總氮、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、凱氏氮總是傻傻分不清楚？科普知識來嘍~

1.氮在水中存在的形式是什么?影響因素有哪些?

自然界氮素蘊藏量豐富，以三種形態(tài)存在:分子氮N2,占大氣的78%; 有機氮化合物;無機氮化合物。其中水體中的氮主要包括有機氮和無機氮兩大類，其總量稱為總氮(英文縮寫為TN)。

有機氮是指以有機化合物形式存在的氮，如蛋白質(zhì)、氨基酸、肽、尿素、有機胺、硝基化合物、重氮化合物等。農(nóng)業(yè)廢棄物和城市生活污水中存在的有機氮主要是蛋白質(zhì)及其分解產(chǎn)物一多肽和氨基酸。但某些工業(yè)廢水中可能有其他含氮有機化合物。無機氮指氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等，它們一部分是有機氮經(jīng)微生物分解轉(zhuǎn)化作用而產(chǎn)生的，一部分直接來自施用化肥的農(nóng)田退水和工業(yè)排水。

氮在水體中會發(fā)生轉(zhuǎn)化。隨著時日的延長，有機氮很不穩(wěn)定，容易在微生物的作用下，分解成無機氮(在無氧的條件下，分解為氨氮;在有氧的條件下，先分解為氨氮，再分解為亞硝酸鹽氮與硝酸鹽氮)，并不斷減少。

氨氮在污水中存在形式有游離氨(NH3)與離子狀態(tài)銨鹽(NH4+)兩種，其中游離氨的濃度除主要取決于氨氮的濃度外，還隨水中的pH值和溫度的增加而增大。此外，離子強度對游離氨的濃度也會有影響。

水中硝酸鹽是含氮有機物經(jīng)無機化作用最終階段的分解產(chǎn)物。硝酸鹽在缺氧、酸性的條件下可以還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽氮是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物，不穩(wěn)定。根據(jù)水環(huán)境條件，可被氧化成硝酸鹽氮，也可以被還原成氮。

2.什么是凱氏氮?

凱氏氮是有機氮與氨氮之和，凱氏氮指標可以用來判斷污水在進行生物法處理時氮營養(yǎng)是否充足的依據(jù)。生活污水中凱氏氮含量約40mg/L (其中有機氮約15mg/L,氨氮約25mg/L),總氮與凱氏氮之差值約等于亞硝酸鹽氮與硝酸鹽氮之和;凱氏氮與氨氮的差值約等于有機氮。

3.氮的危害是什么?

生活污水和化肥、食品等工業(yè)的廢水以及農(nóng)田排水都含有大量的氮。天然水體接納這些廢水后，會發(fā)生水體富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。在自然條件下，湖泊也會從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài)，不過這種自然過程非常緩慢。而人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營養(yǎng)化則可以在短時間內(nèi)出現(xiàn)。水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象時，浮游藻類大量繁殖，形成水華。因占優(yōu)勢的浮游藻類的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)藍色、紅色、棕色、乳白色等。這種現(xiàn)象在海洋中則叫做赤潮或紅潮。

水中硝酸鹽是含氮有機物經(jīng)無機化作用最終階段的分解產(chǎn)物。人體攝入硝酸鹽后，經(jīng)腸道中微生物的作用轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽而出現(xiàn)毒性作用。亞硝酸鹽可使人體正常的血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白，發(fā)生高鐵血紅蛋白癥，失去其輸氧的能力，導(dǎo)致組織缺氧。

污水進行生物處理時，氨氮不僅為微生物提供營養(yǎng)，而且對污水的pH值起緩沖作用。但氨氦過高時，特別是游離氨濃度較高時，對微生物的生活活動產(chǎn)生抑制作用。

4.氮的來源是什么?氨的存在形式是什么?

污水中的氮一方面來自于化肥和農(nóng)業(yè)廢棄物。另一方面來自城市生活污水和某些工業(yè)廢水。城市生活污水中含有豐富的氮，其中糞便是生活污水中氮的主要來源。氨氮的來源主要有制革廢水、酸洗廢水等工業(yè)廢水。某些生化處理設(shè)施的出水和農(nóng)田排水中可能含有大量的硝酸鹽氮。

5.氮是如何轉(zhuǎn)化的?

含氮化合物在水體中的轉(zhuǎn)化可分為三個階段:第一階段為含氮有機物在水體中逐漸被微生物分解成較簡單的化合物，最后生成無機氨氮，稱為氨化過程;第二階段是氨氮在有氧的條件下，轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽與硝酸鹽，稱為硝化過程;第三階段是亞硝酸鹽與硝酸鹽在低氧或無氧條件下，被反硝化菌還原轉(zhuǎn)化為氮氣，稱為反硝化過程。氨化可以在有氧或無氧條件下進行，硝化則只可以在有氧條件下進行。如果水體缺氧，則硝化反應(yīng)不能進行。

6.硝化的概念是什么?

傳統(tǒng)生物脫氮理論認為氨氮是借助兩類不同的細菌(硝化菌和反硝化菌)將水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣而去除。首先在好氧條件下，亞硝酸細菌以氧作為電子受體，將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，之后硝酸細菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，這個反應(yīng)過程稱為硝化反應(yīng)。

7.反硝化的概念是什么?

硝化反應(yīng)完成后，反硝化細菌利用各種有機基質(zhì)作為電子供體，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體，進行缺氧呼吸，將硝酸鹽或亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣，這個過程稱為反硝化。

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