一、环境害气汙染來源
大氣中氨(NH3)主要來源於自然界或人為的休及分解過程。自然界中氨是其检气含氮有機物質腐敗分解的最後產物。廢棄有機物、测氮未經處理的环境害气生活汙水及工業廢水中,都含有有機氮化合物(蛋白質及其降解產物),休及它們在微生物作用下均可分解生成氨。其检气氨是测氮化學工業的主要原料,廣泛應用於化肥、环境害气煉焦、休及塑料、其检气石油精煉、测氮製藥等行業中。环境害气這些工廠的休及廢氣和廢水都含有氨。另外,其检气大氣氮氣的固氮、土壤和水中的亞硝酸鹽和硝酸鹽的反硝化作用都可產生氨。農業生產中施用氮肥,如氨水、銨肥和硝酸銨等揮發到大氣或流失到水體均可造成氨的汙染。城市空氣中氨的濃度一般為1.4~7μg/m3。
二、理化性質
氨為無色氣體,有強烈的刺激氣味。相對分子質量17.03,熔點-77.8℃,沸點-33.5℃,0℃時液態氨的相對密度為0.638。人對氨的嗅覺閾為0.5~1.0mg/m3。室溫時在6~7atm(1atm=101.325kPa)下可以液化(臨界溫度132.4℃,臨界壓力112.2atm),也易被固化成雪狀的固體。氨極易溶於水、乙醇和乙醚,氨的水溶液呈堿性。氨具有還原性,燃燒時其火焰稍帶綠色,與空氣混合的氨含量在16.5%~26.8%(按體積)時,能形成爆炸性氣體。氨在高溫時會分解成氮和氫,有催化劑存在時可被氧化成一氧化氮。氨由NH4+和NH3組成,兩者之間的平衡受溫度、pH值和離子強度的影響。溫度和pH值增加有利於NH3的形成。
三、毒性作用
氨對眼睛、鼻黏膜及上呼吸道有強烈的刺激作用,其症狀以氨的濃度、吸入時間及個人感受性等而有輕重。輕度中毒表現為鼻炎、咽炎、氣管炎、支氣管炎,對消化機能產生障礙,有時有血痰、耳聾、食道狹窄等症狀。引起人類呼吸道刺激症狀的最低濃度為27.78mg/m3。接觸13400mg/m3的氨h可使人死亡。氨的生物半衰期小於20min,LC50(大鼠、吸人)為2780mg/m3(4h)。大多數對氨敏感的植物屬於芥子類植物,接觸2.1mg/m3的氨24h使15%的葉片上產生斑點。它對水生生物的毒性是由非離子化的NH3造成的。NH3的濃度大於0.20mg/L時對某些種類的水生生物有毒性。在水中通人氯氣進行殺菌的過程中,氯與氨反應能生成有毒性的氯胺,危害人體健康。
對於環境中氨的限量問題,NIOSH(美國國家勞動安全衛生研究所)推薦職業接觸氨的最高濃度為45mg/m3(5min采樣測定)。EPA(美國環境保護局)水質基準中建議:公共供水中0.5mg/L;淡水水生生物中最大氨濃度為0.02mg/L;海洋水生物最小有害作用濃度為0.01mg/L。
四、靛酚藍比色法測定空氣中氨
(一)原理
用稀硫酸吸收空氣中氨,在亞硝基鐵氰化鈉及次氯酸鈉存在下,與水楊酸生成藍綠色靛酚藍染料,比色定量。
(二)試劑配製
所有試劑均用無氨蒸餾水配製。
(1)吸收液0.005mol/L硫酸溶液。吸取2.8mL硫酸加入水中,並用水稀釋至1L。臨用時,再用水稀釋10倍。
(2)50g/L水楊酸溶液稱取10.0g水楊酸和10.0g檸檬酸鈉,加水約50mL,再加55mL2mol/L氫氧化鈉溶液,用水稀釋至200mL。此試劑稍呈黃色,室溫下可穩定一個月。
(3)標準溶液準確稱量0.3142g經105℃幹燥2h的氯化銨。用少量水溶解,移入100mL容量瓶中,用吸收液稀釋至刻度。此溶液1.00mL含1mg的氨。臨用時,再用吸收液稀釋成1.00ml,含1μg氨的標準溶液。
(三)采樣
用一內裝10mL吸收液的普通型氣泡吸收管,以0.5L/min流量,采氣10L。記錄采樣時的溫度和大氣壓力。采樣後,樣品在室溫下保存,在24h內分析測定。
(四)分析步驟
1、標準曲線的繪製
取7支比色管,依次加入標準溶液0.00、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL和8.00mL,再分別加入吸收液至10.0mL。於各管中加入0.5mL5%水楊酸溶液,再加入0.1mL1%亞硝基鐵氰化鈉溶液和0.1mL0.05mol/L次氯酸鈉溶液,混勻。室溫下放置1h。用10mm比色皿以水作參比,在波長697nm下測定各管溶液吸光度。以氨含量(μg)為橫坐標,吸光度為縱坐標,繪製標準曲線。以回歸線斜率的倒數作為樣品測定的計算因子Bs(μg)。
2、樣品測定
采樣後,用水補充至采樣前吸收液的體積。按標準曲線繪製的操作步驟,測定吸光度。在每批樣品測定的同時,用未采樣的吸收液,按相同的操作步驟作試劑空白測定。如果樣品溶液吸光度超過標準曲線的範圍,則取部分樣品溶液,用吸收液稀釋後再進行分析。計算濃度時,應乘以樣品溶液的稀釋倍數。
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