基于氨氮监测的地表水环境监测技术研究

基于氨氮监测的地表水环境监测技术研究

戚丽蓉,郎学彪

云南省水文水资源局昭通分局 云南昭通 657000

摘要：地表水是人类生活和生产的重要水资源，其水质的好坏直接关系到人类的生存和健康。氨氮是地表水中常见的一种污染物，它来自于农业排放、工业废水、城市污水等多种渠道。高浓度的氨氮会导致水体富营养化、水生态系统破坏以及水源污染等问题，因此对于地表水中氨氮的监测和评估显得尤为重要。本文以基于氨氮监测的地表水环境监测技术为研究对象，。

关键词：地表水；氨氮监测；水质评估

引言：近年来，随着环境保护意识的增强和监测技术的不断发展，基于氨氮监测的地表水环境监测技术得到了广泛关注和应用。传统的氨氮监测方法主要依靠化学分析仪器，如分光光度计、离子色谱仪等，这些方法具有较高的准确性和可靠性，但需要复杂的实验操作和较长的分析时间。为了提高监测效率和实时性，近年来逐渐出现了一些新的监测技术，如光谱分析技术、电化学传感器技术和生物传感器技术等，这些技术具有快速、便捷和实时监测的特点，为地表水环境监测提供了新的选择。

一、氨氮监测技术原理

1.化学分析法

化学分析法是氨氮监测的传统方法之一。该方法通过特定的化学反应，将水样中的氨氮转化为可测量的化合物，并使用化学分析仪器对其进行定量分析。常用的化学分析方法包括分光光度法和离子色谱法。分光光度法：该方法利用氨氮与试剂之间的化学反应，生成可吸收特定波长的染料或络合物。然后使用分光光度计测量溶液的吸光度，并根据吸光度与氨氮浓度之间的关系进行定量分析。离子色谱法：该方法利用离子交换树脂分离和测量水样中的离子。水样中的氨氮会被树脂吸附，然后通过改变流动相的离子浓度，将氨氮从树脂上洗脱出来，并使用离子色谱仪进行定量分析。

2.光谱分析法

光谱分析法是一种快速、无损、实时监测氨氮的方法。该方法基于氨氮与特定波长的光之间的相互作用。常用的光谱分析技术包括紫外可见光谱和荧光光谱。紫外可见光谱：该方法利用水样中氨氮与特定波长的紫外或可见光发生吸收的特性。通过测量吸收光的强度，并根据样品中氨氮浓度与吸收光强度之间的关系，进行定量分析。荧光光谱：该方法基于氨氮与荧光试剂之间的化学反应。氨氮与荧光试剂反应产生荧光物质，并使用荧光光谱仪测量荧光的强度，根据强度与氨氮浓度之间的关系进行定量分析[1]。

3.生物传感器法

生物传感器法是一种基于生物反应的氨氮监测技术。该方法利用特定生物材料（如酶、细胞或抗体）对氨氮的高选择性和敏感性进行测量。常用的生物传感器技术包括酶传感器和抗体传感器。酶传感器：酶传感器利用特定的酶与氨氮之间的反应，将氨氮转化为可测量的信号。酶催化反应产生的电流、光信号或电化学信号可以被测量和定量分析。抗体传感器：抗体传感器基于特定的抗体与氨氮之间的结合反应。抗体与氨氮结合形成特定的免疫复合物，并使用光学、电化学或其他测量方法对复合物进行定量分析。

二、地表水环境监测技术中氨氮监测技术的应用

1.水质评估和监测

水质评估和监测是保护地表水环境的重要任务之一。氨氮的监测在水质评估中扮演着关键角色。通过定期监测地表水中的氨氮含量，可以获取水体富营养化程度和污染程度的信息。高氨氮含量通常与废水排放、农业过度施肥和工业废水排放有关。监测结果可为环境保护机构和决策者提供重要依据，以制定适当的水质改善计划和污染防控措施。

2.环境保护和治理

氨氮源自不同的排放源，包括农业、工业和城市污水。通过监测氨氮含量，可以准确了解污染源的情况，从而有针对性地制定环境保护和治理策略。例如，在农业领域，监测农田灌溉水中的氨氮含量可以帮助农民合理施肥，控制农业面源污染，减少氮肥的过度使用。此外，监测氨氮含量还可以指导工业企业和城市污水处理厂的排放控制，以减少氨氮的释放和污染。

3.水资源管理

地表水是重要的水资源，对其进行科学管理和保护至关重要。氨氮监测技术可用于评估地表水资源的可用性和适宜性。监测氨氮含量有助于了解水源的污染程度和水质状况，以便更好地进行水资源的分配和利用。此外，地下水也需要进行氨氮监测，以确保地下水的质量符合饮用水标准。在水处理厂中，通过监测水源中的氨氮含量，可以及时调整和改进水处理工艺，保证供水的安全性和质量。

4.生态系统保护

水生态系统对于维持生物多样性和生态平衡至关重要。氨氮污染对水生态系统产生负面影响，如富营养化和藻类爆发。通过监测水体中的氨氮含量，可以及时发现水生态系统的变化趋势，为生态系统保护和修复提供科学依据。监测结果可帮助制定适当的生态恢复计划和控制措施，以减少氨氮对水生物群落和生态链的破坏[2]。

5.应急事件响应

应急事件如氨氮污染事故或突发事件可能对地表水环境造成严重影响。氨氮监测技术在应急响应中发挥关键作用。通过快速检测和监测氨氮含量，可以及时发现污染事件，并采取紧急措施进行处理。这有助于减轻污染对环境和人类健康的危害，并促进污染源的迅速控制和修复工作。

三、氨氮监测的地表水环境监测技术的实施措施

1.确定监测站点和频率

在确定监测站点时，需要考虑地表水体的特征、水体类型和受污染程度的差异。选择代表性的监测站点可以确保监测结果的可靠性和代表性。例如，可以选择位于不同流域的河流、湖泊或水库作为监测站点，以覆盖不同地理区域和水质状况。此外，监测频率也是关键因素，需要根据监测目的、季节变化和可能的污染源活动来确定监测频率。常规监测可以选择每月或每季度进行，而在特定事件或污染源活动期间可能需要增加监测频率。

2.选择适当的监测方法

氨氮监测方法的选择应考虑监测要求、可行性和准确性。化学分析法是常用的氨氮监测方法之一，可以使用多种分析技术，如分光光度法、色谱法或荧光法。光谱分析法基于氨氮与特定试剂的反应产生的光谱变化进行监测。生物传感器法利用生物体或生物分子对氨氮的特异性识别和反应来进行监测。根据监测目的和实际情况，可以选择单一方法或结合多种方法，以提高监测结果的准确性和可靠性。

3.校准仪器和质量控制

为确保仪器的准确性和精确性，定期进行仪器校准和质量控制是必要的。校准仪器需要使用已知浓度的标准物质进行比对，以确保测量结果的准确性。此外，进行重复样品测量和参与国家或国际水质监测质量控制计划也是重要的质量控制措施。通过这些措施，可以验证监测方法的准确性、仪器的稳定性，并及时发现和纠正潜在的误差或问题[3]。

4.采样和样品处理

采样和样品处理对于确保监测结果的准确性至关重要。在采样过程中，应选择合适的采样方法和容器，避免样品污染和氨氮的损失。根据地表水体的特征和监测要求，可以采用不同的采样方法，如自动采样器、手动采样器或流速积分器。样品处理包括过滤、预处理和保存等步骤。过滤可以去除悬浮颗粒物，预处理可以消除干扰物质的影响，而样品保存需要符合一定的条件，以防止样品中氨氮的降解或改变。

结束语：

综上所述，基于氨氮监测的地表水环境监测技术在环境保护和水资源管理中具有重要作用，其应用前景广阔。未来的研究应该继续深入探索监测技术的改进和应用，为环境保护和水资源管理提供更加科学、准确的技术支持。

参考文献：

[1]童艳君.地表水环境氨氮监测的影响因素及质量控制研究[J].造纸装备及材料,2022,51(05):165-167.

[2]邱国良,陈泓霖,付柳淑,李恒.地表水环境新监测体系的建立趋势探讨与建议[J].城镇供水,2022(01):87-90.

[3]殷思达.基于氨氮监测的地表水环境监测技术研究[J].皮革制作与环保科技,2022,3(03):82-84.

作者简介：戚丽蓉（1994.12-），女，回族，云南昭通人，本科学历，助理工程师，研究方向为水环境监测。