龍瑞鳳

（四川省阿壩生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 阿壩州624000）

前言

河流的水質(zhì)問題深刻影響著人們的日常生活、水產(chǎn)業(yè)以及農(nóng)業(yè)的發(fā)展。近年來，由于農(nóng)業(yè)的發(fā)展、生活污水以及重工業(yè)廢水的排放，不可避免地造成了水質(zhì)中的氨氮類成分的堆積，從而加快了水質(zhì)的惡化，給水質(zhì)的處理也造成了一定影響。水質(zhì)中總氮包括：有機態(tài)氮和無機態(tài)氮，其中游離氨、銨鹽、硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮以及其他形式的氨氮是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要原因。水體富營養(yǎng)化后，不僅對生態(tài)環(huán)境造成一定的影響，長期飲用對人體也會造成較大的危害。因此，對水質(zhì)中的氨氮、硝酸鹽氮和總氮進行監(jiān)測并有效地處理具有重要的現(xiàn)實意義。

河流水質(zhì)中氨氮的測定，首先，要對水體有一個全面、準確的分析和判斷；其次，利用合適的方法對水體進行相應(yīng)的檢測，可以明確污染物的主要成分，有利于制定相應(yīng)的處理措施。

1 水質(zhì)中氨氮、硝酸鹽氮和總氮的測定方法

1.1 顯色劑對比法

顯色劑對比法原理為：水體中游離的氨氮與所用的化學(xué)試劑接觸并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，可生成黃棕色的絡(luò)合物。絡(luò)合物顏色與氨氮的量成正比關(guān)系，通過將黃棕色絡(luò)合物的顏色與標準色卡比對，即可判斷水體中氨氮含量的高低。顯色劑比色法測定氨氮的含量使用范圍為0.05～2.00 mg·L-1。該方法使用簡便，速度快，效果明顯，可用于水質(zhì)的取樣初步檢測[1]。

1.2 納氏試劑分光光度法

納氏試劑分光光度法是水質(zhì)中氨氮、硝酸鹽氮和總氮的測定最常用的方法，其原理為：使用碘化鉀和碘化汞的堿性溶液加入到水樣品中，可與樣品中的氨發(fā)生反應(yīng)，從而生成淡紅棕色膠狀的化合物，并且該顏色可吸收波長較寬，可適用于河流水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水。納氏試劑分光光度法測定氨氮的含量使用范圍為0.025～2.00mg·L-1之間[2-3]。

1.3 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法

其原理為：水樣品在120～124℃的溫度條件下，堿性過硫酸鉀溶液加入到水樣品中后，可與樣品中含氮化合物發(fā)生反應(yīng)，并可將氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，采用紫外分光光度法分別在220 nm和275 nm波長處的測定吸光度A220和A275，從而可計算校正吸光度A（A=A220-2A275），測得的總氮含量與A成正比[4，5]。

1.4 氣相分子吸收光譜法

氣相分子吸收光譜法是根據(jù)水體中氨氮物質(zhì)對不同波長的光可選擇性地吸收而建立的方法。該法不僅可以對氨氮物質(zhì)進行定性分析，也可以測定氨氮物質(zhì)的含量。其測試步驟為：首先，將待測成分在一定條件下轉(zhuǎn)變成氣體分子，通過載入測量系統(tǒng)后，在一定的分析條件下測定其對特征光譜吸收。其原理為：水樣品在酸性條件下，首先加入無水乙醇后進行煮沸，其目的為除去亞硝酸鹽等的干擾，加入一定量的次溴酸鹽氧化劑，將氨氮以及銨鹽氧化成亞硝酸鹽，最后，采用氣相分子吸收光譜法測得樣品中氨氮的含量[6，7]。

1.5 酚二磺酸法

酚二磺酸法測定范圍較寬，顯色穩(wěn)定，其原理為：在堿性溶液中，硝酸鹽氮可以在無水的條件下與酚二磺酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成黃色的硝基二磺酸酚，因此可使用該方法進行定量測定。但該方法反應(yīng)條件較難控制，造成回收利用率不穩(wěn)定[8-9]。

1.6 靛酚藍法

目前，改良后的靛酚藍法可在室溫下顯色，操作方法簡單，試劑比較穩(wěn)定，并且具有較好的重現(xiàn)性和靈敏度。其原理為：水體中的氨氮成分與氯發(fā)生反應(yīng)生成一氯氨。在高pH的室溫下，當有亞硝酰氰鐵絡(luò)離子存在時，一氯氨與酚發(fā)生反應(yīng)生成靛酚藍，通過比對標準溶液的顯色即可測得氨氮含量[10，11]。

2 水質(zhì)中氨氮、硝酸鹽氮和總氮的測定影響因素

在對水質(zhì)中的氨氮進行測定時，往往會受到一定因素的影響，不僅對氨氮的測量結(jié)果的準確性造成一定的影響，也會對水質(zhì)的處理方法的判斷造成干擾。因此，在測定過程中，排除測定過程中的影響因素至關(guān)重要。

目前的研究中，氨氮、硝酸鹽氮和總氮的測定影響因素可分為外部因素影響和內(nèi)部因素影響。其中，外部因素有：前處理影響、試劑純度影響、光波影響、消解時間影響、溫度影響、檢測方法精密度影響等；內(nèi)部因素影響主要有：pH影響、鹽度影響、氣泡影響以及水質(zhì)中其他物質(zhì)影響等[12-14]。

因此，水質(zhì)檢測需要從檢測水、檢測方法、溶解試劑、溶解溫度、測定時間等角度進行分析，明確總氮測定的影響因素，是檢驗水質(zhì)總氮成分，保證測定結(jié)果準確性的重要保障。當然，確定測定過程中的相關(guān)影響后，應(yīng)該使用一定的前處理方法，排除干擾因素和影響。

3 水質(zhì)中氨氮、硝酸鹽氮和總氮的處理方法

3.1 生物法

生物法脫氮，是指在缺氧條件下，反硝化菌屬、硫桿菌屬、假單胞菌屬等微生物可利用作為電子受體，在無氧呼吸時，可將硝酸鹽還原為氮氣[15，16]。其過程可表示為：

3.2 化學(xué)方法

催化還原脫氮法主要是在堿性條件下，采用具有氧化性的催化劑或者金屬催化劑與水體中的氨氮類發(fā)生反應(yīng)，從而達到去除硝酸鹽氨氮的目的[[17,18]。

電化學(xué)處理法可深度去除水體中微量硝酸鹽氮，其原理為：將含有硝酸鹽的污水引入到電解槽中；使用直流電源進行電解，在電解池陰極區(qū)可將硝酸鹽還原生成，在陽極區(qū)生成的ClO-及OH-可將亞硝酸鹽和氨態(tài)氮氧化為硝酸鹽和氮氣，經(jīng)過在陰極和陽極之間連續(xù)的還原氧化過程，水中的硝酸鹽可全部轉(zhuǎn)化為無害的氮氣并排放到空氣中，最終實現(xiàn)氨氮、硝酸鹽氮和總氮的降解[19，20]。

3.3 物理法

電滲析法，該法具有高效低耗的優(yōu)點，可使硝酸鹽濃度從50mg·L-1降低到25mg·L-1以下，并且處理過程中，不需要添加任何化學(xué)試劑。其原理為：利用離子交換膜在電位差推動下從水體中脫除硝酸鹽氨氮離子[23，24]。

吹脫法，該法包括空氣吹脫和蒸汽吹脫兩種氣體吹脫方法。其原理為：氣液相平衡和傳質(zhì)速度理論。首先將氨氮水樣品的pH值調(diào)節(jié)為堿性條件，銨離子在堿性條件下可以轉(zhuǎn)化為氨分子。隨后，向水中通入氣體并使得氣體與液體充分接觸，這時氣體可與揮發(fā)性氨氮分子一同排出。使用蒸汽吹脫法可以使氨氮去除率達到90%以上，并具有可回收利用處理后得到的氨的優(yōu)點，但其缺點為能耗大。空氣吹脫法的氨氮去除效率低于蒸汽吹脫法，但該法不僅能耗低，其設(shè)備相對簡單、操作方法也比較方便，并且用硫酸作為吹脫氨氮的吸收劑時，可得到化肥用的硫酸銨[25，26]。

4 結(jié)語

目前，由于我國的河流眾多，污染層次以及污染種類不盡相同，因此，針對不同的河流水質(zhì)的監(jiān)測和處理應(yīng)制定準確的處理措施。除此之外，由于目前污染物種類的不斷增加，還應(yīng)積極研究更加準確而有效的處理方法，為河流水質(zhì)的安全提供可靠的保障。