氮的存在形式

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。 成分分析 目前，国标针对水质中氮的分析主要分总氮、氨氮、硝酸盐氮、 亚硝酸盐氮、凯氏氮 5 个方面。 （一）总氮 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。 总氮的测定方法，一是采用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）后加和的办法。二是以过硫酸钾氧化， 使有机氮和无机氮转变为硝酸盐后， 通过离子选择电极法对溶液中的 硝酸根离子进行测量，也可以用紫外法或还原为亚硝酸盐后， 用偶氮 比色法，以及离子色谱法进行测定。 （二）氨氮 氨氮是指游离氨（或称非离子氨，NH3）或离子氨（NH4+）形态存 在的氨。pH 较高，游离氨的比例较高；反之，铵盐的比例高。 氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生， 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。 氨氮对水生物起危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，pH 值及水温愈高，毒性愈强。 常用来测定氨的两个近似灵敏度的比色方法是经典的纳氏试剂 法和苯酚-次氯酸盐法；滴定法和电极法也常用来测定氨；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 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。 硝酸盐氮的测定方法有离子选择电极法、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。 其中电极法测量方便， 范围宽， 而且价格便宜， 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，但可于其他阴离子联合测定。 （四）亚硝酸盐氮 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，并了解水 中硝酸盐和氨的含量， 则可以判断水系被含氮化合物污染的程度及自 净情况。 水中亚硝酸盐的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 基苯磺酰胺和对氨基苯磺酸， 偶联试剂为 N- （1-萘基） -乙二胺和 α- 萘胺（有毒） ，N-（1-萘基）-乙二胺用得较多。 亚硝酸盐氮的测定方法有 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） （五）凯氏氮 凯氏氮是以凯氏法测得的的含氮量。 它包括氨氮和在此条件下能 被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。 此类有机氮主要指蛋白质、 胨、 氨基酸、核酸、尿素以及大量合成的，氮为负三价的有机氮化合物。 不包括叠氮化合物、联氮、偶氮、腙、硝酸盐、腈、硝基、亚硝基、 肟和半卡巴腙类含氮化合物。 由于水中一般存在的有机化合物多为前 者，因此，在测定凯氏氮和氨氮后，其差值即称之为有机氮。 测定原理是加入硫酸加热消解， 使有机物中的胺基以及游离氨和 铵盐均转变为硫酸氢铵，消解后的液体，使呈碱性蒸馏出氨，吸收于 硼酸溶液， 然后以滴定法或光度法测定氨含量。 测定凯氏氮或有机氮， 主要是为了了解水体受污染状况， 尤其在评价湖泊和水库的富营养化 时，是个有意义的指标