氨氮在线监测仪的干扰因素与稳定性分析

（渭南市环境保护监测站, 陕西 渭南 714000）

文中，笔者主要选用的仪器是氨气敏电极A1000 氨氮在线监测仪，结合氨氮含量低、电导率及碱度高的水源水的监测，就氨氮在线监测仪的干扰因素及稳定性主要介绍和分析了以下几个方面的内容。

一、仪表监测原理及主要干扰因素分析

目前，在我国主要有两种比较常见的氨氮在线监测仪的监测原理，一种是分光光度法，另一种是氨气敏电极法。分光光度法与GB7479-1987 的监测原理基本是一样的，都是通过水样中的氨与碘化钾和碘化汞的碱性混合溶液进行化学反应，运用生成的胶态化合物（淡红色棕色），在410～424nm 的波长范围下来测定的，在整个监测过程中主要的干扰因素是产生色度和浊度的化学物质。实际应用中，多数氨氮监测仪都是采用氨气敏电极法，其监测原理如下图一所示。

图一 氨气敏电极监测原理

从上述监测原理图结合氨气敏电极监测仪实际工作情况可知，在样品监测液中加入一定量的NaOH 以提高其pH，铵盐转化为氨以后会从样品液中逸出，穿过憎水性气体透过膜，最后溶解在浓度为0.1mol/L 的NH4Cl 电极填充液中，通过改变OH-的浓度，观察电极填充液的变化，对数据进行处理后可以显示出氨氮的含量。从监测原理分析，氨氮的监测主要会受到氨的转化、溢出、扩散、改变填充液、pH 电极的监测及数据转化五个过程的影响：第一，氨的转化过程。监测液中氨氮主要以溶解性NH3 和NH4+两种形式存在，两者的相对量基本取决于样品液的pH 值，酸性液中，H+浓度比较高，NH3 都将转化成NH4+。在溶液中加NaOH 和EDTA 二钠盐后提高监测液的温度，可以使绝大部分铵盐得以转化。所以，通过确定监测液中的pH 值，就能够算出NH3 和NH4+的比例。第二，氨的溢出过程。该过程会随着温度及溶解性物质多少的改变而变化。第三，氨通过膜的扩散过程。当监测液中含有表面活性剂类物质时，憎水性气体微孔透过膜的扩撒物质不只是NH3，也会有一部分水分子通过，这就使填充液的浓度有所降低，监测容易出现误差。第四，氨改变填充液过程。第五，pH 电极的监测及数据转化过程。为很好地获得电极的电位斜率，消除参考电位对结果的影响，往往会选用两种已知浓度的标准液体来取代样品夜，通过校准电极和记录电位，绘制出ln[NH3]S 与E 的关系直线。

通过对检测仪监测原理的分析可知:监测液中的离子和溶解性物质含量、表面活性剂类物质及样品液的pH 值等都是影响氨转化、溢出和透过膜的主要干扰因素。检测仪器可靠性高稳定强的一个重要因素是要确保缓冲液中NaOH 与EDTA二钠盐的浓度足够高，因为缓冲液不仅可以调节监测液的pH 值，还能够掩蔽样品液中的大量离子，它是稳定监测的前提。此外，含有表面活性剂类物质的监测液在选用氨气敏电极方法监测时，最好对水样进行预处理，以保障监测效果。

二、仪器仪表选型问题分析

仪器仪表的选型问题对于氨氮的测量至关重要，对于监测仪器的选型，一般要结合三个大的因素进行选型，即根据氨氮监测的要求、所监测水体可能的氨氮含量和干扰物质三方面来选择。比如对于二级污水工业单位再生水的监测，通常再生水的浊度会比较低且很稳定，残余表面活性剂类的物质相对含量较高，这就很适合选用原理为分光光度法的氨氮监测仪器，该监测仪不仅能够满足实际监测的要求，而且对于水样的预处理比较简单，维护工作量相对较少，费用也低；相比而言，净水工艺中水质的氨氮及表面活性剂类物质相对含量就会很低，这种情况下就可以选用无水样预处理功能的氨气敏电极的监测仪，选用该仪器能大大减少对于设备的采购费，还能减少后续的维护工作。

三、主要结论探讨

结合以上分析，关于氨氮在线监测仪的干扰因素及稳定性问题笔者主要总结出以下三点的结论。

（一）结合实际的氨气敏电极的氨氮在线监测仪监测原理与监测过程，笔者认为检测介质的主要干扰因素有：pH、溶解性物质总量、离子总量和表面活性剂类物质。同时，缓冲液中足够高的NaOH 的浓度和EDTA 二钠盐是稳定监测的前提。

(二)依据监测液中氨氮的可能含量和干扰物质的种类等因素进行设备仪器的选型。色度和浊度较低且很稳定，残余表面活性剂类的物质含量较高的宜采用分光光度法的检测仪，氨氮含量较低，没有表面活性剂类物质或含量较少时最好选用氨气敏电极法的检测仪。

(三)为了能够掩蔽监测液中的离子和溶解性物质，避免碱度造成的影响，提高监测液的pH 值，调整NaOH 的浓度以及缓冲液EDTA 二钠盐使得监测仪器在正常工作时排出液符合pH≥12 和EC≤10μS/cm 的要求。为了保证监测的精度，使用氨氮监测仪时要选用短取样管，且不要在阳光下暴露，同时，具体监测时对取样管进行灭菌处理和采用一些简单的过滤器都是很有必要的。

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