硝酸鹽氮（NO3-N）是含氮有機物氧化分解的最終產物。水中之氮以硝酸鹽形態存在者，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。
基本介紹
- 中文名：硝酸鹽氮
- 外文名：Nitrate nitrogen
- 化學式：NO3-N
- 毒性：含量過高對人體造成危害
- 測定方法：紫外分光光度法、離子色譜法等
- 去除方法：物理化學修復、生物修復等
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硝酸鹽氮是含氮有機物經無機化作用最終的分解產物，水中的硝酸鹽氮含量過高對人體造成危害。
硝酸鹽氮測定方法
水中硝酸鹽氮的測定方法較多，常用的有酚二磺酸光度法、紫外分光光度法、離子色譜法等。
酚二磺酸光度法
利用酚二磺酸在無水情況下與硝酸根離子作用，生成硝基二磺酸酚,在鹼性溶液中，生成黃色化合物,用分光光度計在410nm波長處比色測定。最低檢出濃度為0.02mg/L；測定上限為2.0mg/L。適用於測定飲用水、地下水和清潔地表水。
紫外分光光度法
利用硝酸根離子在紫外區220nm波長處的吸收而定量測定硝酸鹽氮。溶解的有機物在220nm處和275nm處均有吸收，而硝酸根離子在275nm處沒有吸收。因此,在275nm處作另一次測量,以校正硝酸鹽氮值。
離子色譜法
利用離子交換的原理，連續對多種陰離子進行定性和定量分析，水樣注入碳酸鹽-碳酸氫鹽溶液並流經系列的離子交換樹脂，基於待測陰離子對低容量強鹼性陰離子樹脂(分離柱)的相對親和力不同的彼此分開。被分開的陰離子，在流經強鹼性陽離子樹脂(抑制柱)室,被轉換為高電導的酸型，碳酸鹽-碳酸氫鹽則轉變成弱電導的碳酸(清除背景電導)。用電導檢測器測量被轉變為相應酸型的陰離子,與標準進行比較，根據保留時間定性，峰高或峰面積定量。測定無機陰離子硝酸鹽氮。適用於地表水、飲用水、污水,電子、電鍍、生化等一般工業廢水中硝酸鹽氮測定。
地下水硝酸鹽氮污染的危害
如果長期飲用被硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮污染的水，會造成兒童智力下降，反應遲鈍等身體疾病。硝酸鹽在人體內經過體內相關酶的作用下可轉化為亞硝酸鹽，在一些含氮有機化合物的作用下會形成具有化學穩定性亞硝基化合物，這些化合物能直接導致人體細胞癌變、畸形和突變，由此損壞人體的正常運作及健康。在我國，相關新聞報導，河南省等地區出現的“癌症村”與地下水中硝酸鹽氮的嚴重超標有著不可磨滅的密切關係。
世界衛生組織規定地下水硝酸鹽氮質量濃度不得超過 10mg/L，歐盟規定的地下水硝酸鹽氮質量濃度的引用標準為≤11.3mg/L。美國環保署(US EPA)規定飲用水的硝酸鹽氮質量濃度的飲用標準為≤10mg/L(US EPA,2009)。而我國環境保護部對地表水源生活飲用水限制為≤10mg/L(環境保護部,2002a),並規定集中式飲用水水源地下水的硝酸鹽氮≤20mg/L(環境保護部,1993)。
地下水硝酸鹽氮污染去除及修復技術
去除大面積的地下水硝酸鹽污染是一個世界性的難題，目前除了自然淨化過程中反硝化作用外，沒有特別有效的方法。除去局部地下水中的硝酸鹽，主要靠工程來解決，地下水硝酸鹽污染修復技術根據修復原理主要分三類：物理化學修復技術、生物修復技術及化學還原技術。
物理化學法去除及修復技術
主要有：蒸餾法、電滲析法、反滲透法、離子交換法等。
（1）蒸餾法
蒸餾法的主要原理就是將污水進行蒸餾，使水變成蒸汽，在對其進行冷卻，將水蒸氣變成液態水，使硝酸鹽保留蒸餾剩餘固體中。工藝複雜且處理時間較長。
（2）電滲析法
電滲析是在直流電場作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，使水中陰、陽離子作定向遷移，從而將硝酸鹽去除。去除效率較高，但費用成本高、濃縮液還需進一步處理，這些缺點也導致了此法不太可能用於大規模硝酸鹽氮污染修復。
（3）反滲透法
反滲透法主要是靠半透膜進行水與污染質的分離。在一定的壓力下，半透膜只允許水分子通過，其他物質均被截留，從而將受污染的水得以淨化。
（4）離子交換法
離子交換法脫氮工藝是在離子交換柱內藉助於陰離子交換劑上的同性離子和水中的硝酸根離子進行交換反應，從而達到脫氮的目的。
生物法去除及修復技術
生物脫氮是通過硝化細菌和反硝化細菌的聯合作用使污水中的含氮污染物轉化為氮氣的過程。此過程主要受脫氮菌劑的活性、有機碳源、溫度、pH 和溶解氧濃度等因素的影響，其中脫氮菌劑和有機碳源是最重要的影響因子，它們直接決定了生物脫氮作用的強度和代謝反應的特徵。
化學還原法去除及修復技術
化學還原修復技術主要是利用還原劑的還原作用將硝酸鹽氮還原成亞硝酸鹽氮、氨氮及氮氣而去除。常用的還原劑主要有：甲醇、甲酸、H2及活潑金屬材料。活潑金屬還原法普遍受到研究者的關注，其中鐵還原法是地下水硝酸鹽氮去除方面的研究熱點。
