水中氨氮挥发影响因素探讨

廖红娣

摘 要：本文介绍了水中氨氮挥发的影响因素，水中氨氮挥发速率常数随水的pH值和水温升高需增加，水面风速大则数值也大，大气压高的地区的挥发速率常数小于大气压低者。

关键词：氨氮；挥发速率；大气压

氨氮挥发是氮循环过程的一部分，水中氨氮挥发受多种因素影响。通过现场和实验室测量，表明影响水中氨氮进入大气的因素是风速、水温和水的pH值。但水中氨氮挥发不但受风速、水温和pH值影响，还受大气压变化及实际水质影响。

1水的pH值对氨氮挥发影响

水中存在的氨氮包括离子氨和非离子氨。氨氮挥发主要指非离子氨从水中向大气转移，而离子氨是很难挥发。离子氨在水中存在下列平衡：NH4+ NH3++H+ ，因此，水的pH值影响非离子氨数量，也就影响氨氮挥发速率。如图1所示，在蒸馏水体系中，氨氮（离子氨+非离子氨）浓度的对数值和挥发时间呈良好的直线关系，说明表层水氨氮挥发符合一级反应规律。由图1数据可得到不同pH值蒸馏水体系中氨氮挥发速率常数k与pH值的关系，如表1所示。表中带星号数据是由pH值与k的回归方程计算得出的，因为pH<8.0的体系是挥发过程氨氮浓度变化很小，不易测准。可见在风速、水温和大气压等条件固定时，水中氨氮的挥发速率常数随pH值升高而增大。因此，pH值是氨氮挥发的一个因素。

2风速对氨氮挥发的影响

对水中难溶解的烃類，Cohen等其挥发转移系数与风速之间存在指数关系。而Weiler对氨氮挥发的研究结果表明，风速与转移系数之间存在线性关系，即随风速增加，挥发量增加。当风速大于10m.s-1时会出现大波，溅起水花，使实验难以控制。我在蒸馏水体系中，水温13.6±0.1℃，pH值9.0±0.1实验条件下，测得风速2m.s-1和3m.s-1时水中氨氮挥发速率常数分别人0.006h-1和0.01h-1。可见，风速提高后挥发速率常数增大。

3水温对氨氮挥发的影响

在相同pH值下，水溶液中非离子氨占氨氮的百分率随水温升高而增加，并通过计算求得。因此，温度升高将使氨挥发速率增加。图3示出蒸馏水体系中pH值、风速相同条件下的试验结果。可见，随水温增加，挥发速率数值增加。

4大气压对氨氮挥发的影响

为了探讨大气压对氨氮挥发的影响，在温度、风速、pH值等相同而海拔不同试验条件下进行了试验。由图4中曲线可看出，在高pH部分，k值差别大；随着pH值降低，两曲线靠扰，在pH值为7时两曲线重合。这主要是由于pH等于7时非离子氨只占氨氮的4%左右。其挥发近于零，而不是大气压不再影响的结果。

5湖水中氨氮的挥发

为了考察湖水中氨氮挥发，做了龙河口水库水的试验。采集水样放入挥发槽中，在风速3 m.s-1，水温19.3±0.1℃试验条件下测定了原水样和将pH值调到9.1后水样的挥发曲线，其挥发速率也服从一级反应动力学规律，由此计算的速率常数及蒸馏水体系的挥发速率常数列于表2中。通过比较可以看出 ，实际湖水与蒸馏水体系相比，其中氨氮挥发速率常数小得多。其原因主要是实际湖水的离子强度和水粘度与蒸馏水体系不同。

结束语

蒸馏水体系和湖水氨氮向大气挥发转移速率服从一级反应规律，挥发过程的主要影响因素是水的pH值、风速、水温、大气压及水质。挥发速率常数随水的pH值升高而增大、风速增加及大气压降低而增大。实际湖水由于水中成份复杂，其氨氮挥发小于相同条件下的蒸馏水中的挥发速率。