水体中的氨氮是指以游离态氨NH3和离子态铵NH4+形式存在的氮。氨氮中的氮元素作为一种营养盐污染物，在水体中含量较高时会引发水体富营养化，导致藻类和微生物的大量繁殖，水中的溶解氧过度消耗，引起水质恶化，最终导致鱼类大量的死亡，甚至出现湖泊的干涸灭亡，最终使得生态系统失衡。目前水体中的氨氮主要有三个来源，一是来源于人和动物的排泄物，生活污水中平均含氮量每人每年可达2．5～4．5公斤;二是来源于雨水径流以及农用化肥的流失;三是来源于化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水的排放。2011年，国家“十二五发展规划”中将氨氮增加为“十二五”减排约束性指标之一，要求在“十二五”期间内，总量比2010年排放量削减10%。

1水质氨氮在线监测仪的分类

据不完全统计，截至2010年底，中国市场上共有30余种水质氨氮在线监测仪，全国安装量约为3000台套，其原理主要有6种，分别是纳氏试剂分光光度法仪器、水杨酸分光光度法仪器、氨气敏电极法仪器、电导法仪器、滴定法仪器以及铵离子选择法仪器。其中最为常见的为纳氏试剂分光光度法、水杨酸分光光度法以及氨气敏电极法的水质氨氮在线监测仪。

1．1纳氏试剂分光光度法仪器

该仪器的设计原理基于GB7479－87中的纳氏试剂分光光度法。该方法依据氨(NH3)与碘化汞和碘化钾的碱性溶液反应生成淡红棕色胶态化合物，在410nm～425nm有强烈吸收，根据朗伯比尔定律可定量水样中的氨。基于纳氏试剂法的水质氨氮在线监测仪，具有较高的环境适用性，可以应用在地表水、地下水和污染源的在线监测中，但由于比色容易受到水样色度和浊度的影响，在高色度、高浊度的应用环境中，则对仪器的预处理模块提出较高要求。同时，由于仪器所用试剂含有剧毒物质碘化汞，对操作者易造成伤害，同时易造成环境的二次污染，因此目前较多的仪器开始转为水杨酸法。

1．2水杨酸分光光度法仪器

该类型仪器的设计原理是基于GB7481－87中的水杨酸分光光度法。在该方法中，水样中的氨氮以铵(NH4+)的形式参与反应，即在亚硝基铁氰化钾的存在性，铵与水杨酸和次氯酸离子反应生成蓝色化合物靛酚蓝，在697nm处产生强烈吸收，根据朗伯比尔定律可定量水样中的铵的含量。水杨酸分光光度法的检出限比纳氏试剂法低，可以达到0．01mg/L，因此该方法的氨氮在线监测仪更适合应用于饮用水、地表水等低浓度水体的监测。但由于测试所需的次氯酸盐溶液保存时间短，因此在在线应用中应重点注意试剂的有效保存问题。

1．3氨气敏电极法仪器

该类型仪器设计的参考方法是美国EPA标准EPA4500－NH3D，调节水样pH值在11～12的强碱性范围内，曝气使水样中的氨氮以氨气(NH3)的形式逐出，氨气透过氨气敏电极的疏水膜引起内充液pH变化，通过电极电位的变化测定氨。氨气敏电极法仪器的优点一是不受水体色度和浊度的影响，无需对水样进行预处理;二是测量范围宽，适于高浓度水样的测定。但电极的寿命和再现性是目前该类型仪器的主要问题。

1．4电导法仪器

该类型仪器在中国市场上并不多见，其采用的基本原理是吹脱－电导，即在碱性条件下，用空气将氨从水样中吹出，气流中的氨被吸收液(稀酸)吸收，引起吸收液的电导变化，电导变化值与吹出的氨量和水样中氨氮含量成正比关系。电导法仪器的优点是试剂用量少，运行成本低，测量结果不受浊度、色度影响。但由于测量灵敏度的问题，每次测量需消耗大量的水样，从而导致仪器维护量加大。

1．5滴定法仪器

该类型仪器的设计基于实验室GB7478－87中规定的分析方法，样品在弱碱的条件下，经加热蒸馏，释放出的氨冷却后被吸收于硼酸溶液中，再用酸标准溶液滴定镏出液中的铵，当电极电位滴定至终点时停止滴定，根据盐酸所消耗的体积，可计算出水中氨氮的含量。滴定法的仪器不适用含有挥发性胺类、尿素等可在相同条件下被蒸馏且与酸反应的物质。

1．6铵离子选择电极法仪器

该原理的仪器中，水样经过酸调节剂，水中的游离氨(NH3)转化铵离子(NH4+)，铵离子通过电极表面的选择性透过膜，产生电位差，通过能斯特方程计算铵离子(NH4+)浓度。铵离子选择电极容易受到水中Na+、K+、H+、Rb+、Li+、Cs+等一价阳离子的干扰，浓度高时可使氨氮测定结果偏高，因此通常会配备钾离子电极补偿电极和温度补偿电极。