[科普中国]-氮污染

释义

氮污染指由氮的化合物引起的环境污染。大气中主要是氮气和氮氧化物，后者是直接或间接引起大气环境污染的主要污染物，二氧化氮有强刺激性、其毒性比二氧化硫大；它们主要由工业与生活燃烧化石燃料产生。

氮污染来源其人为来源主要是燃烧化石燃料，产生硝酸、氮肥、火药等排放的废气。氮氧化物是光化学烟雾反应的起始反应物，它和氧化亚氮在平流层对臭氧的分解起催化作用，因此它们都是破坏臭氧层的物质。水体中的氮主要来自生物体的代谢和腐败，氮肥的流失，以及工业废水和生活污水的排放。水体中氮过量时会造成富营养化，使水质恶化，影响水生生物的生长及繁殖。土壤中的固氮菌和植物的根瘤菌等可将空气中的单质氮转化为氨、硝酸盐等化合态氮，供植物作养分，但氨或铵盐存在过量时，反而会使土壤的土质变坏，影响植物生长。此外，土壤中的硝酸盐可经反硝化作用生成N2O，N2O进入平流层大气时会与臭氧发生化学反应而消耗臭氧层中的臭氧。所以，土壤也是产生臭氧层破坏的痕量气体发生源之一。1

氮污染途径大气中的氮污染大气中主要是氮气和氮氧化物，后者是直接或间接引起大气环境污染的主要污染物，二氧化氮有强刺激性、其毒性比二氧化硫大；它们主要由工业与生活燃烧化石燃料产生。

大气中有烯烃等气体有机物(如汽车排气中含有不少)和氮氧化物并存时，经日光照射，发生光化学反应会造成光化学烟雾污染。

大气中的二氧化氮与雨水作用会生成硝酸或硝酸盐，形成酸雨，或以硝酸盐颗粒物的形态沉降到土壤或水体，引起酸化。

土壤氮污染土壤中的硝酸盐可经反硝化作用生成一氧化二氮，进入平流层大气中，会与臭氧发生化学反应而耗损臭氧层中的臭氧；因此土壤也是产生破坏臭氧层的痕量气体的重要发生源之一。

土壤中的固氮菌和植物的根瘤菌、蓝藻等会将空气中的单质氮转化为化合态氮(如氨、硝酸盐)，供植物作养分，但过量氨或铵盐的存在，会使土壤的土质变坏，反有害于植物生长。

氮污染的危害对臭氧层的破坏氮氧化物(主要为NOx和N2O)进入高层大气会对臭氧层的破坏起催化促进作用，进而会引起全球气候变化等环境污染效应和生态环境改变。

水体氮污染水体中的氮主要来自生物体的代谢和腐败以及工业废水、生活污水的排放、氮肥的流失等。

污水中的氮有4种形态，即有机氮、氨氮、亚硝酸氮(少量)和硝酸盐氮(硝化过程的最终产物)，典型污水中总氮含量约为40～50mg/L。

水体中有过量氮会造成富营养化，使水质恶化，影响水生生物的生长与繁殖。

最严重的影响当属富养水（所含氮养分过多）造成的“死亡水域”。氮流入到河流湖泊中后，为水域中藻类植物提供了丰富的营养，导致其快速生长，消耗了水中大部分的氧气，任何水生动物都因缺氧而无法生存，以至于该水域成为“死水”。在墨西哥海湾密西西比河的入海口处就有一片面积达8000平方英里的“死亡水域”（约20480平方公里）。据统计，全世界约有400块这样的区域，总面积高达24.5万平方公里。

氮污染处理对于成分比较简单的氮污染废水处理，在物理化学法中，吹脱法和膜吸收法是比较经济有效的选择；如果废水成分相对复杂，比如油性污染物含量较高，则需先进行气浮等预处理。对于高浓度总氮废水，为保证出水达标排放，一般建议采用物化法和生物法联合工艺取代单一工艺以彻底去除废水中总氮。高效、经济、稳定、操作简便、能实现总氮回收利用的处理技术是今后发展的方向。

生物脱氮新工艺处理高浓度氨氮废水效率比较高，但它们的工艺条件要求严格，特别是对溶解氧的要求更为严格，在实际应用中很难控制；其他新型脱氮技术也只是在实验研究阶段。23