氨氮在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀的干擾因素與穩(wěn)定性分析

（渭南市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站, 陜西 渭南 714000）

文中，筆者主要選用的儀器是氨氣敏電極A1000 氨氮在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀，結(jié)合氨氮含量低、電導(dǎo)率及堿度高的水源水的監(jiān)測(cè)，就氨氮在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀的干擾因素及穩(wěn)定性主要介紹和分析了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

一、儀表監(jiān)測(cè)原理及主要干擾因素分析

目前，在我國(guó)主要有兩種比較常見(jiàn)的氨氮在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀的監(jiān)測(cè)原理，一種是分光光度法，另一種是氨氣敏電極法。分光光度法與GB7479-1987 的監(jiān)測(cè)原理基本是一樣的，都是通過(guò)水樣中的氨與碘化鉀和碘化汞的堿性混合溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，運(yùn)用生成的膠態(tài)化合物（淡紅色棕色），在410～424nm 的波長(zhǎng)范圍下來(lái)測(cè)定的，在整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中主要的干擾因素是產(chǎn)生色度和濁度的化學(xué)物質(zhì)。實(shí)際應(yīng)用中，多數(shù)氨氮監(jiān)測(cè)儀都是采用氨氣敏電極法，其監(jiān)測(cè)原理如下圖一所示。

圖一 氨氣敏電極監(jiān)測(cè)原理

從上述監(jiān)測(cè)原理圖結(jié)合氨氣敏電極監(jiān)測(cè)儀實(shí)際工作情況可知，在樣品監(jiān)測(cè)液中加入一定量的NaOH 以提高其pH，銨鹽轉(zhuǎn)化為氨以后會(huì)從樣品液中逸出，穿過(guò)憎水性氣體透過(guò)膜，最后溶解在濃度為0.1mol/L 的NH4Cl 電極填充液中，通過(guò)改變OH-的濃度，觀(guān)察電極填充液的變化，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后可以顯示出氨氮的含量。從監(jiān)測(cè)原理分析，氨氮的監(jiān)測(cè)主要會(huì)受到氨的轉(zhuǎn)化、溢出、擴(kuò)散、改變填充液、pH 電極的監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化五個(gè)過(guò)程的影響：第一，氨的轉(zhuǎn)化過(guò)程。監(jiān)測(cè)液中氨氮主要以溶解性NH3 和NH4+兩種形式存在，兩者的相對(duì)量基本取決于樣品液的pH 值，酸性液中，H+濃度比較高，NH3 都將轉(zhuǎn)化成NH4+。在溶液中加NaOH 和EDTA 二鈉鹽后提高監(jiān)測(cè)液的溫度，可以使絕大部分銨鹽得以轉(zhuǎn)化。所以，通過(guò)確定監(jiān)測(cè)液中的pH 值，就能夠算出NH3 和NH4+的比例。第二，氨的溢出過(guò)程。該過(guò)程會(huì)隨著溫度及溶解性物質(zhì)多少的改變而變化。第三，氨通過(guò)膜的擴(kuò)散過(guò)程。當(dāng)監(jiān)測(cè)液中含有表面活性劑類(lèi)物質(zhì)時(shí)，憎水性氣體微孔透過(guò)膜的擴(kuò)撒物質(zhì)不只是NH3，也會(huì)有一部分水分子通過(guò)，這就使填充液的濃度有所降低，監(jiān)測(cè)容易出現(xiàn)誤差。第四，氨改變填充液過(guò)程。第五，pH 電極的監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過(guò)程。為很好地獲得電極的電位斜率，消除參考電位對(duì)結(jié)果的影響，往往會(huì)選用兩種已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)液體來(lái)取代樣品夜，通過(guò)校準(zhǔn)電極和記錄電位，繪制出ln[NH3]S 與E 的關(guān)系直線(xiàn)。

通過(guò)對(duì)檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)原理的分析可知:監(jiān)測(cè)液中的離子和溶解性物質(zhì)含量、表面活性劑類(lèi)物質(zhì)及樣品液的pH 值等都是影響氨轉(zhuǎn)化、溢出和透過(guò)膜的主要干擾因素。檢測(cè)儀器可靠性高穩(wěn)定強(qiáng)的一個(gè)重要因素是要確保緩沖液中NaOH 與EDTA二鈉鹽的濃度足夠高，因?yàn)榫彌_液不僅可以調(diào)節(jié)監(jiān)測(cè)液的pH 值，還能夠掩蔽樣品液中的大量離子，它是穩(wěn)定監(jiān)測(cè)的前提。此外，含有表面活性劑類(lèi)物質(zhì)的監(jiān)測(cè)液在選用氨氣敏電極方法監(jiān)測(cè)時(shí)，最好對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，以保障監(jiān)測(cè)效果。

二、儀器儀表選型問(wèn)題分析

儀器儀表的選型問(wèn)題對(duì)于氨氮的測(cè)量至關(guān)重要，對(duì)于監(jiān)測(cè)儀器的選型，一般要結(jié)合三個(gè)大的因素進(jìn)行選型，即根據(jù)氨氮監(jiān)測(cè)的要求、所監(jiān)測(cè)水體可能的氨氮含量和干擾物質(zhì)三方面來(lái)選擇。比如對(duì)于二級(jí)污水工業(yè)單位再生水的監(jiān)測(cè)，通常再生水的濁度會(huì)比較低且很穩(wěn)定，殘余表面活性劑類(lèi)的物質(zhì)相對(duì)含量較高，這就很適合選用原理為分光光度法的氨氮監(jiān)測(cè)儀器，該監(jiān)測(cè)儀不僅能夠滿(mǎn)足實(shí)際監(jiān)測(cè)的要求，而且對(duì)于水樣的預(yù)處理比較簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量相對(duì)較少，費(fèi)用也低；相比而言，凈水工藝中水質(zhì)的氨氮及表面活性劑類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量就會(huì)很低，這種情況下就可以選用無(wú)水樣預(yù)處理功能的氨氣敏電極的監(jiān)測(cè)儀，選用該儀器能大大減少對(duì)于設(shè)備的采購(gòu)費(fèi)，還能減少后續(xù)的維護(hù)工作。

三、主要結(jié)論探討

結(jié)合以上分析，關(guān)于氨氮在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀的干擾因素及穩(wěn)定性問(wèn)題筆者主要總結(jié)出以下三點(diǎn)的結(jié)論。

（一）結(jié)合實(shí)際的氨氣敏電極的氨氮在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)原理與監(jiān)測(cè)過(guò)程，筆者認(rèn)為檢測(cè)介質(zhì)的主要干擾因素有：pH、溶解性物質(zhì)總量、離子總量和表面活性劑類(lèi)物質(zhì)。同時(shí)，緩沖液中足夠高的NaOH 的濃度和EDTA 二鈉鹽是穩(wěn)定監(jiān)測(cè)的前提。

(二)依據(jù)監(jiān)測(cè)液中氨氮的可能含量和干擾物質(zhì)的種類(lèi)等因素進(jìn)行設(shè)備儀器的選型。色度和濁度較低且很穩(wěn)定，殘余表面活性劑類(lèi)的物質(zhì)含量較高的宜采用分光光度法的檢測(cè)儀，氨氮含量較低，沒(méi)有表面活性劑類(lèi)物質(zhì)或含量較少時(shí)最好選用氨氣敏電極法的檢測(cè)儀。

(三)為了能夠掩蔽監(jiān)測(cè)液中的離子和溶解性物質(zhì)，避免堿度造成的影響，提高監(jiān)測(cè)液的pH 值，調(diào)整NaOH 的濃度以及緩沖液EDTA 二鈉鹽使得監(jiān)測(cè)儀器在正常工作時(shí)排出液符合pH≥12 和EC≤10μS/cm 的要求。為了保證監(jiān)測(cè)的精度，使用氨氮監(jiān)測(cè)儀時(shí)要選用短取樣管，且不要在陽(yáng)光下暴露，同時(shí)，具體監(jiān)測(cè)時(shí)對(duì)取樣管進(jìn)行滅菌處理和采用一些簡(jiǎn)單的過(guò)濾器都是很有必要的。

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