一文读懂:总氮、氨氮、硝态氮、凯氏氮的区别与联系
一文读懂:总氮、氨氮、硝态氮、凯氏氮的区别与联系
总氮、氨氮、硝态氮和凯氏氮是水体监测中常见的氮化合物指标,它们在水环境中的存在形式和转化关系复杂,常常让人难以区分。本文将从定义、来源和监测意义等方面,详细解析这些氮化合物的区别和联系,帮助读者更好地理解水体氮污染的监测和评估方法。
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; 凯氏氮包括有机氮与氨氮,不包括硝态氮。
目前,国标针对水质中氮的分析主要分总氮、氨氮、硝态氮、凯氏氮4个方面。
总氮
总氮是指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量,通常包括硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、无机铵盐、溶解态氨以及各种有机含氮化合物中的氮。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,其含量的高低可以反映水体的污染程度和自净能力。
凯氏氮
凯氏氮是以凯氏法测得的含氮量,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。
氨氮
氨氮是指以游离氨(NH3)或离子氨(NH4+)形态存在的氨。氨氮在水中的存在形式取决于水的pH值:pH较高时,游离氨的比例较高;pH较低时,铵盐的比例高。氨氮对水生物的毒性主要来自游离氨,其毒性比铵盐大几十倍,并随碱性的增强而增大。氨氮的毒性与水体的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。
硝态氮
硝态氮包括硝酸盐氮和亚硝酸盐氮两种形式:
硝酸盐: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。
亚硝酸盐: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。