消解后海水中硝酸盐氮和正磷酸盐磷在线监测技术分析

邹晨璐

山东深海海洋科技有限公司 山东 烟台 264000

摘要：合理运用在线监测技术，测定消解海水中硝酸盐氮和正磷酸盐磷的含量，能够提高消解海水水质评估效果。基于此，本文介绍了酚二磺酸分光光度、麝香草酚光度、还原这三项硝酸盐氮在线监测技术，并分析了光度测定、滴定、离子色谱这几项正磷酸盐磷在线监测技术，希望能够助力海水监测领域的发展。

关键词：硝酸盐氮；正磷酸盐；海水消解

引言：海水中所含的氮、磷元素会在其经过消解后分别以硝酸盐、正磷酸盐的形式存在，由此人们通过以在线监测的形式，监测上述两种盐类物质的含量，可以准确了解消解后海水所含的总磷、总氮量，并根据总磷、总氮量评估海水富营养化程度，以制定相应的海水治理措施，不断改善海水环境。

1硝酸盐氮的在线监测技术分析

1.1酚二磺酸分光光度监测技术

硝酸盐氮的结构如图1，在其的含量检测中，此监测技术的作用机理是运用专门的酚二磺酸分光光度检测仪器，再运用物联网技术，将此仪器的硝酸盐氮检测结果实时上传到云平台上，供工作者随时查看，实现硝酸盐氮的在线监测。其中，此检测仪器所用的酚二磺酸分光光度检测法作用过程为，对消解后的海水取样，将样品进行蒸发处理，并向蒸发残留物中加入酚二磺酸，让两者产生反应，此时，残留物中的硝酸盐氮就会反应生成化学物质硝基二磺酸酚，然后将此产物溶于碱性水溶液中，使其转化成为一种黄色化合物，再在波长410nm处，对此化合物予以分光光度检测，最后，运用通过上述过程，获取的数据，借助软件程序进行计算，得出样品中的硝酸盐氮含量信息，完成硝酸盐氮的仪器检测。现阶段，此监测技术的监测浓度范围为0.02~2mg·L-1，同时，由于海水中的氯化物、有机物等物质，可能会对此技术的监测精度造成影响，因此，在运用此项在线监测技术时，还要增设海水样品预处理设施，以去除干扰物质，提高该技术的应用效果。

图1 硝酸盐氮化学结构图

1.2麝香草酚光度监测技术

此监测技术的核心原理为麝香草酚光度检测原理。曾有研究者做过试验，向海水样品中加入氨基苯磺酸溶液，静置5min后，再向其中分别加入硫酸银酸、麝香草酚乙醇溶液，充分搅拌后静置5min，然后混合入纯水后，以滴入的方式，一边摇晃试管一边加入浓氨水，直至溶液变成黄色且出现沉淀。之后，继续加入蒸馏水，并将所得溶液置于波长415nm处进行吸光度检测，同时，以纯水吸光度检测结果作为参比，通过校正曲线分析，即可得出水样中所含有的硝酸盐氮量。基于此，人们结合信息技术，研发出了麝香草酚光度监测技术这一在线监测技术，并运用专业仪器，来进行自动化的试验操作，同时，结合计算机技术、通信技术，实现校正曲线分析以及分析结果的传输，使工作者可以以远程的方式，查看实时的海水中硝酸盐氮含量数据。

1.3还原监测技术

硝酸盐氮的在线监测中，还原监测技术目前属于国内外运用最为广泛、技术操作最为成熟的消解海水在线监测技术之一。在该技术下，专门的还原监测设备，可以操作还原反应，将目标物质还原成为光度测定、显色操作更加便捷的亚硝酸盐氮，然后通过光度测得目标物质含量，再借助无线通信技术、计算机技术，将所测得的数据传输到控制中心，同时，控制中心也会通过控制器下达指令，来管理现场监测仪器的运行，由此实现在线监测。其中，常用的显色剂为盐酸萘乙二胺等。而常用的还原方法也比较多，包括汞镉还原法、镉还原法等多种还原法。

2正磷酸盐磷在线监测技术分析

2.1光度测定监测技术

一般来说，正磷酸盐磷在线监测技术中，常用的含量检测方法以杂多酸检测法为主，人们通过让正磷酸盐磷与杂多酸进行反应，可以借助杂多酸的选择性，将正磷酸盐磷提取出来，然后进行光度测定，以得出其在消解海水水样中的含量。就目前来看，此技术实施中运用的杂多酸包括，磷钼杂多酸、磷钒钼、磷钼蓝等，但由于不同类型的杂多酸，其所具备的选择性、灵敏性等方面均存在差异，因此，需要根据实际情况，进行此技术的应用，以增强技术应用效果。在此过程中，应当注意，需要定期为现场检测设备，提供充足的杂多酸试剂，并专门设置一个试剂液面高度测量传感器，用于监测试剂消耗情况，以及时填补消耗掉的试剂，保证在线监测系统的稳定运行，提升此在线监测技术的应用水平。此外，在选用试剂时，还要关注试剂的经济性，以控制技术应用成本，增强消解海水监测工作效果。

2.2滴定监测技术

在正磷酸盐溶液中，氮的存在形式、分布系数会随着溶液的酸碱度变化而变化。一般来说，若溶液PH值为4.7，那么承载氮元素的正磷酸盐则为H₂PO^4-，如果溶液PH值为9.7，承载氮元素的正磷酸盐就为HPO₄^2-。而常用，且比较有效的滴定检测法以洗衣粉检测为主，但在此检测法下，若将水样从酸性滴定成PH9.7，洗衣粉中的硼酸盐、硅酸盐就会对检测结果造成干扰，但将水样滴定到PH4.7，就能够避免上述问题，提高检测结果准确性，因此，在现场检测设备构建中，应当按照将水样滴定到PH4.7的操作方法，进行检测，这样可以使现场设备向控制中心传输的结果更加准确，提升此技术的运用效果。在技术运用中，还要注意，由于此检测涉及到的计算任务较多，因此，需合理设计计算程序，尽量简化系统架构，以保证配套在线监测信息系统的运行效果，为海水富营养化程度评估提供可靠依据

^[1]。

2.3离子色谱监测技术

在在线监测技术中，离子色谱检测技术的原理为，运用分离柱所具备的分离不同亲和度阴离子的功能，通过电导检测，检测海水中各物质的阴离子组分电导率，并进行检测结果分析，以获得海水中正磷酸氮的含量信息，完成检测。从目前来看，该技术的适用于正磷酸盐浓度0.05~100mg·L^-1的消解海水监测，其检出限为0.04mg·L^-1，总体上来说，此技术与分光光度技术的性能没有太大的差异，因此，工作者可以根据具体的设备、资金等方面条件，选用此技术，增强此技术的应用效果。此外，还要注意，由于在线监测技术中，现场检测主要由配套的离子色谱检测设备自动完成，因此，设备的性能会直接影响检测结果。为此，工作者应当做好设备的检修、调试工作，以保证此技术的可靠性，为海洋污染治理工作的开展提供良好条件^[2]。

结论：综上所述，增强在线监测技术的落实效果，有助于海水治理工作水平的发展。在海水治理中，运用在线监测技术措施，实时观测海水中的硝酸盐氮、正磷酸盐磷含量，可以帮助人们更准确地实施海水富营养化问题治理措施，从而持续优化海水环境，有效控制海洋污染问题所带来的影响。

参考文献：

[1]李永康,徐琳涛,宁罡 联合循环和海水淡化耦合的梯级余热利用技术[J]. 电站系统工程,2021,37(03):39-41+44.

[2]贾岳清,周昊,殷惠民. 水中总氮测定方法的研究进展[J]. 工业水处理,2020,40(02):1-5.