總氮是衡量水體富營養(yǎng)化程度和水質(zhì)污染狀況的關(guān)鍵指標(biāo)之一。準(zhǔn)確、快速地測定水體中的總氮含量，對于環(huán)境保護(hù)、水資源管理以及工業(yè)生產(chǎn)控制等方面都具有重要意義。傳統(tǒng)的總氮測定方法通常需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，存在操作復(fù)雜、檢測周期長、無法滿足現(xiàn)場快速檢測需求等局限性。便攜式總氮測定儀的出現(xiàn)，有效解決了這些問題，它能夠在現(xiàn)場快速、準(zhǔn)確地測定水樣中的總氮含量，為相關(guān)決策提供及時(shí)的數(shù)據(jù)支持。

一、便攜式總氮測定儀的工作原理

1、化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法是便攜式總氮測定儀常用的原理之一。其基本過程是利用強(qiáng)氧化劑（如過硫酸鉀）在高溫高壓或堿性條件下將水樣中的各種含氮化合物（包括氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮以及有機(jī)氮等）全部氧化為硝酸鹽氮。然后，通過特定的顯色反應(yīng)使硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為有色化合物，再利用光度法測定該有色化合物的吸光度，根據(jù)吸光度與總氮濃度的線性關(guān)系，計(jì)算出水樣中的總氮含量。

以過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法為例，在高溫高壓的消解罐中，過硫酸鉀在酸性或堿性條件下分解產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的自由基，這些自由基能夠?qū)⑺畼又械暮衔镅趸癁橄跛猁}。消解完成后，加入鹽酸和氨基磺酸等試劑，消除其他干擾物質(zhì)的影響。最后，在220nm和275nm波長處測定溶液的吸光度，通過計(jì)算兩個(gè)波長處的吸光度差值，得到水樣中的總氮濃度。

2、紫外消解-光度法

紫外消解-光度法是另一種常見的便攜式總氮測定原理。該方法利用紫外光的能量直接將水樣中的有機(jī)氮和部分無機(jī)含氮化合物氧化為硝酸鹽。與化學(xué)氧化法相比，紫外消解不需要添加化學(xué)氧化劑，避免了化學(xué)試劑可能帶來的二次污染和干擾。

在紫外消解過程中，水樣被注入到特制的消解池中，紫外燈發(fā)出特定波長的紫外光照射水樣，使水樣中的含氮化合物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，逐步氧化為硝酸鹽。消解完成后，同樣通過顯色反應(yīng)將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為有色化合物，再利用光度計(jì)測定其吸光度，進(jìn)而計(jì)算出總氮含量。這種方法具有操作簡便、消解速度快、無需化學(xué)試劑等優(yōu)點(diǎn)，但可能對一些復(fù)雜水樣的氧化效果不如化學(xué)氧化法徹底。

二、便攜式總氮測定儀的作用

1、環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域

（1）水質(zhì)污染監(jiān)測：便攜式總氮測定儀可用于對河流、湖泊、水庫、海洋等自然水體進(jìn)行定期或不定期的監(jiān)測。通過快速測定水樣中的總氮含量，及時(shí)掌握水體的富營養(yǎng)化程度和污染狀況，為水環(huán)境保護(hù)和治理提供科學(xué)依據(jù)。例如，在監(jiān)測湖泊水質(zhì)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)總氮含量持續(xù)升高，可及時(shí)采取措施控制農(nóng)業(yè)面源污染、工業(yè)廢水排放等，防止水華等富營養(yǎng)化現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）污水處理廠運(yùn)行監(jiān)控：在污水處理廠的進(jìn)水口、出水口以及各個(gè)處理單元，使用便攜式總氮測定儀可以實(shí)時(shí)監(jiān)測總氮的變化情況。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，及時(shí)調(diào)整污水處理工藝的運(yùn)行參數(shù)，確保出水總氮含量符合排放標(biāo)準(zhǔn)，提高污水處理效率和質(zhì)量。

2、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域

（1）化工行業(yè)：化工生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量含有氮化合物的廢水。便攜式總氮測定儀可用于對生產(chǎn)廢水進(jìn)行現(xiàn)場檢測，幫助企業(yè)及時(shí)了解廢水中的總氮含量，以便采取有效的處理措施，避免廢水超標(biāo)排放對環(huán)境造成污染。同時(shí)，在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，也可通過監(jiān)測總氮含量來控制產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）食品和飲料行業(yè)：在食品和飲料生產(chǎn)中，水是重要的原料之一。使用便攜式總氮測定儀對生產(chǎn)用水進(jìn)行檢測，可以確保水質(zhì)符合生產(chǎn)要求，避免因水中總氮含量過高而影響產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。例如，在啤酒生產(chǎn)中，若水質(zhì)中總氮含量異常，可能會(huì)導(dǎo)致啤酒的口感和風(fēng)味發(fā)生變化。

3、科研教育領(lǐng)域

（1）環(huán)境科學(xué)研究：科研人員在進(jìn)行水環(huán)境相關(guān)的研究項(xiàng)目時(shí)，便攜式總氮測定儀可以方便地在野外或?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場檢測，快速獲取大量的總氮數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)有助于研究人員深入了解水體中氮的循環(huán)規(guī)律、污染來源以及生態(tài)效應(yīng)等，為環(huán)境科學(xué)理論的發(fā)展提供實(shí)踐支持。

（2）教學(xué)實(shí)驗(yàn)：在高校和職業(yè)院校的環(huán)境科學(xué)、化學(xué)分析等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)中，便攜式總氮測定儀可作為重要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。學(xué)生通過實(shí)際操作該儀器，可以更好地掌握總氮測定的原理和方法，提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

4、應(yīng)急處理領(lǐng)域

（1）突發(fā)水污染事件：當(dāng)發(fā)生突發(fā)水污染事件時(shí)，如化學(xué)品泄漏、工業(yè)廢水事故排放等，便攜式總氮測定儀能夠迅速響應(yīng)，第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場對受污染水體進(jìn)行檢測。通過快速測定總氮含量，為應(yīng)急處理決策提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)救援人員采取有效的污染控制和治理措施，降低污染對環(huán)境和公眾健康的影響。

（2）自然災(zāi)害后的水質(zhì)評估：在洪水、地震等自然災(zāi)害發(fā)生后，水源可能會(huì)受到嚴(yán)重污染。使用便攜式總氮測定儀對受災(zāi)地區(qū)的水源進(jìn)行檢測，評估水質(zhì)狀況，為保障受災(zāi)群眾的飲用水安全提供技術(shù)支持。

三、結(jié)論

便攜式總氮測定儀以其獨(dú)特的工作原理和廣泛的作用，在環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)、科研教育以及應(yīng)急處理等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的重要作用。它不僅為環(huán)境管理和決策提供了及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，也為保障水環(huán)境安全、推動(dòng)環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。