氨氮在線監測儀的干擾因素與穩定性分析

（渭南市環境保護監測站, 陜西 渭南 714000）

文中，筆者主要選用的儀器是氨氣敏電極A1000 氨氮在線監測儀，結合氨氮含量低、電導率及堿度高的水源水的監測，就氨氮在線監測儀的干擾因素及穩定性主要介紹和分析了以下幾個方面的內容。

一、儀表監測原理及主要干擾因素分析

目前，在我國主要有兩種比較常見的氨氮在線監測儀的監測原理，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 的監測原理基本是一樣的，都是通過水樣中的氨與碘化鉀和碘化汞的堿性混合溶液進行化學反應，運用生成的膠態化合物（淡紅色棕色），在410～424nm 的波長范圍下來測定的，在整個監測過程中主要的干擾因素是產生色度和濁度的化學物質。實際應用中，多數氨氮監測儀都是采用氨氣敏電極法，其監測原理如下圖一所示。

圖一 氨氣敏電極監測原理

從上述監測原理圖結合氨氣敏電極監測儀實際工作情況可知，在樣品監測液中加入一定量的NaOH 以提高其pH，銨鹽轉化為氨以后會從樣品液中逸出，穿過憎水性氣體透過膜，最后溶解在濃度為0.1mol/L 的NH4Cl 電極填充液中，通過改變OH-的濃度，觀察電極填充液的變化，對數據進行處理后可以顯示出氨氮的含量。從監測原理分析，氨氮的監測主要會受到氨的轉化、溢出、擴散、改變填充液、pH 電極的監測及數據轉化五個過程的影響：第一，氨的轉化過程。監測液中氨氮主要以溶解性NH3 和NH4+兩種形式存在，兩者的相對量基本取決于樣品液的pH 值，酸性液中，H+濃度比較高，NH3 都將轉化成NH4+。在溶液中加NaOH 和EDTA 二鈉鹽后提高監測液的溫度，可以使絕大部分銨鹽得以轉化。所以，通過確定監測液中的pH 值，就能夠算出NH3 和NH4+的比例。第二，氨的溢出過程。該過程會隨著溫度及溶解性物質多少的改變而變化。第三，氨通過膜的擴散過程。當監測液中含有表面活性劑類物質時，憎水性氣體微孔透過膜的擴撒物質不只是NH3，也會有一部分水分子通過，這就使填充液的濃度有所降低，監測容易出現誤差。第四，氨改變填充液過程。第五，pH 電極的監測及數據轉化過程。為很好地獲得電極的電位斜率，消除參考電位對結果的影響，往往會選用兩種已知濃度的標準液體來取代樣品夜，通過校準電極和記錄電位，繪制出ln[NH3]S 與E 的關系直線。

通過對檢測儀監測原理的分析可知:監測液中的離子和溶解性物質含量、表面活性劑類物質及樣品液的pH 值等都是影響氨轉化、溢出和透過膜的主要干擾因素。檢測儀器可靠性高穩定強的一個重要因素是要確保緩沖液中NaOH 與EDTA二鈉鹽的濃度足夠高，因為緩沖液不僅可以調節監測液的pH 值，還能夠掩蔽樣品液中的大量離子，它是穩定監測的前提。此外，含有表面活性劑類物質的監測液在選用氨氣敏電極方法監測時，最好對水樣進行預處理，以保障監測效果。

二、儀器儀表選型問題分析

儀器儀表的選型問題對于氨氮的測量至關重要，對于監測儀器的選型，一般要結合三個大的因素進行選型，即根據氨氮監測的要求、所監測水體可能的氨氮含量和干擾物質三方面來選擇。比如對于二級污水工業單位再生水的監測，通常再生水的濁度會比較低且很穩定，殘余表面活性劑類的物質相對含量較高，這就很適合選用原理為分光光度法的氨氮監測儀器，該監測儀不僅能夠滿足實際監測的要求，而且對于水樣的預處理比較簡單，維護工作量相對較少，費用也低；相比而言，凈水工藝中水質的氨氮及表面活性劑類物質相對含量就會很低，這種情況下就可以選用無水樣預處理功能的氨氣敏電極的監測儀，選用該儀器能大大減少對于設備的采購費，還能減少后續的維護工作。

三、主要結論探討

結合以上分析，關于氨氮在線監測儀的干擾因素及穩定性問題筆者主要總結出以下三點的結論。

（一）結合實際的氨氣敏電極的氨氮在線監測儀監測原理與監測過程，筆者認為檢測介質的主要干擾因素有：pH、溶解性物質總量、離子總量和表面活性劑類物質。同時，緩沖液中足夠高的NaOH 的濃度和EDTA 二鈉鹽是穩定監測的前提。

(二)依據監測液中氨氮的可能含量和干擾物質的種類等因素進行設備儀器的選型。色度和濁度較低且很穩定，殘余表面活性劑類的物質含量較高的宜采用分光光度法的檢測儀，氨氮含量較低，沒有表面活性劑類物質或含量較少時最好選用氨氣敏電極法的檢測儀。

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

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