)。氨分子和水分子發(fā)生反應(yīng)，生成一水合氨(NH3· H2O，又稱氫氧化銨，為一元弱堿)：
一水合氨電離為銨根離子和氫氧根離子：
在線氨氮分析儀主要采用離子選擇性電極法和濕化學(xué)分析儀法進(jìn)行氨氮測(cè)量。
1、離子選擇性電極法
離子選擇性電極(Ion Selective Effect，ISE)的核心部件是覆膜，用于選擇測(cè)量的離子。覆膜帶離子載體，特定種類的離子(例如：氨氮或硝氮)可以選擇性“遷移”通過(guò)覆膜，隨后到達(dá)電極。離子遷移完成后，電荷發(fā)生變化，產(chǎn)生電位，電位值與離子濃度對(duì)數(shù)成比例關(guān)系。恒定電位的參比電極用于測(cè)量電位，并基于能斯特方程(Nernst)計(jì)算離子濃度。基于電位法測(cè)量原理，測(cè)量結(jié)果不受色度和濁度的影響，離子選擇性電極測(cè)量過(guò)程中不需要試劑、不產(chǎn)生廢液，也不需要獨(dú)立的采樣和預(yù)處理系統(tǒng)，屬于真正意義上的在線測(cè)量。離子選擇性電極法的測(cè)量原理和電極的結(jié)構(gòu)如圖所示。
溫度和pH值對(duì)于離子選擇性氨氮的測(cè)量影響較大，微小的波動(dòng)會(huì)引起氨氮示值的偏差， 因此需要對(duì)氨氮傳感器進(jìn)行溫度和pH值補(bǔ)償。氨氮是指水體中的游離氨分子和銨根離子的總和，二者在水中存在化學(xué)平衡，其平衡取決于水體的pH值，離子選擇性電極測(cè)量的是銨根離子的濃度，通過(guò)pH值補(bǔ)償計(jì)算得到總的氨氮濃度。
2、濕化學(xué)分析儀法
氨氮的濕化學(xué)分析方法種類大致可以分為兩種：氨氣逐出法和分光光度法。氨氣逐出法又分為氨氣敏電極法和pH比色法，分光光度法又分為水楊酸鈉法和納氏試劑法兩種。
氨氣逐出法利用了氨氮在堿性環(huán)境下化學(xué)平衡向氨分子方向推進(jìn)的反應(yīng)特性，利用空氣吹脫裝置將氨分子吹脫至獨(dú)立的腔室中，利用氨氣敏電極測(cè)量氨氮濃度，或者利用氨氣溶解于水中pH值變化的特性，通過(guò)特定的顯色劑測(cè)量氨氮濃度。氨氣逐出法測(cè)量過(guò)程中需要消耗堿化劑和顯色劑，其優(yōu)點(diǎn)是不受水體濁度和色度的影響，但是水體中的有機(jī)胺在強(qiáng)堿作用下易轉(zhuǎn)化為氨氮導(dǎo)致測(cè)量值的偏差，同時(shí)該方法在氨氮濃度較低時(shí)，氨氣吹脫的轉(zhuǎn)換率偏低導(dǎo)致測(cè)量偏差。由于受到相關(guān)國(guó)家相關(guān)水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的限制，這兩類儀表在油氣化工行業(yè)應(yīng)用近年來(lái)逐漸趨小。
分光光度法基于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室氨氮測(cè)量方法，水樣經(jīng)過(guò)過(guò)濾預(yù)處理后被泵送至混合器反應(yīng)腔室中，按照指定混合比例精確加入專用顯色劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，試樣顯現(xiàn)為某種特定顏色。光度計(jì)測(cè)量試樣或著色溶液在特定波長(zhǎng)處的吸光度。分析波長(zhǎng)及其相互關(guān)系與特定參數(shù)相關(guān)?；诒壤P(guān)系，總吸光度直接代表試樣中分析參數(shù)的濃度。為了對(duì)濁度和污染、LED光源老化產(chǎn)生的干擾進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)行實(shí)際測(cè)量前首先進(jìn)行參比測(cè)量，從測(cè)量信號(hào)中減去參考信號(hào)。
水楊酸鈉法和納氏試劑法的試劑、反應(yīng)時(shí)間以及測(cè)量波長(zhǎng)不同。其中納氏試劑的試劑中包含高濃度的碘化汞，碘化汞毒性較高，因此納氏試劑法在測(cè)量較為頻繁的在線測(cè)量應(yīng)用中使用較少。
氨氮分析儀的應(yīng)用
當(dāng)前，氨氮已成為水體的主要污染物之一，氨氮分析儀廣泛應(yīng)用于地表水、地面水、污水和工業(yè)廢水的測(cè)定。同時(shí)為改善水質(zhì)污染狀況， 國(guó)家進(jìn)一步強(qiáng)化了排放標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置了氨氮消減目標(biāo)，在線污染源自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)在原有安裝COD等分析儀表的基礎(chǔ)上，增加設(shè)置氨氮分析儀的要求。
