地表水的氮磷污染及檢測(cè)方法分析

摘要：我國(guó)目前水體污染狀況非常的嚴(yán)重，污染類(lèi)型主要是氮磷污染導(dǎo)致的水體富營(yíng)養(yǎng)化。水體受到氮磷污染之后給人們的日常飲用和生活生產(chǎn)都帶來(lái)了極大的不便。本文就水體氮磷污染這一問(wèn)題做出研究，分析了我國(guó)當(dāng)前水體污染現(xiàn)狀，對(duì)當(dāng)前使用較多的幾種測(cè)量污染程度的方法做出分析。

關(guān)鍵詞：地表水；氮磷污染；檢測(cè)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：X837 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2017）04-0124-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.058

Abstract： The current situation of water pollution in our country is very serious. The pollution type is mainly the eutrophication of water body caused by nitrogen and phosphorus pollution. Water pollution by the nitrogen and phosphorus to the people after the daily drinking and production have brought great inconvenience. In this paper， the problem of nitrogen and phosphorus pollution in water is studied， and the current status of water pollution in China is analyzed， and several methods of measuring pollution degree are analyzed.

Key words： surface water； nitrogen and phosphorus pollution； detection method

氮磷是兩種非常重要的元素，在各種物質(zhì)里面廣泛存在，尤其是化肥等。生物體想要正常的生長(zhǎng)，就離不開(kāi)氮元素和磷元素，河水中的各種動(dòng)植物的生長(zhǎng)也需要大量的氮磷元素，但是氮元素和磷元素的含量過(guò)高的話反而會(huì)抑制到動(dòng)植物的生長(zhǎng)。我國(guó)當(dāng)前河水的氮磷污染非常的嚴(yán)重。這主要是由于人們過(guò)度的排放污水，導(dǎo)致氮磷含量超過(guò)了河流自我處理的含量，這樣就會(huì)導(dǎo)致河水中的氮磷含量超標(biāo)。河水中的氮磷化合物與氧氣反應(yīng)會(huì)發(fā)生分解，分解過(guò)程消耗大量的氧氣，導(dǎo)致河水中氧氣含量過(guò)低，影響動(dòng)植物的正常生長(zhǎng)。同時(shí)，如果河流中氮磷元素的含量過(guò)高，藻類(lèi)植物會(huì)快速生長(zhǎng)，大量的藻類(lèi)植物會(huì)消耗掉河流中大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其他植物無(wú)法獲得生長(zhǎng)必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，發(fā)育受到阻礙。同時(shí)，藻類(lèi)植物會(huì)覆蓋水面，影響河流對(duì)氧氣的吸收，河中的動(dòng)物就會(huì)缺氧而死，這種現(xiàn)象就是水體富營(yíng)養(yǎng)化。水體富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)導(dǎo)致水體變臭變渾濁、水體透明度降低、生物多樣性遭到嚴(yán)重的破壞、生態(tài)平衡嚴(yán)重受損。人類(lèi)或者動(dòng)物飲用后還可能會(huì)帶來(lái)各種疾病，危害人類(lèi)和動(dòng)物的安全?？偟缀渴菣z測(cè)河水是否發(fā)生水體富營(yíng)養(yǎng)化的一個(gè)重要指標(biāo)，檢測(cè)人員可以通過(guò)水體總氮磷含量的多少來(lái)判斷水體是否受到污染，所以，如何準(zhǔn)確有效的檢測(cè)河水的總氮磷含量對(duì)監(jiān)測(cè)水體質(zhì)量、改善水體質(zhì)量有非常重要的意義。

1 我國(guó)水體氮磷污染現(xiàn)狀

水中的氮磷元素除了天然氮磷元素之外，大多來(lái)自于人工使用的化肥、動(dòng)物糞便、工業(yè)廢水和人為排放的污水，氮元素主要是以化合物的形式存在于上述污染源中，氮化合物要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的降解過(guò)程然后轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和無(wú)機(jī)氮等物質(zhì)。目前我國(guó)已經(jīng)頒布相應(yīng)的指標(biāo)，嚴(yán)格控制工業(yè)廢水里的各種元素含量，強(qiáng)制企業(yè)進(jìn)行廢水處理，這些措施減少了污水對(duì)河流的污染，但是人為排放的污水由于其監(jiān)管難度較大導(dǎo)致這種現(xiàn)象仍然非常頻繁。為了降低人為排放污水對(duì)河流的污染狀況，我國(guó)對(duì)洗滌劑、化肥等生活用品的氮磷含量進(jìn)行了嚴(yán)格的限制，一定程度上減少了人為排放的污水對(duì)水體的污染?？偟缀渴菣z測(cè)水體質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，我國(guó)根據(jù)國(guó)情頒布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)的環(huán)保部指出：“我國(guó)地表水總體處于輕度污染，湖泊和水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象非常的嚴(yán)重，總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)地表水的氮磷污染非常的嚴(yán)重。以淮河為例，2002年淮河總磷濃度為0.04到0.18mg/L，總氮濃度為0.94到5.4mg/L。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國(guó)頒布的0.02mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。同淮河一樣，黃河長(zhǎng)江的總氮磷含量也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重?！?/p>

2 總氮磷含量的檢測(cè)方法

目前我國(guó)檢測(cè)水體總氮磷含量的方法主要有紫外分光光度法、氣相分子吸收光譜法、離子色譜法、流動(dòng)分析法、液相色譜法等方法，本文主要對(duì)這五種方法進(jìn)行介紹。

2.1 紫外分光光度法

我國(guó)現(xiàn)在檢測(cè)水體總氮磷含量的標(biāo)準(zhǔn)方法是納氏試劑分光光度法和堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法。紫外分光光度法就是目前我國(guó)使用最廣泛的檢測(cè)水體總氮磷含量的方法。用紫外分光光度法來(lái)對(duì)地表水進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，有很多的因素會(huì)影響到檢測(cè)的結(jié)果，比如樣品自然沉降的時(shí)間、過(guò)硫酸鉀溶液配制時(shí)間和保存方法、水樣的PH值等。用紫外分光光度法進(jìn)行水體檢測(cè)對(duì)檢測(cè)環(huán)境有很高的要求，很容易受到污染，導(dǎo)致檢測(cè)的結(jié)果不準(zhǔn)確等等。同時(shí)紫外分光光度法也有很多的缺點(diǎn)，比如，這種方法對(duì)過(guò)硫酸鉀的質(zhì)量要求很高，我國(guó)目前無(wú)法制作出符合標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)硫酸鉀，全部依靠進(jìn)口，成本非常的高。這種方法的消解時(shí)間非常長(zhǎng)，而且沒(méi)有顯著的現(xiàn)象來(lái)判斷消解過(guò)程是否完成，這種方法使用壓力蒸汽消毒器進(jìn)行消解，非常難以控制溫度，穩(wěn)定性不好。在使用壓力蒸汽消毒器進(jìn)行消解的時(shí)候，氮磷元素會(huì)變成氣體溢出，降低檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

2.2 氣相分子吸收光譜法

氣相分子吸收光譜法就是用處于基態(tài)的氣體分子來(lái)對(duì)特定的紫外光譜進(jìn)行吸收，在特定的條件下，把待測(cè)的元素轉(zhuǎn)化成氣體進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)氣體分子對(duì)特征光譜吸收的情況，用朗伯—比爾定律對(duì)氮化合物進(jìn)行檢測(cè)。氣體分子吸收光譜法與紫外分光光度法相比，檢測(cè)速度更快，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確，不容易受到其他因素的影響?？茖W(xué)家研究得出，氣體分子吸收光譜法在進(jìn)行氮磷檢測(cè)的時(shí)候，不會(huì)影響到樣本中的氮磷濃度。而且不需要進(jìn)行預(yù)處理，與納氏試劑比色法相比操作便捷，準(zhǔn)確度較高。

2.3 離子色譜法

離子色譜法與紫外分光光度法和原子吸收法相比更加的快捷，對(duì)氮磷含量的檢測(cè)更加的靈敏，具有很好的選擇性。離子色譜法對(duì)硝酸根離子、亞硝酸根離子、磷酸根離子的檢測(cè)時(shí)間在十分鐘以下，離子色譜法所采用的分離柱受PH值影響較小，能夠與多種有機(jī)溶劑匹配，在檢測(cè)前只需要對(duì)樣品做簡(jiǎn)單的稀釋過(guò)濾處理，操作非常簡(jiǎn)單。而且這種方法得出的檢測(cè)結(jié)果有較高的準(zhǔn)確度，結(jié)果相當(dāng)可靠。

2.4 流動(dòng)分析法

流動(dòng)分析法就是將進(jìn)樣機(jī)和兩臺(tái)流動(dòng)分析儀整合使用。這種方法進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候僅僅只需要少量的樣品，而且可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目的測(cè)量。這種方法的分析速度很快，準(zhǔn)確度較高，結(jié)果較為可靠，檢測(cè)的濃度范圍很大，操作簡(jiǎn)單，僅僅使用少量的試劑成本較低，而且可以同時(shí)檢測(cè)多項(xiàng)指標(biāo)，優(yōu)點(diǎn)明顯。我國(guó)多家研究機(jī)構(gòu)對(duì)流動(dòng)分析法做出相關(guān)研究表明，流動(dòng)分析法在0～10mg/L內(nèi)結(jié)果非?？煽?，相關(guān)系數(shù)接近于1。流動(dòng)分析法檢出限為0.04mg/L。流動(dòng)分析法測(cè)定的下限為0.16mg/L。多家實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)驗(yàn)證得出結(jié)論，用流動(dòng)分析法進(jìn)行測(cè)量與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法的結(jié)果基本一致，檢測(cè)結(jié)果相當(dāng)?shù)目煽俊?/p>

2.5 液相色譜法

液相色譜法是用液體為流動(dòng)的相，用高壓輸液系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，屬于色譜法的一種。目前在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方法中還沒(méi)有液相色譜法。我國(guó)學(xué)者對(duì)城市污水中總氮磷含量的檢測(cè)提出了一種新的方法，高溫降解—液相色譜聯(lián)合檢測(cè)法，有很多科研人員嚴(yán)格分析了這種方法的檢測(cè)結(jié)果的不確定度，結(jié)果證明樣品的預(yù)處理、標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立、重復(fù)檢測(cè)和設(shè)備儀器對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確度有很大的影響。其中儀器對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響最大。根據(jù)科研人員對(duì)實(shí)際檢測(cè)，液相色譜法的檢測(cè)結(jié)果與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果基本一致，可以認(rèn)為液相色譜法檢測(cè)結(jié)果可靠。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)國(guó)家環(huán)保部門(mén)的檢測(cè)結(jié)果，我國(guó)的地表水氮磷污染非常的嚴(yán)重。國(guó)家相關(guān)部門(mén)對(duì)污染進(jìn)行了從頭到尾的把控，力求降低水體受污染的程度，比如，嚴(yán)格控制工業(yè)廢水和生活廢水中的氮磷含量等。國(guó)家對(duì)人們飲用水的水體檢測(cè)頻次和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明確的規(guī)定。證明了我國(guó)政府對(duì)水體污染狀況非常的關(guān)注。如果想要治理水體污染的現(xiàn)象，就必須要對(duì)水體的污染程度有一個(gè)正確的了解，所以檢測(cè)水體的總氮磷含量就顯得至關(guān)重要。科研人員要多多開(kāi)發(fā)出操作便捷，適用范圍廣，成本低廉，結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的新的檢測(cè)方法。檢測(cè)人員在進(jìn)行實(shí)際工作的時(shí)候也要根據(jù)情況的不同選擇不同的檢測(cè)方法，以求在降低成本和檢測(cè)時(shí)間的情況下保證檢測(cè)的準(zhǔn)確可靠。

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作者簡(jiǎn)介：蘇麗萍（1989-），女，本科，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。