植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括氮、磷及其他一些物質(zhì)，它們是植物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的養(yǎng)料。適度的營(yíng)養(yǎng)元素可以促進(jìn)生物和微生物的生長(zhǎng)，過(guò)多的植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體，會(huì)使水體中藻類大量繁殖，產(chǎn)生所謂“富營(yíng)養(yǎng)化”現(xiàn)象，進(jìn)而惡化水質(zhì)、影響漁業(yè)生產(chǎn)和危害人體健康。淺水湖泊嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化可以導(dǎo)致湖泊沼澤化，直至致使湖泊死亡。
同時(shí)，植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又是活性污泥中微生物生長(zhǎng)繁殖所必需的成份，是關(guān)系到生物處理工藝能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素。因此常規(guī)污水處理運(yùn)行中都將水中植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)指標(biāo)作為一項(xiàng)重要的控制指標(biāo)。
表示污水中植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的水質(zhì)指標(biāo)主要是氮素化合物(如有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽等)和磷素化合物(如總磷、磷酸鹽等)，常規(guī)污水處理運(yùn)行中一般都監(jiān)測(cè)進(jìn)出水中的氨氮和磷酸鹽。一方面為了維持生物處理運(yùn)轉(zhuǎn)正常，另一方面為了檢測(cè)出水是否達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
常用的代表水中氮素化合物的水質(zhì)指標(biāo)有總氮、凱氏氮、氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽等。
氨氮是水中以NH3和NH4+形式存在的氮，它是有機(jī)氮化物氧化分解的第一步產(chǎn)物，是水體受污染的一種標(biāo)志。氨氮在亞硝酸鹽菌作用下可以被氧化成亞硝酸鹽(以NO2-表示)，而亞硝酸鹽在硝酸鹽菌的作用下可以被氧化成硝酸鹽(以NO3-表示)。而硝酸鹽也可以在無(wú)氧環(huán)境中在微生物的作用下還原為亞硝酸鹽。當(dāng)水中的氮主要以硝酸鹽形式為主時(shí)，可以表明水中含氮有機(jī)物含量已很少，水體已達(dá)到自凈。
有機(jī)氮和氨氮的總和可以使用凱氏(Kjeldahl)法測(cè)定(GB 11891--89)，凱氏法測(cè)得的水樣氮含量又稱為凱氏氮，因而通常所稱的凱氏氮是氨氮和有機(jī)氮之和。將水樣先行除去氨氮后，再以凱氏法測(cè)定，其測(cè)得值即是有機(jī)氮。如果分別對(duì)水樣測(cè)定凱氏氮和氨氮，則其差值也是有機(jī)氮。凱氏氮可作為污水處理裝置進(jìn)水氮含量的控制指標(biāo)，還可以作為控制江河湖海等自然水體富營(yíng)養(yǎng)化的參考指標(biāo)。
總氮為水中有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的總和，也就是凱氏氮與總氧化氮之和。總氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮都可使用分光光度法測(cè)定，亞硝酸鹽氮的分析方法見(jiàn)GB7493-87，硝酸鹽氮的分析方法見(jiàn)GB7480-87，總氮分析方法見(jiàn)GB 11894--89。總氮代表了水中氮素化合物的總和，是自然水體污染控制的一個(gè)重要指標(biāo)，也是污水處理過(guò)程中的一個(gè)重要控制參數(shù)。
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