总氮包括溶液中所有含氮化合物，即亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机盐氮、溶解态氮及大部分有机含氮化合物中的氮的总和。大量的生活污水、农田排水或含氮工业废水排入天然水体中，使水中有机氮和各种无机氮化物的含量增加，生物和微生物大量繁殖，消耗水中的溶解氧，使水体质量恶化。若湖泊、水库中的氮含量超标，会造成浮游植物繁殖旺盛，出现水体富营养化状态。因此，总氮是湖泊富营养化的关键限制因子之一，也是衡量水质的重要指标之一。目前，我国为了防止湖泊、水库和近岸海域等的富营养化，实施了总氮的排放控制。因此在线的总氮分析仪是对水体中总氮监测的最佳选择。目前主要应用的领域有地表水监测、污水处理达标排放和工业循环水控制等。
图9.17 通过氨氮在线分析仪控制好氧过渡区的运行状态
测量总氮的国家标准方法为2012年颁布的《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》（HJ 636—2012），代替原有的国标方法GB 11894—89。具体原理为：在60℃以上水溶液中，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中解离而产生氢离子，故在氢氧化钠的碱性介质中，可促使过硫酸钾分解过程趋于完全，并持续分解出的原子态氧。在120～124℃条件下，可使水样中含氮化合物中的氮元素转化为硝酸盐，并且在此过程中有机物同时被氧化分解。可用紫外分光光度法于波长220和275 nm处，分别测出吸光度A220及A275，按式（9.6）求出校正吸光度A：
式中 A275——浊度补偿。
再按A的值查校准曲线并计算总氮含量。
该方法适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中总氮的测定。值得注意的是，该方法易受溴化物和碘化物的干扰。
（1）测量原理
在线监测总氮的方法就是碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。其主要过程是：在样品中加入过硫酸钾溶液，在120℃条件下，加热30 min消解，将氮转变成硝酸根离子，然后把样品放到酸性溶液（pH值为2～3）中，测量波长为220 nm下，硝酸根离子在紫外光区的吸收值。此外，由于试样中或多或少含有有机物和悬浮物质，为了扣除这些干扰因素，利用双波长法对试样进行浊度补偿，测量干扰物质在275 nm光波下的吸收，计算出总氮的含量。此方法完全符合国家标准方法。
（2）仪器结构
下面以日本DKK公司NPW-160总氮在线分析仪为例，简单介绍基于国标碱性过硫酸钾分光光度法的总氮在线分析仪的结构。仪器的内部结构如图9.18所示。(www.xing528.com)
图9.18 DKK公司NPW-160内部结构图
除了符合国标碱性过硫酸钾分光光度法的在线总氮分析仪之外，市场上也存在一些原理上稍有差异的总氮在线分析设备，比较主流的有聚光科技TN-2000等。
聚光TN-2000在线总氮分析仪基于碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法，采用其专利的顺序注射平台，拥有试剂消耗量小，样品和试剂体积定量精确，重复性好等优点，与手工分析具有很好的相关性。
除此之外，市面上也存在一些在线总氮分析仪使用非国标方法，如过硫酸钾在低温下（60℃或80℃）紫外线照射下进行消解，或高温氧化-化学发光法。由于其方法与国标方法有所差别，并不是主流的在线总氮分析仪采用的方法，故而在这里就不一一累述。
（3）在线总氮分析仪的应用
环境监测中心的水质自动监测站主要监测项目为五参数、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮等参数。远程监控水质自动监测站运行状况，进行实时监测数据、报警记录和数据报表等。遇到污染时，可及时起到预警作用。如图9.19所示在某监测站的水质分析小屋中安装了总氮在线分析仪，对水中的总氮进行在线监测。保证水体中总氮含量符合标准，起到及时预警水体富营养化及趋势的作用。
总氮分析仪能够长期无人值守地自动监测各种水质中的总氮，可广泛应用于水质自动监测站、自来水厂、排污监控点、地区水界点、水质分析室以及各级环境监管机构对水环境的监测。
图9.19 某水质自动监测站分析小屋中的总氮在线分析仪
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