氮的存在形式

1、水体中氮元素的形式及转化进入水体中的氮主要有无机氮和有机氮之分。无机氮包括氨态氮（简称氨氮）和硝态氮。氨氮包括游离氨态氮NH3-N和镂盐态氮NH4+-N硝态氮包括硝酸盐氮NO3-N和亚硝酸盐氮NO2-M有机氮主要有尿素、氨基酸、蛋白质、核酸、尿酸、脂肪胺、有机碱、氨基糖等含氮有机物。可溶性有机氮主要以尿素和蛋白质形式存在，它可以通过氨化等作用转换为氨氮。成分分析目前，国标针对水质中氮的分析主要分总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、凯氏氮5个方面。（一）总氮总氮是指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量（通常测定硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、无机镂盐、溶解态氨几大部分有机含氮化合物中氮的总和）可溶性总氮是指水中可溶性

2、及含可过滤性固体（小于0.45区撕粒物）的含氮量。总氮是衡量水质的重要指标之一。总氮的测定方法，一是采用分别测定有机氮和无机氮化合物（氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮）后加和的办法。二是以过硫酸钾氧化，使有机氮和无机氮转变为硝酸盐后，通过离子选择电极法对溶液中的硝酸根离子进行测量，也可以用紫外法或还原为亚硝酸盐后，用偶氮比色法，以及离子色谱法进行测定。（二）氨氮氨氮是指游离氨（或称非离子氨，NH3或离子氨（NH4+形态存在的氨。pH较高，游离氨的比例较高；反之，镂盐的比例高。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。氨氮对水生物起危害作用的

3、主要是游离氨，其毒性比镂盐大几十倍，并随碱性的增强而增大。氨氮毒性与池水的pH值及水温有密切关系，一般情况，pH值及水温愈高，毒性愈强。常用来测定氨的两个近似灵敏度的比色方法是经典的纳氏试剂法和苯酚-次氯酸盐法；滴定法和电极法也常用来测定氨；当氨氮含量高时，也可采用蒸储-滴定法。（国标有纳氏试剂法、水杨酸分光光度法、蒸储-滴定法）（三）硝酸盐氮水中硝酸盐是在有氧条件下，各种形态含氮化合物中最稳定的氮化合物，通常用以表示含氮有机物无机化作用最终阶段的分解产物。当水样中仅含有硝酸盐而不存在其他有机或无机的氮化合物时，认为有机氮化合物分解完全。如果水中含有较多量的硝酸盐同时含有其他含氮化合物时，则表

4、示有污染物已经进入水系，水的“自净”作用尚在进行。硝酸盐氮的测定方法有离子选择电极法、酚二磺酸分光光度法、镉柱还原法、紫外分光光度法、戴氏合金换元法、离子色谱法、紫外法。其中电极法测量方便，范围宽，而且价格便宜，对水样要求较低;酚二磺酸分光光度法测量范围宽，显色稳定;镉柱还原法适用于水中低含量硝酸盐测定；戴氏合金换元法适用于污染严重并带深色水样；离子色谱法需要专用仪器，但可于其他阴离子联合测定。（四）亚硝酸盐氮亚硝酸盐是氮循环的中间产物。亚硝态氮不稳定，可以氧化成硝酸盐氮，也可以还原成氨氮。因此，在测定其含量的同时，并了解水中硝酸盐和氨的含量，则可以判断水系被含氮化合物污染的程度及自净情况。水

5、中亚硝酸盐的测定方法通常采用重氮-偶联反应，使生成红紫色染料。该方法灵敏度高、检出限低、选择性强。重氮试剂选用对氨基苯磺酰胺和对氨基苯磺酸，偶联试剂为N-（1-蔡基）-乙二胺和-蔡胺（有毒），N-（1-蔡基）-乙二胺用得较多。亚硝酸盐氮的测定方法有N-（1-蔡基）-乙二胺分光光度法、萃取分光光度法、离子色谱法、气相色谱法等。（国标采用N-（1-蔡基）-乙二胺分光光度法、气相色谱法等）（五）凯氏氮凯氏氮是以凯氏法测得的的含氮量。它包括氨氮和在此条件下能被转化为镂盐而测定的有机氮化合物。此类有机氮主要指蛋白质、月东、氨基酸、核酸、尿素以及大量合成的，氮为负三价的有机氮化合物。不包括叠氮化合物、联氮

6、、偶氮、腺、硝酸盐、睛、硝基、亚硝基、肪和半卡巴腺类含氮化合物。由于水中一般存在的有机化合物多为前者，因此，在测定凯氏氮和氨氮后，其差值即称之为有机氮。测定原理是加入硫酸加热消解，使有机物中的胺基以及游离氨和镂盐均转变为硫酸氢镂，消解后的液体，使呈碱性蒸储出氨，吸收于硼酸溶液，然后以滴定法或光度法测定氨含量。测定凯氏氮或有机氮，主要是为了了解水体受污染状况，尤其在评价湖泊和水库的富营养化时，是个有意义的指标图3-*为ARG、与MGEs和门水平微生物间的RDA分析.RDAI和RDA2分别解帏广ARGs图谱的649%和23.9%,与澈生物群落一致.ARG«图虚也代理为SM处理各时间点距席

7、较近.ARGs丰度变化较小.SM处理ARGs内谱与其他处理的区别在户tetX和TnQ/6/545聿段较离.这可能是由J该处理各时期样品中Acthobacterh.Cbacimmetes、Bacteroidetes和螺族体fJ(Spirochaetes)F质较高造成的.SH处理前30天ARG$图谱较性定，与发醉产物中有所差畀,在厌氧发酵前30天,SH处理与SM处理主S区别在于iirlKretG、retW和“mX丰度较K与SL处理的主要区别在手”,、jrif2和cw(他>Mcj匕度较高这上要是由核处理中Pn»te(5bacteru和TeiiericutesI"攵较而导致的

8、.SH处理第6()大芍其他时期样品第k主要在于嘈G.，八八e?Q、erniX和“以度升高.这可能与其中皿/2和FHnicutes率度升/有关.液布厌氧发如过程中ARGs图谱变化最大.随心厌讽发解的进行.在RDA1上的汨分逐渐降低.在RDA2上的得分逐渐升商.在厌乳发酵诡期(5-15天).SL处理中Synergktetes微生物与其他处理相比丰度较离的不国状发带的进行SynergRteles：吱降低,Firmutes、EuryarvlKieo(a>加2和1SCK1"更升高，导致样乩中ru/G、tetV>c，mQ、rmXfllifnrA丰度开氟.抗生素抗性某因(ARGs)作为

9、-种新M环境污染物.K危由在于可以通过水平就因转移使致病菌获得抗性,从而导致抗生素失效,产电移胁人类健麋抗生素和用金属作为饲料添加剂被大砧用规模化界殖业.导致宙畲添便成为抗生用、作金包和ARGs的爪要储存库从巩发配足侍食费便资源化利用的处理途径之发酵产物泪液沼渣的衣用足ARGs进入环境的前要途径.本文用实验室模拟的方法研究了品食费便残留的抗生素和M金属、发酚参数(温度、含阀俄)以及添加剂对厌辄发僧过程物产物中ARGs的影响.分析ARG*、移动兼因元件(MGEs)和微生物群落的关系,以期撷水不同因或影响ARGs变化的微生物学机理.取得的主要结果和结论如卜：1.2.1.4水力停留时间(HRT)HR

10、T是指一个消化器内的发M*液按体枳计算被全部置换所需的时间.由于灰出发的过程中产甲烷血的生长繁加速戊较悔.只仃使其、有机物充分接触并在反应器内有足够K的停印时间月能用人去度地分解有机物产生沼气.然而MRT过K,微生物生K警济所需的能滁和营养无素已消耗过多无法满足做生物的活动所需，U活性急剧下降好致厌乳发州过程产气状况星这打就会得不偿失仃斫究发现同在HRT«412d范用内果视产气垃量高的HRT为6&这站因为IIRT过氏反而进入产气相的管养物质较少，产气U：低.因此选择适宜的HRT对于厌箕发配过程也处至美近要的.表2牛粪和接种物理化性质Table2-1Oiaractcrsofra

11、wmaterialcattlemanureandmoculuni仃机质Organicmatter(%)总凯氏氟TKN(Wk>C/N含水率Moisturccontent牛捻Cattlemanure71.216.225.58.6接种物Inoculum30.815.120.491.22.4.4磷胺二甲噫喷的r定方法磺胺类药物主要用于细雨解染性疾病的预防和治疗.抗前谱广，对纲疾杆菌、脑膜炎球菌、大肠杆菌、变形杆菌、肺炎杆菌、鼠疫杆菌等作用效果显著，因此，被广泛添加在啬食饲料中，用于防治15禽患球虫病、血冠病、新乱及伤寒等病症.但由于瞰股类药物大部分以药物原形随粪便排出，所以测定发酵过程中的磺胺二

12、甲噫度浓度变化报有意义.(1)试验方法对厌氧发酵第Id、6、】8d、30d、42d、50d的发筋进行多点取样法取样，利用新效液相色谱法测定发酵液中磺胺二甲喳喔的浓度.(2)色谱条件与系统适用性试验填充柱为十八烷基硅烷键合硅胶，流动相为乙睛93%的酸镀溶液(20：80),检测波长为28nm.理论板数按磺胺二甲嗜鸵峥计算不低于3000。(3)测定方法吸取1mL发解液置于100mL录瓶中，加10mL0.1nK)lLNaOH溶液,充分晃动使磺胺二甲唬碇溶于NaOH溶液，用乙睛43%醋酸铉溶液粽春至刻度，摇匀后过流，准确量取5.0mL续注液，置于50mL量瓶中，用乙胞-03%举酸跤溶液称将至刻度，充分摇

13、匀，准确吸取10皿桶理后溶液注入液相色谱仪，记录色谱图。准确称量25mg磁股二甲端驶对照，置于50mL量瓶中，加2.5mLOJmolL.NaOH溶液充分溶解，用乙ffi-0.3%修酸筱溶液稀释至刻度，充分搦匀并从中吸取10mL稀释液，置于50mL量瓶中，用乙脆9.3%僻酸饯溶液稀释至刻度，摇匀，准确吸取10川稀释后溶液注入液相色谱仪，记录色谱图，按外标法以峰面积计算即得.(4)色谱条件填充柱；十八烷基硅烷键合硅胶流动相：乙脑一0.3%凿酸铉溶液(20：80)检测波长：260nm系统适用性试脸：3=3.398Ws=0.107»J.>.TT»-o.WWTr.I:IJ区方法

14、IJI求七g旨lil.J，TS）i昂a）干fib计算方“"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，化丰月正6事.3一料品干G.件用凯长皂男*量，计算而决如下而,(V-V；)XMX0DM*W*汽中N%sq标，漕的立量才*.V06小（凡物杆他a龄住&<mL>>

15、;V.空白扁KMSO.将准K的体快CmL）.OOM-刍量量团，（|>wNB干直（Q.2SXJIBMBttHtW«t14I(CV>9用。与“I4L11 .）2Uttelttt（CL>wwurMIDttff.«）i决cv）和耳鼻支空，初情仟防说自肥置收11比分”：i僧角七夕，".WidM«Lrtt«mMrfiK.粒仰右帜4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口号制用震心JJ>t5”便旬吊fhS仆醉让IL飞厄丹41神3SC,4

16、4）C4SC.5ar.伞下段Wt%,io%.11Vle.1,IIK6个胞胃体京E<5）试验数据记录及处理计算公式，磺胺二甲嗜咤最%=AkCrVDW/ArW,W“式中：Cr对照品浓度（moll）Ww取样量（g>W,平均样重（已D一稀释倍数Ax-样品峰面枳Aft对照品蜂面积英文缩略表英文缩写英文全称中文名称ADAnaerobicdigesnon庆国发解TSTotalsolids总因件VSVolatilesolids挥发性附体FWFreshwagfatT里CODChemicaloxygendemand化学需工量BODBiologicaloxygendemand生化需班里VFAVolati

17、leBittyacids抖发性所肪酸NHf-NAimnuiuanitiogcn超氨AMPTSAutomaticmethanepotentialtestsystem甲烷潜力测试系统ri£Inoculabonratio接种比CHiMethane甲烷CO3Carbancfascide二弱化置H2SHydrogensulfide一化氢NaOHSodiumhydroxide氧国化钠GWPGlobalmungpotential全球增叁潜势BMPBiochemicalmethanepotential生化甲烷潜力CMChickenmanure四美DMDairymanure奶牛囊SMSwinemanu

18、re姑巽测定BMP的程序如下:（1） 取50mL接种污泥加入到125mL血清瓶中,再加入501nL剩余活性污泥。同时取50niL接种污泥作空白样。（2） 在连接气路前用氮气吹洗反应瓶Imin以驱除反应瓶中的剩余空气，然后迅速用胶塞密封瓶II。（3） 将反应瓶置于35的环境卜进行培养。每11分别记求泥样和空白样的CH产量，直至产气停止。CH,气体测定采用血清瓶液体置换系统。用于置换气体的液体是NaOH溶液，其浓度范围是1550g，L。当沼气通过强碱溶液时，其中的CO?转化为碳酸盐被溶液吸收，只有C曰气体可以通过溶液，同时等体积的碱液从血清瓶进入屋筒。由血清瓶流入量筒的液体体积就是沼气中CH4的体

19、积。（4） 结果计算：有报道证明，35c卜每产生395mLCH气体，相当于减少了IgCOD,因此通过产CR总量可计算出液相中COD的减少量，试验装置：恒治水浴旅缘器隼气M试验过程中的误差分析：反应瓶总容积125mL.装入液体体积lOOinL,顶部气体空间25mL。当反应瓶由常温（20C）升高到反应温度（35D的过程中，液体体枳变化十分微小,故忽略不计。顶部气体体积的变化服从理想气体状态方程，由于整个系统最终与大气相连，因此，PkB；T；=293.15K,y=25mL,Tf308.15K,V2=308.15*25/293.15=26mLo反应瓶顶部空间气体体积由常温（209升高到反应温度（359

20、的过程中增大/1血。向本实验的目的是测定剩余污泥的BMP和热水解后剩余污泥的BMP.通过比较两者的BMP结果明确热水解对剩余污泥厌氧消化能力的影响。试验所采用的测定方法在温度从常温升高到反应温度的过程中确丈会给试验结果带来IniL的系统误差,但对两者的比较不会产生影响。沼气的主要成分分为甲烷（含最大约60%）、二氧化碳（大约40%）,另外还有微量硫化氢、氢气、氮气和饱和水蒸气等.木试验根据化学吸收原理，用碱液吸收沼气中二氧化碳和硫化氢，在测定CH的结果中实际上包含了氯气等微量气体的体积，使CIL结果偏高。但般沼气中所含氮气等微量气体较少，故忽略不计。2.1.4样品检测和方法总固体（TS）、挥发性固体（VS）用灼烧战也法测定.测让温度分别为105匕和550C；pH用数字pH计测定；化学雷轨埔（CODcJ采用HACHCOD快速测定方法沼定：牛.物雷钮研（BOD。利用OxiToplS6（WTW.Gennany）测定：猪粪C、H、O,