环境中有毒有害气休及其检测——氮气 农业生产中施用氮肥

一、环境害气污染来源

大气中氨(NH₃)主要来源于自然界或人为的休及分解过程。自然界中氨是其检气含氮有机物质腐败分解的最后产物。废弃有机物、测氮未经处理的环境害气生活污水及工业废水中，都含有有机氮化合物(蛋白质及其降解产物)，休及它们在微生物作用下均可分解生成氨。其检气氨是测氮化学工业的主要原料，广泛应用于化肥、环境害气炼焦、休及塑料、其检气石油精炼、测氮制药等行业中。环境害气这些工厂的休及废气和废水都含有氨。另外，其检气大气氮气的固氮、土壤和水中的亚硝酸盐和硝酸盐的反硝化作用都可产生氨。农业生产中施用氮肥，如氨水、铵肥和硝酸铵等挥发到大气或流失到水体均可造成氨的污染。城市空气中氨的浓度一般为1.4～7μg／m³。

二、理化性质

氨为无色气体，有强烈的刺激气味。相对分子质量17.03，熔点-77.8℃，沸点-33．5℃，0℃时液态氨的相对密度为0.638。人对氨的嗅觉阈为0.5～1.0mg／m³。室温时在6～7atm(1atm=101.325kPa)下可以液化(临界温度132.4℃，临界压力112.2atm)，也易被固化成雪状的固体。氨极易溶于水、乙醇和乙醚，氨的水溶液呈碱性。氨具有还原性，燃烧时其火焰稍带绿色，与空气混合的氨含量在16.5％～26.8%(按体积)时，能形成爆炸性气体。氨在高温时会分解成氮和氢，有催化剂存在时可被氧化成一氧化氮。氨由NH₄⁺和NH₃组成，两者之间的平衡受温度、pH值和离子强度的影响。温度和pH值增加有利于NH₃的形成。

三、毒性作用

氨对眼睛、鼻黏膜及上呼吸道有强烈的刺激作用，其症状以氨的浓度、吸入时间及个人感受性等而有轻重。轻度中毒表现为鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎，对消化机能产生障碍，有时有血痰、耳聋、食道狭窄等症状。引起人类呼吸道刺激症状的最低浓度为27.78mg／m³。接触13400mg／m³的氨h可使人死亡。氨的生物半衰期小于20min，LC₅₀(大鼠、吸人)为2780mg／m³(4h)。大多数对氨敏感的植物属于芥子类植物，接触2.1mg／m³的氨24h使15%的叶片上产生斑点。它对水生生物的毒性是由非离子化的NH₃造成的。NH₃的浓度大于0.20mg／L时对某些种类的水生生物有毒性。在水中通人氯气进行杀菌的过程中，氯与氨反应能生成有毒性的氯胺，危害人体健康。

对于环境中氨的限量问题，NIOSH(美国国家劳动安全卫生研究所)推荐职业接触氨的最高浓度为45mg／m³(5min采样测定)。EPA(美国环境保护局)水质基准中建议：公共供水中0.5mg／L；淡水水生生物中最大氨浓度为0.02mg／L；海洋水生物最小有害作用浓度为0.01mg／L。

四、靛酚蓝比色法测定空气中氨

(一)原理

用稀硫酸吸收空气中氨，在亚硝基铁氰化钠及次氯酸钠存在下，与水杨酸生成蓝绿色靛酚蓝染料，比色定量。

(二)试剂配制

所有试剂均用无氨蒸馏水配制。

(1)吸收液0.005mol／L硫酸溶液。吸取2.8mL硫酸加入水中，并用水稀释至1L。临用时，再用水稀释10倍。

(2)50g/L水杨酸溶液称取10.0g水杨酸和10.0g柠檬酸钠，加水约50mL，再加55mL2mol／L氢氧化钠溶液，用水稀释至200mL。此试剂稍呈黄色，室温下可稳定一个月。

(3)标准溶液准确称量0.3142g经105℃干燥2h的氯化铵。用少量水溶解，移入100mL容量瓶中，用吸收液稀释至刻度。此溶液1.00mL含1mg的氨。临用时，再用吸收液稀释成1.00ml，含1μg氨的标准溶液。

(三)采样

用一内装10mL吸收液的普通型气泡吸收管，以0.5L/min流量，采气10L。记录采样时的温度和大气压力。采样后，样品在室温下保存，在24h内分析测定。

(四)分析步骤

1、标准曲线的绘制

取7支比色管，依次加入标准溶液0.00、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL和8.00mL，再分别加入吸收液至10.0mL。于各管中加入0.5mL5%水杨酸溶液，再加入0.1mL1％亚硝基铁氰化钠溶液和0.1mL0.05mol／L次氯酸钠溶液，混匀。室温下放置1h。用10mm比色皿以水作参比，在波长697nm下测定各管溶液吸光度。以氨含量(μg)为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。以回归线斜率的倒数作为样品测定的计算因子B_s(μg)。

2、样品测定

采样后，用水补充至采样前吸收液的体积。按标准曲线绘制的操作步骤，测定吸光度。在每批样品测定的同时，用未采样的吸收液，按相同的操作步骤作试剂空白测定。如果样品溶液吸光度超过标准曲线的范围，则取部分样品溶液，用吸收液稀释后再进行分析。计算浓度时，应乘以样品溶液的稀释倍数。

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