在水質(zhì)檢測中，我們經(jīng)常關(guān)心的幾種形態(tài)的氮包括氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、總氮等，其中氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮（簡稱三氮）常用作水體自凈的指標(biāo)，它們之間的相對含量，在一定程度上可以反映含氮有機(jī)物污染的時(shí)間長短，對了解水體污染歷史及分解趨勢和水體自凈狀況等有很高的參考價(jià)值。

水體中各種氮的存在與危害

有機(jī)氮

有機(jī)氮是植物、土壤和肥料中與碳結(jié)合的含氮物質(zhì)的總稱，如蛋白質(zhì)、氨基酸、酰胺、尿素等。

無機(jī)氮

無機(jī)氮是指植物、土壤和肥料中未與碳結(jié)合的含氮物質(zhì)的總稱。主要有氨氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮等。

氨氮（NH3-N）

水中的氨氮指以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮，詳情查看《氨氮是什么》一文。水中的氨氮主要來自焦化廠、合成氨化肥廠等某些工業(yè)廢水、農(nóng)用排放水以及生活污水中的含氮有機(jī)物受微生物作用分解的第一步產(chǎn)物。

氨氮與PH的關(guān)系

氨氮有兩種存在形式，一種是分子態(tài)的游離氨（NH3），另一種是離子態(tài)的銨離子（NH4+），游離氨（NH3）的毒性很大，銨離子（NH4+）基本無毒。氨氮對水生物起危害作用的主要是游離氨（NH3），其毒性比銨鹽大幾十倍，并隨堿性的增強(qiáng)而增大。氨氮的兩種存在形式與PH有很大的關(guān)系：PH越高，水體游離氨（NH3）含量越高，PH越低，水體中銨離子（NH4+）含量越高，毒性就相對小很多。氨氮對魚的危害類似于亞硝酸鹽。

亞硝酸鹽氮

亞硝酸鹽氮指的是水體中含氮有機(jī)物進(jìn)一步氧化，在變成硝酸鹽過程中的中間產(chǎn)物，不穩(wěn)定。在缺氧環(huán)境中，水中的亞硝酸鹽也可受微生物作用，復(fù)原為氨；在富氧環(huán)境中，水中的氨也可轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}。亞硝酸鹽可使人體正常的低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，失去血紅蛋白在體內(nèi)運(yùn)輸氧的能力，出現(xiàn)組織缺氧的病癥。亞硝酸鹽可與仲胺類反響生成具有致癌性的亞硝胺類物質(zhì)，尤其在低PH值下，有利于亞硝胺類的形成。

水中的硝酸鹽主要來自革質(zhì)廢水、酸洗廢水、某些生化處理設(shè)施的出水和農(nóng)用排放水以及水中的氨氮、亞硝酸鹽氮在富氧環(huán)境下氧化的最終產(chǎn)物。當(dāng)然，硝酸鹽在無氧環(huán)境中，也可受微生物的作用復(fù)原為亞硝酸鹽。硝酸鹽進(jìn)入人體后，經(jīng)腸道中微生物作用轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}而出現(xiàn)毒性作用，當(dāng)水中硝酸鹽含量到達(dá)10mg/L時(shí)，可使嬰兒得變性血紅蛋白癥。因此要求水中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮總量不得大于10mg/L。

硝酸鹽氮

硝酸鹽氮（NO3-N）是含氮有機(jī)物氧化分解的最終產(chǎn)物。水中之氮以硝酸鹽形態(tài)存在者，屬低毒性或無毒性。水中的硝酸鹽氮含量過高對人體造成危害。

總氮（TN）

總氮，簡稱為TN，水中的總氮含量是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)之一。總氮的定義是水中各種形態(tài)無機(jī)和有機(jī)氮的總量。包括NO3-、NO2-和NH4+等無機(jī)氮和蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)胺等有機(jī)氮，以每升水含氮毫克數(shù)計(jì)算。常被用來表示水體受營養(yǎng)物質(zhì)污染的程度。

水體中各種氮之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系

水體中氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系圖

水體中的有機(jī)氮、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮，在微生物的作用下存在轉(zhuǎn)化關(guān)系，主要總結(jié)如下：

水體中含氮有機(jī)物的轉(zhuǎn)化分為兩個(gè)途徑，一個(gè)途徑是通過氨化作用和硝化作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽最終被藻類吸收；

第一個(gè)途徑有三個(gè)步驟：

另一個(gè)途徑是通過反硝化作用把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛懦鏊w。

氨化作用

氨化作用又叫脫氨作用，微生物分解有機(jī)氮化物產(chǎn)生氨的過程。很多細(xì)菌、真菌和放線菌都能分泌蛋白酶，在細(xì)胞外將蛋白質(zhì)分解為多肽、氨基酸和氨（NH3）。其中分解能力強(qiáng)并釋放出NH3的微生物稱為氨化微生物。氨化微生物廣泛分布于自然界，在有氧（O2）或無氧條件下，均有不同的微生物分解蛋白質(zhì)和各種含氮有機(jī)物，分解作用較強(qiáng)的主要是細(xì)菌，如某些芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌和假單孢菌等。

硝化細(xì)菌和硝化作用

硝化細(xì)菌分為硝酸菌和亞硝酸菌，亞硝酸菌的作用是把氨氮（NH4+或NH3）轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽（NO22-），硝酸菌的作用是把亞硝酸鹽（NO2-）轉(zhuǎn)化為硝酸鹽（NO3-）。在硝化細(xì)菌的作用下，氨氮氧化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽再氧化為硝酸鹽的過程叫做硝化作用。自然界中的氨或銨鹽必需在以上兩類細(xì)菌的共同作用下才能轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}。目前，人們尚未發(fā)現(xiàn)一種硝化細(xì)菌能夠直接把氨轉(zhuǎn)變成硝酸，所以說，硝化作用必須通過這兩類菌的共同作用才能完成。

反硝化細(xì)菌和反硝化作用

在缺氧條件下，能夠把硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，再把亞硝酸鹽還原為氮?dú)猓∟2）的一類細(xì)菌叫做反硝化細(xì)菌，也叫脫氮細(xì)菌。反硝化細(xì)菌在缺氧條件下，硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽再還原為氮?dú)猓∟2）或一氧化二氮（N2O）的過程叫做反硝化作用，也叫脫氮作用。

三氮的檢測在環(huán)境化學(xué)中的意義

從上文中我們可以了解到，水體中三氮（氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮）在微生物的作用下存在轉(zhuǎn)換關(guān)系，因此水體中有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的相對含量，在一定程度上可以反映含氮有機(jī)物污染的階段、時(shí)間長短，對了解水體污染歷史及分解趨勢和水體自凈狀況等有很高的參考價(jià)值.

通過測定各種態(tài)的氮就能判斷水體處于哪個(gè)自凈階段：