體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)主要耗氧(yang)污染物，對魚(yu)類(lei)及某些(xie)水生生物有毒害。

氨氮(dan)對水(shui)(shui)生(sheng)物起危害(hai)作用(yong)的(de)主要是游離氨，其毒性比銨鹽大幾十(shi)倍，并隨(sui)堿性的(de)增(zeng)(zeng)強(qiang)而增(zeng)(zeng)大。氨氮(dan)毒性與池水(shui)(shui)的(de)pH值(zhi)及水(shui)(shui)溫有密切關系，一般情(qing)況，pH值(zhi)及水(shui)(shui)溫愈(yu)高，毒性愈(yu)強(qiang)。

常用(yong)來測(ce)定(ding)(ding)氨的(de)兩個近似靈敏度的(de)比色方法(fa)是經(jing)典的(de)納氏試劑法(fa)和苯酚-次氯酸鹽法(fa)；滴(di)(di)定(ding)(ding)法(fa)和電極法(fa)也常用(yong)來測(ce)定(ding)(ding)氨；當(dang)氨氮含(han)量(liang)高時(shi)，也可采(cai)用(yong)蒸(zheng)餾-滴(di)(di)定(ding)(ding)法(fa)。（國標有納氏試劑法(fa)、水楊酸分光光度法(fa)、蒸(zheng)餾-滴(di)(di)定(ding)(ding)法(fa)）

4、硝態氮

1）硝酸鹽

水(shui)中硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)是在有(you)氧條件下，各種形態含(han)氮化合物(wu)(wu)中最穩(wen)定的氮化合物(wu)(wu)，通(tong)常用(yong)以表(biao)示含(han)氮有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)無(wu)機(ji)(ji)化作用(yong)最終階段(duan)的分(fen)解(jie)(jie)產物(wu)(wu)。當(dang)水(shui)樣中僅含(han)有(you)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)而不存在其他(ta)有(you)機(ji)(ji)或無(wu)機(ji)(ji)的氮化合物(wu)(wu)時(shi)，認為(wei)有(you)機(ji)(ji)氮化合物(wu)(wu)分(fen)解(jie)(jie)完全。如果水(shui)中含(han)有(you)較多(duo)量的硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)同時(shi)含(han)有(you)其他(ta)含(han)氮化合物(wu)(wu)時(shi)，則表(biao)示有(you)污染物(wu)(wu)已經進入水(shui)系，水(shui)的“自凈”作用(yong)尚在進行。

硝(xiao)酸鹽(yan)氮的(de)測定方(fang)法有離子選擇電極(ji)法、酚二磺(huang)酸分(fen)光(guang)光(guang)度法、鎘柱還(huan)原法、紫(zi)外分(fen)光(guang)光(guang)度法、戴(dai)氏合金換元法、離子色譜法、紫(zi)外法。

其中(zhong)電極法(fa)測(ce)量(liang)方便，范(fan)圍寬，而且價(jia)格便宜，對水樣(yang)要求(qiu)較(jiao)低；酚二(er)磺(huang)酸分光光度法(fa)測(ce)量(liang)范(fan)圍寬，顯色(se)穩定；鎘柱還原(yuan)法(fa)適用于(yu)水中(zhong)低含(han)量(liang)硝酸鹽測(ce)定；戴(dai)氏合金換元法(fa)適用于(yu)污(wu)染嚴重并帶深(shen)色(se)水樣(yang)；離子(zi)色(se)譜法(fa)需要專(zhuan)用儀器，但(dan)可于(yu)其他陰離子(zi)聯(lian)合測(ce)定。

2）亞硝酸鹽

亞硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)是氮(dan)循環的(de)中間產物(wu)。亞硝(xiao)態氮(dan)不穩定，可以(yi)(yi)氧化(hua)成硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)氮(dan)，也(ye)可以(yi)(yi)還原成氨(an)氮(dan)。因(yin)此(ci)，在測定其(qi)含(han)(han)量的(de)同時，并了(le)解(jie)水中硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)和氨(an)的(de)含(han)(han)量，則(ze)可以(yi)(yi)判斷水系(xi)被(bei)含(han)(han)氮(dan)化(hua)合物(wu)污(wu)染(ran)的(de)程度及自(zi)凈情況(kuang)。

水(shui)中亞(ya)硝酸(suan)鹽的測定方法通(tong)常采(cai)用重(zhong)氮-偶(ou)聯反(fan)應，使生成紅紫色染(ran)料。該方法靈敏度高、檢(jian)出限低、選(xuan)擇(ze)性強。重(zhong)氮試劑選(xuan)用對氨基苯磺酰(xian)胺(an)和對氨基苯磺酸(suan)，偶(ou)聯試劑為N-（1-萘基）-乙(yi)二胺(an)和α-萘胺(an)（有毒），N-（1-萘基）-乙(yi)二胺(an)用得較多。

亞硝酸(suan)鹽氮的測定(ding)方法(fa)(fa)有N-（1-萘基(ji)）-乙二(er)胺分(fen)光光度(du)法(fa)(fa)、萃取分(fen)光光度(du)法(fa)(fa)、離子(zi)色譜(pu)法(fa)(fa)、氣相色譜(pu)法(fa)(fa)等。（國標采用(yong)N-（1-萘基(ji)）-乙二(er)胺分(fen)光光度(du)法(fa)(fa)、氣相色譜(pu)法(fa)(fa)等）。