氮的存在形式

1、水體中氮元素的形式及轉(zhuǎn)化進(jìn)入水體中的氮主要有無機(jī)氮和有機(jī)氮之分。無機(jī)氮包括氨態(tài)氮（簡稱氨氮）和硝態(tài)氮。氨氮包括游離氨態(tài)氮NH3-N和鏤鹽態(tài)氮NH4+-N硝態(tài)氮包括硝酸鹽氮NO3-N和亞硝酸鹽氮NO2-M有機(jī)氮主要有尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、尿酸、脂肪胺、有機(jī)堿、氨基糖等含氮有機(jī)物?？扇苄杂袡C(jī)氮主要以尿素和蛋白質(zhì)形式存在，它可以通過氨化等作用轉(zhuǎn)換為氨氮。成分分析目前，國標(biāo)針對水質(zhì)中氮的分析主要分總氮、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、凱氏氮5個方面。（一）總氮總氮是指可溶性及懸浮顆粒中的含氮量（通常測定硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、無機(jī)鏤鹽、溶解態(tài)氨幾大部分有機(jī)含氮化合物中氮的總和）可溶性總氮是指水中可溶性

2、及含可過濾性固體（小于0.45區(qū)撕粒物）的含氮量?？偟呛饬克|(zhì)的重要指標(biāo)之一?？偟臏y定方法，一是采用分別測定有機(jī)氮和無機(jī)氮化合物（氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮）后加和的辦法。二是以過硫酸鉀氧化，使有機(jī)氮和無機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}后，通過離子選擇電極法對溶液中的硝酸根離子進(jìn)行測量，也可以用紫外法或還原為亞硝酸鹽后，用偶氮比色法，以及離子色譜法進(jìn)行測定。（二）氨氮氨氮是指游離氨（或稱非離子氨，NH3或離子氨（NH4+形態(tài)存在的氨。pH較高，游離氨的比例較高；反之，鏤鹽的比例高。氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。氨氮對水生物起危害作用的

3、主要是游離氨，其毒性比鏤鹽大幾十倍，并隨堿性的增強(qiáng)而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有密切關(guān)系，一般情況，pH值及水溫愈高，毒性愈強(qiáng)。常用來測定氨的兩個近似靈敏度的比色方法是經(jīng)典的納氏試劑法和苯酚-次氯酸鹽法；滴定法和電極法也常用來測定氨；當(dāng)氨氮含量高時，也可采用蒸儲-滴定法。（國標(biāo)有納氏試劑法、水楊酸分光光度法、蒸儲-滴定法）（三）硝酸鹽氮水中硝酸鹽是在有氧條件下，各種形態(tài)含氮化合物中最穩(wěn)定的氮化合物，通常用以表示含氮有機(jī)物無機(jī)化作用最終階段的分解產(chǎn)物。當(dāng)水樣中僅含有硝酸鹽而不存在其他有機(jī)或無機(jī)的氮化合物時，認(rèn)為有機(jī)氮化合物分解完全。如果水中含有較多量的硝酸鹽同時含有其他含氮化合物時，則表

4、示有污染物已經(jīng)進(jìn)入水系，水的“自凈”作用尚在進(jìn)行。硝酸鹽氮的測定方法有離子選擇電極法、酚二磺酸分光光度法、鎘柱還原法、紫外分光光度法、戴氏合金換元法、離子色譜法、紫外法。其中電極法測量方便，范圍寬，而且價格便宜，對水樣要求較低;酚二磺酸分光光度法測量范圍寬，顯色穩(wěn)定;鎘柱還原法適用于水中低含量硝酸鹽測定；戴氏合金換元法適用于污染嚴(yán)重并帶深色水樣；離子色譜法需要專用儀器，但可于其他陰離子聯(lián)合測定。（四）亞硝酸鹽氮亞硝酸鹽是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物。亞硝態(tài)氮不穩(wěn)定，可以氧化成硝酸鹽氮，也可以還原成氨氮。因此，在測定其含量的同時，并了解水中硝酸鹽和氨的含量，則可以判斷水系被含氮化合物污染的程度及自凈情況。水

5、中亞硝酸鹽的測定方法通常采用重氮-偶聯(lián)反應(yīng)，使生成紅紫色染料。該方法靈敏度高、檢出限低、選擇性強(qiáng)。重氮試劑選用對氨基苯磺酰胺和對氨基苯磺酸，偶聯(lián)試劑為N-（1-蔡基）-乙二胺和-蔡胺（有毒），N-（1-蔡基）-乙二胺用得較多。亞硝酸鹽氮的測定方法有N-（1-蔡基）-乙二胺分光光度法、萃取分光光度法、離子色譜法、氣相色譜法等。（國標(biāo)采用N-（1-蔡基）-乙二胺分光光度法、氣相色譜法等）（五）凱氏氮凱氏氮是以凱氏法測得的的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能被轉(zhuǎn)化為鏤鹽而測定的有機(jī)氮化合物。此類有機(jī)氮主要指蛋白質(zhì)、月東、氨基酸、核酸、尿素以及大量合成的，氮為負(fù)三價的有機(jī)氮化合物。不包括疊氮化合物、聯(lián)氮

6、、偶氮、腺、硝酸鹽、睛、硝基、亞硝基、肪和半卡巴腺類含氮化合物。由于水中一般存在的有機(jī)化合物多為前者，因此，在測定凱氏氮和氨氮后，其差值即稱之為有機(jī)氮。測定原理是加入硫酸加熱消解，使有機(jī)物中的胺基以及游離氨和鏤鹽均轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩釟溏U，消解后的液體，使呈堿性蒸儲出氨，吸收于硼酸溶液，然后以滴定法或光度法測定氨含量。測定凱氏氮或有機(jī)氮，主要是為了了解水體受污染狀況，尤其在評價湖泊和水庫的富營養(yǎng)化時，是個有意義的指標(biāo)圖3-*為ARG、與MGEs和門水平微生物間的RDA分析.RDAI和RDA2分別解幃廣ARGs圖譜的649%和23.9%,與澈生物群落一致.ARG«圖虛也代理為SM處理各時間點(diǎn)距席

7、較近.ARGs豐度變化較小.SM處理ARGs內(nèi)譜與其他處理的區(qū)別在戶tetX和TnQ/6/545聿段較離.這可能是由J該處理各時期樣品中Acthobacterh.Cbacimmetes、Bacteroidetes和螺族體fJ(Spirochaetes)F質(zhì)較高造成的.SH處理前30天ARG$圖譜較性定，與發(fā)醉產(chǎn)物中有所差畀,在厭氧發(fā)酵前30天,SH處理與SM處理主S區(qū)別在于iirlKretG、retW和“mX豐度較K與SL處理的主要區(qū)別在手”,、jrif2和cw(他>Mcj匕度較高這上要是由核處理中Pn»te(5bacteru和TeiiericutesI"攵較而導(dǎo)致的

8、.SH處理第6()大芍其他時期樣品第k主要在于嘈G.，八八e?Q、erniX和“以度升高.這可能與其中皿/2和FHnicutes率度升/有關(guān).液布厭氧發(fā)如過程中ARGs圖譜變化最大.隨心厭諷發(fā)解的進(jìn)行.在RDA1上的汨分逐漸降低.在RDA2上的得分逐漸升商.在厭乳發(fā)酵詭期(5-15天).SL處理中Synergktetes微生物與其他處理相比豐度較離的不國狀發(fā)帶的進(jìn)行SynergRteles：吱降低,Firmutes、EuryarvlKieo(a>加2和1SCK1"更升高，導(dǎo)致樣乩中ru/G、tetV>c，mQ、rmXfllifnrA豐度開氟.抗生素抗性某因(ARGs)作為

9、-種新M環(huán)境污染物.K危由在于可以通過水平就因轉(zhuǎn)移使致病菌獲得抗性,從而導(dǎo)致抗生素失效,產(chǎn)電移脅人類健麋抗生素和用金屬作為飼料添加劑被大砧用規(guī)?；缰硺I(yè).導(dǎo)致宙畬添便成為抗生用、作金包和ARGs的爪要儲存庫從鞏發(fā)配足侍食費(fèi)便資源化利用的處理途徑之發(fā)酵產(chǎn)物淚液沼渣的衣用足ARGs進(jìn)入環(huán)境的前要途徑.本文用實(shí)驗(yàn)室模擬的方法研究了品食費(fèi)便殘留的抗生素和M金屬、發(fā)酚參數(shù)(溫度、含閥俄)以及添加劑對厭輒發(fā)僧過程物產(chǎn)物中ARGs的影響.分析ARG*、移動兼因元件(MGEs)和微生物群落的關(guān)系,以期擷水不同因或影響ARGs變化的微生物學(xué)機(jī)理.取得的主要結(jié)果和結(jié)論如卜：1.2.1.4水力停留時間(HRT)HR

10、T是指一個消化器內(nèi)的發(fā)M*液按體枳計算被全部置換所需的時間.由于灰出發(fā)的過程中產(chǎn)甲烷血的生長繁加速戊較悔.只仃使其、有機(jī)物充分接觸并在反應(yīng)器內(nèi)有足夠K的停印時間月能用人去度地分解有機(jī)物產(chǎn)生沼氣.然而MRT過K,微生物生K警濟(jì)所需的能滁和營養(yǎng)無素已消耗過多無法滿足做生物的活動所需，U活性急劇下降好致厭乳發(fā)州過程產(chǎn)氣狀況星這打就會得不償失仃斫究發(fā)現(xiàn)同在HRT«412d范用內(nèi)果視產(chǎn)氣垃量高的HRT為6&這站因?yàn)镮IRT過氏反而進(jìn)入產(chǎn)氣相的管養(yǎng)物質(zhì)較少，產(chǎn)氣U：低.因此選擇適宜的HRT對于厭箕發(fā)配過程也處至美近要的.表2牛糞和接種物理化性質(zhì)Table2-1Oiaractcrsofra

11、wmaterialcattlemanureandmoculuni仃機(jī)質(zhì)Organicmatter(%)總凱氏氟TKN(Wk>C/N含水率Moisturccontent牛捻Cattlemanure71.216.225.58.6接種物Inoculum30.815.120.491.22.4.4磷胺二甲噫噴的r定方法磺胺類藥物主要用于細(xì)雨解染性疾病的預(yù)防和治療.抗前譜廣，對綱疾桿菌、腦膜炎球菌、大腸桿菌、變形桿菌、肺炎桿菌、鼠疫桿菌等作用效果顯著，因此，被廣泛添加在嗇食飼料中，用于防治15禽患球蟲病、血冠病、新亂及傷寒等病癥.但由于瞰股類藥物大部分以藥物原形隨糞便排出，所以測定發(fā)酵過程中的磺胺二

12、甲噫度濃度變化報有意義.(1)試驗(yàn)方法對厭氧發(fā)酵第Id、6、】8d、30d、42d、50d的發(fā)筋進(jìn)行多點(diǎn)取樣法取樣，利用新效液相色譜法測定發(fā)酵液中磺胺二甲喳喔的濃度.(2)色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗(yàn)填充柱為十八烷基硅烷鍵合硅膠，流動相為乙睛93%的酸鍍?nèi)芤?20：80),檢測波長為28nm.理論板數(shù)按磺胺二甲嗜鴕崢計算不低于3000。(3)測定方法吸取1mL發(fā)解液置于100mL錄瓶中，加10mL0.1nK)lLNaOH溶液,充分晃動使磺胺二甲唬碇溶于NaOH溶液，用乙睛43%醋酸鉉溶液粽春至刻度，搖勻后過流，準(zhǔn)確量取5.0mL續(xù)注液，置于50mL量瓶中，用乙胞-03%舉酸跤溶液稱將至刻度，充分搖

13、勻，準(zhǔn)確吸取10皿桶理后溶液注入液相色譜儀，記錄色譜圖。準(zhǔn)確稱量25mg磁股二甲端駛對照，置于50mL量瓶中，加2.5mLOJmolL.NaOH溶液充分溶解，用乙ffi-0.3%修酸筱溶液稀釋至刻度，充分搦勻并從中吸取10mL稀釋液，置于50mL量瓶中，用乙脆9.3%僻酸餞溶液稀釋至刻度，搖勻，準(zhǔn)確吸取10川稀釋后溶液注入液相色譜儀，記錄色譜圖，按外標(biāo)法以峰面積計算即得.(4)色譜條件填充柱；十八烷基硅烷鍵合硅膠流動相：乙腦一0.3%鑿酸鉉溶液(20：80)檢測波長：260nm系統(tǒng)適用性試臉：3=3.398Ws=0.107»J.>.TT»-o.WWTr.I:IJ區(qū)方法

14、IJI求七g旨lil.J，TS）i昂a）干fib計算方“"下折票TS>gMlOOHi«*A干&的立，D一一律品白量.a)依分匕5R(Ctia>tia.MTT.J<<v>“«/，zi-112，力第/*US.空K.CIA*6(1-Y/"XOlOO】XII寅100Jt*Vf(mLI.V.i«Li.n一ooj口旭rn«.ii，化豐月正6事.3一料品干G.件用凱長皂男*量，計算而決如下而,(V-V；)XMX0DM*W*汽中N%sq標(biāo)，漕的立量才*.V06?。ǚ参飾U他a齡住&<mL>>

15、;V.空白扁KMSO.將準(zhǔn)K的體快CmL）.OOM-芻量量團(tuán)，（|>wNB干直（Q.2SXJIBMBttHtW«t14I(CV>9用。與“I4L11 .）2Uttelttt（CL>wwurMIDttff.«）i決cv）和耳鼻支空，初情仟防說自肥置收11比分”：i僧角七夕，".WidM«Lrtt«mMrfiK.粒仰右?guī)?把及金笊的比重便慢/1f»H侵力a濯息量的（2«,».ttMae»Aff）t（U懵配»H口號制用震心JJ>t5”便旬吊fhS仆醉讓IL飛厄丹41神3SC,4

16、4）C4SC.5ar.傘下段Wt%,io%.11Vle.1,IIK6個胞胃體京E<5）試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理計算公式，磺胺二甲嗜咤最%=AkCrVDW/ArW,W“式中：Cr對照品濃度（moll）Ww取樣量（g>W,平均樣重（已D一稀釋倍數(shù)Ax-樣品峰面枳Aft對照品蜂面積英文縮略表英文縮寫英文全稱中文名稱ADAnaerobicdigesnon慶國發(fā)解TSTotalsolids總因件VSVolatilesolids揮發(fā)性附體FWFreshwagfatT里CODChemicaloxygendemand化學(xué)需工量BODBiologicaloxygendemand生化需班里VFAVolati

17、leBittyacids抖發(fā)性所肪酸NHf-NAimnuiuanitiogcn超氨AMPTSAutomaticmethanepotentialtestsystem甲烷潛力測試系統(tǒng)ri£Inoculabonratio接種比CHiMethane甲烷CO3Carbancfascide二弱化置H2SHydrogensulfide一化氫NaOHSodiumhydroxide氧國化鈉GWPGlobalmungpotential全球增叁潛勢BMPBiochemicalmethanepotential生化甲烷潛力CMChickenmanure四美DMDairymanure奶牛囊SMSwinemanu

18、re姑巽測定BMP的程序如下:（1） 取50mL接種污泥加入到125mL血清瓶中,再加入501nL剩余活性污泥。同時取50niL接種污泥作空白樣。（2） 在連接氣路前用氮?dú)獯迪捶磻?yīng)瓶Imin以驅(qū)除反應(yīng)瓶中的剩余空氣，然后迅速用膠塞密封瓶II。（3） 將反應(yīng)瓶置于35的環(huán)境卜進(jìn)行培養(yǎng)。每11分別記求泥樣和空白樣的CH產(chǎn)量，直至產(chǎn)氣停止。CH,氣體測定采用血清瓶液體置換系統(tǒng)。用于置換氣體的液體是NaOH溶液，其濃度范圍是1550g，L。當(dāng)沼氣通過強(qiáng)堿溶液時，其中的CO?轉(zhuǎn)化為碳酸鹽被溶液吸收，只有C曰氣體可以通過溶液，同時等體積的堿液從血清瓶進(jìn)入屋筒。由血清瓶流入量筒的液體體積就是沼氣中CH4的體

19、積。（4） 結(jié)果計算：有報道證明，35c卜每產(chǎn)生395mLCH氣體，相當(dāng)于減少了IgCOD,因此通過產(chǎn)CR總量可計算出液相中COD的減少量，試驗(yàn)裝置：恒治水浴旅緣器隼氣M試驗(yàn)過程中的誤差分析：反應(yīng)瓶總?cè)莘e125mL.裝入液體體積lOOinL,頂部氣體空間25mL。當(dāng)反應(yīng)瓶由常溫（20C）升高到反應(yīng)溫度（35D的過程中，液體體枳變化十分微小,故忽略不計。頂部氣體體積的變化服從理想氣體狀態(tài)方程，由于整個系統(tǒng)最終與大氣相連，因此，PkB；T；=293.15K,y=25mL,Tf308.15K,V2=308.15*25/293.15=26mLo反應(yīng)瓶頂部空間氣體體積由常溫（209升高到反應(yīng)溫度（359

20、的過程中增大/1血。向本實(shí)驗(yàn)的目的是測定剩余污泥的BMP和熱水解后剩余污泥的BMP.通過比較兩者的BMP結(jié)果明確熱水解對剩余污泥厭氧消化能力的影響。試驗(yàn)所采用的測定方法在溫度從常溫升高到反應(yīng)溫度的過程中確丈會給試驗(yàn)結(jié)果帶來IniL的系統(tǒng)誤差,但對兩者的比較不會產(chǎn)生影響。沼氣的主要成分分為甲烷（含最大約60%）、二氧化碳（大約40%）,另外還有微量硫化氫、氫氣、氮?dú)夂惋柡退魵獾?木試驗(yàn)根據(jù)化學(xué)吸收原理，用堿液吸收沼氣中二氧化碳和硫化氫，在測定CH的結(jié)果中實(shí)際上包含了氯氣等微量氣體的體積，使CIL結(jié)果偏高。但般沼氣中所含氮?dú)獾任⒘繗怏w較少，故忽略不計。2.1.4樣品檢測和方法總固體（TS）、揮發(fā)性固體（VS）用灼燒戰(zhàn)也法測定.測讓溫度分別為105匕和550C；pH用數(shù)字pH計測定；化學(xué)雷軌埔（CODcJ采用HACHCOD快速測定方法沼定：牛.物雷鈕研（BOD。利用OxiToplS6（WTW.Gennany）測定：豬糞C、H、O,