排水管网监测设备——水质监测设备（二）

6、化学需氧量（COD）传感器

监测水体中有机污染物的浓度，通过化学需氧量（COD）指标可以判断水质的有机污染程度。COD值越高，表示水体中的有机污染物浓度越高。COD传感器类型包括紫外吸收、化学法和电化学法传感器等。

（1）紫外吸收型 COD传感器。该传感器基于水样中特定溶解态有机物对特定波长（254nm）紫外光的吸收特性进行工作。通过测量吸光度并与已知的相关性转换，可以得到COD值。无需试剂、无污染。其适用于不含悬浮颗粒、成分稳定、无色透明的水体。

（2） 化学法COD传感器。利用化学试剂（如高锰酸钾或重铬酸钾）氧化水中的有机物。在一定条件下，水中的有机物被氧化，通过光度计或电极测量氧化剂的消耗量，并换算得到COD值。该方法需要较为复杂的样品预处理步骤，适用于复杂水质的测量，常用于工业废水和生活污水处理。

（3）电化学法COD传感器。基于水中有机物在工作电极表面被氧化时，电极表面会产生电流变化。当工作电极的电位保持恒定时，电流的变化与水质参数呈线性关系。通过计算电流的变化，可以间接测量COD值。该方法优点是检测速度较快，但在高污染或复杂水质的情况下可能会产生误差。此外，该类在线COD仪器在高氯污水（如氯离子浓度在1000-20000mg/L）、强碱污水以及浓度大幅波动的污水自动监测中存在一定的误差。

7、氨氮传感器

氨氮传感器用于检测氨氮浓度，氨氮是水体污染的重要指标之一，通常来自生活污水或工业废水。氨氮传感器类型包括电极法氨氮传感器和化学法氨氮监测等。

（1）电极法氨氮传感器。包括氨气敏电极法和铵离子选择电极法。

A.氨气敏电极为复合电极，以pH玻璃电极为指示电极，银-氯化银电极为参比电极。此电极对置于盛有0.1mol/L 氯化铵内充液的塑料套管中，管端部紧贴指示电极敏感膜处装有疏水半渗透薄膜，使内电解液与外部试液隔开半透膜，与pH 玻璃电极间有一层很薄的膜。当水样中加入强碱溶液将pH 提高到11 以上，使铵盐转化为氨，生成的氨由于扩散作用通过半透膜(水和其他离子则不能通过) ，使氯化铵电解质薄膜层内NH₃+H₂O=NH₄⁺+OH^- 反应向右移动，引起氢氧根离子浓度改变，由pH 玻璃电极测得其变化，在恒定的离子强度下测得的电动势与水样中氨氮浓度的对数呈一定的线性关系，由此可从测得的电位值，确定样品中氨氮的含量。氨气敏电极测定氨氮，操作简单，无须对样品进行预处理，仪器结构简单安全环保，不受水的色度、浊度干扰，但气孔易堵塞，维护工作量大，电极需要经常更换电极膜，电极价格较贵。

B.铵离子选择电极法，通过调节酸碱度，游离氨转化为铵离子，铵离子透过电极表面选择性膜，产生电位差，通过能斯特方程计算铵离子浓度。其易造成腐蚀，维护工作量大，成本低，测量范围大，使用简单，寿命长，适合测量污染源排水，但对一价阳离子选择性较差，抗干扰性能差。一些高端氨氮传感器可能具备多种补偿功能（如温度、pH值、钾离子补偿）、自清洁功能、无线数据传输等功能，这些附加功能会增加传感器的价格。

（2）化学法氨氮传感器。基于水中氨氮与试剂（如纳氏试剂法、水杨酸法等）反应后颜色变化，通过比色法或光度法测定氨氮浓度。纳氏试剂分光光度法 以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，在波长420nm处用分光光度计测量吸光度。水杨酸分光光度法在碱性介质（pH=11.7）和亚硝基铁氰化钠存在下，水中的氨、铵离子与水杨酸盐和次氯酸离子反应生成蓝色络合物，在波长697nm处用分光光度计测量吸光度。其精度较高、抗干扰能力较强，适用于复杂水质的监测。但需要定期补充试剂、维护成本较高，响应速度较慢。

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