[科普中国]-硝酸盐氮

硝酸盐氮是含氮有机物经无机化作用最终的分解产物，水中的硝酸盐氮含量过高对人体造成危害。

如水体中仅有硝酸盐含量增高，氨氮(NH3-N)、亚硝酸盐氮（NO2-N）含量均低甚至没有，说明污染时间已久，现已趋向自净。水中的硝酸盐也可直接来自地层。

硝酸盐氮测定方法水中硝酸盐氮的测定方法较多，常用的有酚二磺酸光度法、紫外分光光度法、离子色谱法等。

酚二磺酸光度法利用酚二磺酸在无水情况下与硝酸根离子作用，生成硝基二磺酸酚,在碱性溶液中，生成黄色化合物,用分光光度计在410nm波长处比色测定。最低检出浓度为0.02mg/L；测定上限为2.0mg/L。适用于测定饮用水、地下水和清洁地表水。

紫外分光光度法利用硝酸根离子在紫外区220nm波长处的吸收而定量测定硝酸盐氮。溶解的有机物在220nm处和275nm处均有吸收，而硝酸根离子在275nm处没有吸收。因此,在275nm处作另一次测量,以校正硝酸盐氮值。

离子色谱法利用离子交换的原理，连续对多种阴离子进行定性和定量分析，水样注入碳酸盐-碳酸氢盐溶液并流经系列的离子交换树脂，基于待测阴离子对低容量强碱性阴离子树脂(分离柱)的相对亲和力不同的彼此分开。被分开的阴离子，在流经强碱性阳离子树脂(抑制柱)室,被转换为高电导的酸型，碳酸盐-碳酸氢盐则转变成弱电导的碳酸(清除背景电导)。用电导检测器测量被转变为相应酸型的阴离子,与标准进行比较，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量。测定无机阴离子硝酸盐氮。适用于地表水、饮用水、污水,电子、电镀、生化等一般工业废水中硝酸盐氮测定。1

地下水硝酸盐氮污染的危害如果长期饮用被硝酸盐氮或亚硝酸盐氮污染的水，会造成儿童智力下降，反应迟钝等身体疾病。硝酸盐在人体内经过体内相关酶的作用下可转化为亚硝酸盐，在一些含氮有机化合物的作用下会形成具有化学稳定性亚硝基化合物，这些化合物能直接导致人体细胞癌变、畸形和突变，由此损坏人体的正常运作及健康。在我国，相关新闻报道，河南省等地区出现的“癌症村”与地下水中硝酸盐氮的严重超标有着不可磨灭的密切关系。2

世界卫生组织规定地下水硝酸盐氮质量浓度不得超过 10mg/L，欧盟规定的地下水硝酸盐氮质量浓度的引用标准为≤11.3mg/L。美国环保署(US EPA)规定饮用水的硝酸盐氮质量浓度的饮用标准为≤10mg/L(US EPA,2009)。而我国环境保护部对地表水源生活饮用水限制为≤10mg/L(环境保护部,2002a),并规定集中式饮用水水源地下水的硝酸盐氮≤20mg/L(环境保护部,1993)。3

地下水硝酸盐氮污染去除及修复技术去除大面积的地下水硝酸盐污染是一个世界性的难题，目前除了自然净化过程中反硝化作用外，没有特别有效的方法。4除去局部地下水中的硝酸盐，主要靠工程来解决，地下水硝酸盐污染修复技术根据修复原理主要分三类：物理化学修复技术、生物修复技术及化学还原技术。

物理化学法去除及修复技术主要有：蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法等。2

（1）蒸馏法

蒸馏法的主要原理就是将污水进行蒸馏，使水变成蒸汽，在对其进行冷却，将水蒸气变成液态水，使硝酸盐保留蒸馏剩余固体中。工艺复杂且处理时间较长。5

（2）电渗析法

电渗析是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，使水中阴、阳离子作定向迁移，从而将硝酸盐去除。去除效率较高，但费用成本高、浓缩液还需进一步处理，这些缺点也导致了此法不太可能用于大规模硝酸盐氮污染修复。

（3）反渗透法

反渗透法主要是靠半透膜进行水与污染质的分离。在一定的压力下，半透膜只允许水分子通过，其他物质均被截留，从而将受污染的水得以净化。

（4）离子交换法

离子交换法脱氮工艺是在离子交换柱内借助于阴离子交换剂上的同性离子和水中的硝酸根离子进行交换反应，从而达到脱氮的目的。

生物法去除及修复技术生物脱氮是通过硝化细菌和反硝化细菌的联合作用使污水中的含氮污染物转化为氮气的过程。此过程主要受脱氮菌剂的活性、有机碳源、温度、pH 和溶解氧浓度等因素的影响，其中脱氮菌剂和有机碳源是最重要的影响因子，它们直接决定了生物脱氮作用的强度和代谢反应的特征。2

化学还原法去除及修复技术化学还原修复技术主要是利用还原剂的还原作用将硝酸盐氮还原成亚硝酸盐氮、氨氮及氮气而去除。常用的还原剂主要有：甲醇、甲酸、H2及活泼金属材料。活泼金属还原法普遍受到研究者的关注，其中铁还原法是地下水硝酸盐氮去除方面的研究热点。2