氨氮的定義

所謂水溶液中的氨氮是以游離氨(或稱(chēng)非離子氨，NH3)或離子氨(NH4+)形態(tài)存在的氮。人們對(duì)水和廢水中最關(guān)注的幾種形態(tài)的氮是硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮和有機(jī)氮。通過(guò) 生物化學(xué)作用，它們是可以互相轉(zhuǎn)化的。

1. 氨的一般性質(zhì) 氨(Ammonia，NH3)分子量為17.03，熔點(diǎn)一77.7℃，沸點(diǎn)，一33.35℃，比重O.6l。 氨為無(wú)色有強(qiáng)烈刺激臭味的氣體，易溶于水、乙醚和乙醇中。當(dāng)氨溶于水時(shí)，其中一部分氨與水反應(yīng)生成銨離子，一部分形成水含氨(非離子氨)，其化學(xué)成分平衡可用下列方程簡(jiǎn)化表示：

NH3 (g)＋ H20（1） NH3• H20（aq） NH4+＋0H一＋( 一1)H20（1）

上式中，NH3• H20（aq）表示與水松散結(jié)合的非離子化氨分子，以氫鍵結(jié)合的水分子至少多于3，為方便起見(jiàn)，溶解的非離子氨用NH3表示，離子氨用NH4+表示，水中的氨氮是指NH3和NH4+之總和。 氨的水溶液稱(chēng)氨水。氨對(duì)水生生物等的毒性是由溶解的非離子氨造成的，而離子氨則基本無(wú)毒。 氨的水溶液中，NH3的濃度除主要取決于總氨的濃度外，水溶液的pH和溫度也極大地影響NH3的濃度，且隨pH和溫度的增加而增大。

NH3 + H+─→NH4+ NH4+ + OH-─→NH3+H2O

水中有機(jī)氮化合物受生物化學(xué)分解而變?yōu)殇@離子，再通過(guò)硝化生物(亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌等)的作用，經(jīng)亞硝酸根離子而變?yōu)橄跛岣x子。而銨離子和硝酸根離子被植物攝取，植物又成為動(dòng)物的食物。氮化合物在自然界里就是這樣循環(huán)著，循環(huán)的情況示于下圖。 銨離子的定量，微量時(shí)，采用靛酚藍(lán)法和碘汞法(奈斯勒法)等分光光度法，濃度稍高時(shí)，采用中和滴定法或離子電極法。 在分光光度法和離子電極法的情況下，對(duì)于有混濁或顏色的試樣、在堿性下產(chǎn)生沉淀的金屬離子和有機(jī)物等共存的試樣，要事先進(jìn)行凝聚沉淀法或水蒸氣蒸餾的前處理后再定量。 中和滴定法的情況下，要進(jìn)行水蒸氣蒸餾的前處理，就其餾液進(jìn)行定量。 如前所述，銨離子等水中的氨化合物是在不斷地變化著，因此，取樣后要立即進(jìn)行試驗(yàn)。不能立即進(jìn)行時(shí)，為了抑制微生物的活動(dòng)，要加鹽酸或硫酸使pH約為2，再保存在5℃以下的暗處：盡快進(jìn)行試驗(yàn)。

2 氨的毒性

魚(yú)類(lèi)對(duì)非離子氨較敏感。為保護(hù)淡水水生物，水中非離子氨的濃度應(yīng)低0.02mg／L。 人體如果吸入濃度140ppm(0.1mg／L)的氨氣體時(shí)就感到有輕度的刺激；吸入350ppm(O．25mg／L)時(shí)就有非常不愉快的感覺(jué)，但能忍耐1h。當(dāng)濃度為200～330ppm(O．15～0.25mg／L)時(shí)，只有12.5％從肺部排出，吸入30min時(shí)就強(qiáng)烈地刺激眼睛、鼻腔，并進(jìn)一步產(chǎn)生噴嚏、流涎、惡心、頭痛、出汗、臉面充血、胸部痛、尿頻等。濃度進(jìn)一步增加時(shí)，就會(huì)腐蝕口腔及呼吸道的粘膜，并有咳嗽、嘔吐、眩暈、窒息感、不安感、胃痛、閉尿、出汗等癥狀。在高濃度情況下有在3～7d后發(fā)生肺氣腫而死亡者。由于聲門(mén)水腫或支氣管肺炎而死亡者不多，大多數(shù)在幾天之后出現(xiàn)眼病。當(dāng)眼睛與噴出的氨氣直接接觸時(shí)，有產(chǎn)生持續(xù)性角膜渾濁癥及失明者。在更高濃度如2500ppm(1．75mg／L)以上時(shí)，有急性致死的危險(xiǎn)。 關(guān)于氨的慢性中毒的報(bào)告指出，有出現(xiàn)消化機(jī)能障礙、慢性結(jié)膜炎、慢性支氣管炎，有時(shí)出現(xiàn)血痰及耳聾等，也有引起食道狹窄的。 如果飲咽濃度為25％的氨20～30ml，就可以致命。

3 水體中氨的主要來(lái)源

在地面水和廢水中天然地含有氨。氨以氮肥等形式施入耕地中，隨地表徑流進(jìn)入地面水。 作為含氮有機(jī)物的分解產(chǎn)物，是氨廣泛存在于江河、湖海中的主要原因。但在地下水中它的濃度很低，因?yàn)樗晃降酵寥李w粒和粘土上，并且不容易從土壤中瀝濾出來(lái)。在無(wú)氧環(huán)境中,水中存在的亞硝酸鹽在微生物作用下還原為氨,在有氧環(huán)境中,水中氨也可轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁},甚至繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁} 氨的工業(yè)污染來(lái)源于肥料生產(chǎn)、硝酸、煉焦、煤氣、硝化纖維、人造絲、合成橡膠、碳化鈣、染料、清漆、燒堿、電鍍及石油開(kāi)采和石油產(chǎn)品加工過(guò)程中。 氨氮普遍存在于地面水及地下水中，水中氮化合物的多少,可作為水體受到含氮有機(jī)物污染程度的指標(biāo)。反映水體受含氮化合物污染程度的幾種形態(tài)的氮是氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、有機(jī)氮。測(cè)定水中各種形態(tài)的氮化合物,有助于評(píng)價(jià)水體被污染程度和“自?xún)?rdquo;的程度。