水溶液中的氨氮和有机氮

氨氮的定义所谓水溶液中的氨氮是以游离氨（或称非离子氨，NH3）或离子氨（NH4+）形态存在的氮。人们对水和废水中关注的几种形态的氮是硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮和有机氮。通过生物化学作用，它们是可以互相转化的。1、氨的一般性质氨（Ammonia，NH3）分子量为17.03，熔点一77.7℃，沸点，一33.35℃，比重O.6l。 氨为无色有强烈刺激臭味的气体，易溶于水、乙醚和乙醇中。当氨溶于水时，其中一部分氨与水反应生成铵离子，一部分形成水含氨（非离子氨），其化学成分平衡可用下列方程简化表示：NH3 （g）＋ H20（1） NH3? H20（aq） NH4+＋0H一＋（ 一1）H20（1）上式中，NH3? H20（aq）表示与水松散结合的非离子化氨分子，以氢键结合的水分子至少多于3，为方便起见，溶解的非离子氨用NH3表示，离子氨用NH4+表示，水中的氨氮是指NH3和NH4+之总和。 氨的水溶液称氨水。氨对水生生物等的毒性是由溶解的非离子氨造成的，而离子氨则基本无毒。 氨的水溶液中，NH3的浓度除主要取决于总氨的浓度外，水溶液的pH和温度也极大地影响NH3的浓度，且随pH和温度的增加而增大。NH3 + H+─→NH4+ NH4+ + OH-─→NH3+H2O水中有机氮化合物受生物化学分解而变为铵离子，再通过硝化生物（亚硝化细菌和硝化细菌等）的作用，经亚硝酸根离子而变为硝酸根离子。而铵离子和硝酸根离子被植物摄取，植物又成为动物的食物。氮化合物在自然界里就是这样循环着，循环的情况示于下图。 铵离子的定量，微量时，采用靛酚蓝法和碘汞法（奈斯勒法）等分光光度法，浓度稍高时，采用中和滴定法或离子电极法。 在分光光度法和离子电极法的情况下，对于有混浊或颜色的试样、在碱性下产生沉淀的金属离子和有机物等共存的试样，要事先进行凝聚沉淀法或水蒸气蒸馏的前处理后再定量。 中和滴定法的情况下，要进行水蒸气蒸馏的前处理，就其馏液进行定量。 如前所述，铵离子等水中的氨化合物是在不断地变化着，因此，取样后要立即进行试验。不能立即进行时，为了抑制微生物的活动，要加盐酸或硫酸使pH约为2，再保存在5℃以下的暗处：尽快进行试验。2、氨的毒性鱼类对非离子氨较敏感。为保护淡水水生物，水中非离子氨的浓度应低0.02mg／L。 人体如果吸入浓度140ppm（0.1mg／L）的氨气体时就感到有轻度的刺激；吸入350ppm（O.25mg／L）时就有非常不愉快的感觉，但能忍耐1h。当浓度为200～330ppm（O.15～0.25mg／L）时，只有12.5％从肺部排出，吸入30min时就强烈地刺激眼睛、鼻腔，并进一步产生喷嚏、流涎、恶心、头痛、出汗、脸面充血、胸部痛、尿频等。浓度进一步增加时，就会腐蚀口腔及呼吸道的粘膜，并有咳嗽、呕吐、眩晕、窒息感、不安感、胃痛、闭尿、出汗等症状。在高浓度情况下有在3～7d后发生肺气肿而死亡者。由于声门水肿或支气管肺炎而死亡者不多，大多数在几天之后出现眼病。当眼睛与喷出的氨气直接接触时，有产生持续性角膜浑浊症及失明者。在更高浓度如2500ppm（1.75mg／L）以上时，有急性致死的危险。 关于氨的慢性中毒的报告指出，有出现消化机能障碍、慢性结膜炎、慢性支气管炎，有时出现血痰及耳聋等，也有引起食道狭窄的。 如果饮咽浓度为25％的氨20～30ml，就可以致命。3、水体中氨的主要来源在地面水和废水中天然地含有氨。氨以氮肥等形式施入耕地中，随地表径流进入地面水。 作为含氮有机物的分解产物，是氨广泛存在于江河、湖海中的主要原因。但在地下水中它的浓度很低，因为它被吸附到土壤颗粒和粘土上，并且不容易从土壤中沥滤出来。在无氧环境中，水中存在的亚硝酸盐在微生物作用下还原为氨，在有氧环境中，水中氨也可转变为亚硝酸盐，甚至继续转变为硝酸盐 氨的工业污染来源于肥料生产、硝酸、炼焦、煤气、硝化纤维、人造丝、合成橡胶、碳化钙、染料、清漆、烧碱、电镀及石油开采和石油产品加工过程中。 氨氮普遍存在于地面水及地下水中，水中氮化合物的多少，可作为水体受到含氮有机物污染程度的指标。反映水体受含氮化合物污染程度的几种形态的氮是氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、有机氮。测定水中各种形态的氮化合物，有助于评价水体被污染程度和“自净”的程度。

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