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氨氮,指水體中以游離氨和銨離子形式存在的氮,是水體富營養(yǎng)化和環(huán)境污染的關(guān)鍵指標(biāo)之一,常用到實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)氨氮分析儀進(jìn)行測定。了解其含量標(biāo)準(zhǔn)及動(dòng)態(tài)變化的影響因素,對(duì)于水資源保護(hù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和污水處理至關(guān)重要。 一、 水體中氨氮的含量標(biāo)準(zhǔn)值 氨氮的含量標(biāo)準(zhǔn)并非一個(gè)固定不變的數(shù)值,而是根據(jù)水體的功能定位、環(huán)境要求以及保護(hù)目標(biāo)的不同而嚴(yán)格劃分的。我國在《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中,對(duì)氨氮的限值做出了明確的規(guī)定。 Ⅰ類、Ⅱ類水質(zhì): 主要適用于源頭水、國家自然保護(hù)區(qū)。為保證水體的自然狀態(tài)和極高生態(tài)要求,氨氮濃度限值極為嚴(yán)格,通常要求≤0.15 mg/L。 Ⅲ類水質(zhì): 適用于集中式生活飲用水地表水源地、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等。此標(biāo)準(zhǔn)下,氨氮限值為≤1.0 mg/L,旨在保障飲用水安全和水生生物的基本生存。 Ⅳ類水質(zhì): 適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū),氨氮限值放寬至≤1.5 mg/L。 Ⅴ類水質(zhì): 適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域,氨氮限值為≤2.0 mg/L。 二、 影響水體中氨氮含量的主要因素 水體中氨氮的濃度是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果,受到自然過程和人類活動(dòng)的雙重影響。 1、 污染源的輸入 生活污水和畜禽養(yǎng)殖廢水: 人和動(dòng)物的糞便、尿液中含有大量的尿素和有機(jī)氮,在微生物作用下迅速分解為氨氮。未經(jīng)處理或處理不達(dá)標(biāo)的污水直排,是造成城市河道和湖泊氨氮升高的元兇。 農(nóng)業(yè)面源污染: 化肥的過量施用是另一大來源。農(nóng)田中的氮肥(如碳酸氫銨、尿素)只有部分被作物吸收,其余大部分通過徑流和滲漏進(jìn)入地表水和地下水,轉(zhuǎn)化為氨氮或硝酸鹽氮。 工業(yè)廢水: 焦化、化肥、制藥、食品加工等行業(yè)的生產(chǎn)廢水中常含有高濃度的氨氮,若處理不當(dāng),將對(duì)受納水體造成嚴(yán)重沖擊。 2、水體自身的物理化學(xué)條件 溫度: 溫度顯著影響微生物的活性和化學(xué)反應(yīng)速率。水溫升高會(huì)加速底泥中有機(jī)物的分解和含氮化合物的釋放(即內(nèi)源釋放),同時(shí)也會(huì)促進(jìn)硝化作用(將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽)的進(jìn)行。 pH值: pH值是決定氨氮存在形態(tài)的關(guān)鍵因素。在pH值高(堿性)的水體中,銨離子(NH??)更容易向毒性更強(qiáng)的游離氨(NH?)轉(zhuǎn)化,從而加大對(duì)水生生物的毒性。反之,在酸性條件下,氨氮主要以毒性較低的銨離子形式存在。 溶解氧: 溶解氧濃度與氨氮含量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。在溶氧充足的好氧環(huán)境下,氨氮會(huì)被硝化細(xì)菌逐步氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽,從而降低其濃度。而在缺氧或厭氧環(huán)境下,硝化作用被抑制,反硝化作用和有機(jī)物的厭氧分解會(huì)積累氨氮,導(dǎo)致其濃度上升。 3、水體的生物與生化過程 硝化作用: 這是一條重要的氨氮轉(zhuǎn)化途徑。在有氧條件下,亞硝酸菌和硝酸菌將氨氮氧化為硝酸鹽,從而直接降低水中氨氮濃度。 水生生物的吸收與排泄: 藻類和水生植物在生長過程中會(huì)吸收氨氮作為營養(yǎng)鹽。然而,當(dāng)這些生物死亡后,其殘?bào)w被微生物分解,又會(huì)將氮重新釋放回水中。同時(shí),水生動(dòng)物(如魚類)的排泄物也是水體中氨氮的一個(gè)持續(xù)來源。 若想有效控制水體氨氮污染,必須采取系統(tǒng)性思維:既要嚴(yán)格管控工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污染源的排放,也要關(guān)注水體內(nèi)部的生態(tài)健康與水文動(dòng)態(tài),通過增強(qiáng)水體自凈能力,才能實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的持續(xù)改善。
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