关键词溶氧分析仪；工业污水；应用
中图分类号X703文献标识码A文章编号1674-6708（2012）80-0177-02
污水中氧的含量影响到活化泥浆的方法处理污水，通过溶氧分析仪可以找到最适合的净化污水的方法。
1工业污水处理的方法
生物处理法，顾名思义就是依靠微生物的代谢活动来净化污水中有毒有害物质的方法。其原理是：利用活性污泥或者生物膜上的微生物，通过这些微生物的自身代谢活动，将工业废水中的有毒有害的有机物等物质作为代谢的能源物质，最终转化为无毒无害的CO2和水，从而达到净化工业废水的目的。生物处理法主要分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法，其分类标准是根据参与降解的微生物的种类不同分类的。
1.1应用好氧生物进行废水处理的方法
好氧生物处理法是指以好氧微生物为主要参与者，在有充分的游离氧的环境中，有机污染物被好氧微生物降解，从而使污染物变为无毒无害物质的方法。好氧微生物以有机污染物作为主要能源物质，通过好氧代谢将有机污染物降解。好氧生物处理法的应用范围比较广泛，排出的废弃生活用水，含有有机废物的工业用水是其主要处理的对象。比如，处理印染所产生的废水，经好氧生物法处理后可以使COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）、SS（固体悬浮物）、NH3-N、色度的去除率分别达到93.6%、93.9%、90.4%%、68.0%、87.5%。通过这种成熟高效的处理方法，这种方法的技术成熟，运行效果良好，并能使工业废水稳定的达标排放。
1.2应用厌氧生物进行废水处理的方法
厌氧生物处理法是指在缺少氧气的情况下，水中游离氧的含量极低甚至没有游离氧的存在，这时候需要厌氧微生物通过代谢活动来降解有机污染物的方法。在实际应用中，甲醇废水通过两相分段厌氧法处理，在最优的条件下COD的去除率可以达到92.3%。煤化工的废水采用厌氧-好氧-生物脱氨-混凝沉淀的工艺流程处理后，经过调试运行测得COD的去除率可以达到95.7%，氨氮得去除率可以达到87%，处理后的排出水质量经检测可到达规定要求的排出标准。生物处理法具在处理有机污染物方面具有成本低、效率高、出水质量好、污泥的沉降性能好等优点，但生物处理法也有对污水的水质要求很高、运行过程也相对复杂、适用地区限制大等缺点。
2关于溶氧分析仪工作的原理
溶氧含量测定有以下3种方法：
1）化学分析测量和自动比色分析；
2）顺磁法测量；
3）电化学法测量。
溶氧分析仪能够在断电等突况下进行工作，如DOG-2008型溶解氧仪表是一种用于测试和控制溶解氧的精密仪表，一个隐藏在内部的微型计算机可以储存、计算和补偿有关测定溶解氧值的所有参数，比如溶解氧压力特性、盐度特性和探棒的斜率偏差等等。在AC电源切断或者电源线路发生故障时，继续使用该仪表，对校正和设定点的数值的保存的影响不大。
目前，电化学法测量在工业废水处理中的应用比较广泛，其主要针对水中溶氧量的检测。溶于水的氧，水的温度、水表面的总压、分压以及水中溶解的盐类是其溶解度关键因素。大气的压力越高，水溶解氧的能力就越大，亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。
我们以COS4氧量测量传感器为例来了解电化学法测量技术，传感器由阴极（Pt）、带电流的反电极（Ag）和无电流的参比电极（Ag）组成，传感器表面覆盖一层隔离层膜，当电极被浸没在电解质中时，电极和电解质与被测量的液体隔离层膜分开，只有溶解的气体才能渗透隔离层膜。通过这种设计，传感器得到了很好的保护，电解质的溢出现象得到了控制，外来物质被保护隔离层挡在了外边，保证了电解质的干净和无污染，防止被毒化的情况。若施加极化电压于反电极和阴极之间，氧就会通过拆入到电解质中的部件的隔离层膜扩散到电解液中，随后阴极上带有过剩电子的O2就会被还原成氢氧根离子[OH-]。处在阴极的氧分子会输放出4个电子，而在阳极的氯化银分子会在电饱和的情况下接受4个电子中的1个，这样在正负两极发生了电子的流动，故形成了电流：
4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-
一般情况下被测污水的氧分压与形成电流的大小成正比，这种关系体现在机器上就是：由于传感器上的电阻会产生温度，这种温度信号被传感器识别后，将其递呈给变送器。同时，传感器中存有含氧量，氧分压以及它们与温度之间关系等的相关公式，通过公式作出标准曲线，按照标准曲线给出的信息可以获得水中含氧量的信息，这些信息经分析后以标准信号的形式输出。
COS4溶氧传感器在3分钟内即可达到最终测量值的90%，如果想达到最终测量值的99%，仅需要9分钟的时间；最低流速要求为0.5cm/s，也可以放宽。
3溶解氧分析仪在污水处理上的优点
溶氧仪的标准周期一般为3～4个月，周期比较长。而且操作简单，安装方便，适用范围广泛。专一性强，对其他物质敏感度较低。经济、实用，可以监测隔离层膜和电解质的使用情况。使用周期长，一到三年换一次隔离层膜和电解质即可。
4安装和维护溶氧分析仪应注意的事项
安装：溶氧分析仪最好使用原厂的支架，可以很好的调节深度，采用浸入式安装，调节钢绳的长度可以调节仪器传感器的深度，注意保证进入管的密封。
维护：溶解氧的探头应每周用水清洗，动作要轻柔，发现覆膜损坏需要及时更换，电解液受污染也要及时更换；污水中，隔离层膜会在含有H2S、NH3、苯或酚等成份的污水中会损害较大，这种环境下必须经常更换膜头，以保证溶氧分析仪的正常使用。
5结论
本文通过讲解工业污水生物处理法来阐述污水中氧的含量对污水处理的影响来说明溶氧分析仪在工业污水处理上的应用，溶氧分析仪的应用原理，溶氧分析仪的优点以及安装和维护事项。
参考文献
[1]俞宁，李纯茂.高效好氧生物处理印染废水的方法与实践[J].工业水处理，2009，29（5）：87-89.
1.离子化接口
液质联用经历了约30年的发展，直至采用了大气压电离（（API）技术之后，才发展成为可常规应用的重要分离分析方法。液质中最常用有大气压电喷雾电离源（ESI）和大气压化学电离源（APCI），两者同属于大气压电离（API）技术，其离子化过程发生在大气压下，这与气质中采用在真空下电离的技术有本质不同。其中ESI技术应用更为广泛。
2.质量分析器
用于液质联用仪中最常用的有四极杆质谱仪，离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪、四极离子阱质谱仪和四极飞行时间质谱仪等等。迄今为止，四极质谱仪与其它质谱仪相比，仍然是应用最为广泛的。其包括单四极质谱仪和三重四极质谱仪。
单四极质谱仪的主要优点是相对可靠、优良的性价比，适合于定性定量分析。其缺点是质谱谱图分辨率较低。只有在测定成分是纯物质且没有化学背景杂质与之重叠时，才可能测定准确质量。用单四极质谱仪作定量分析采用选择离子监测（SIM），检测限取决于能否将目标化合物与样品中的其它成分（包括背景干扰）加以区别。
单四极质谱仪无法实现MS/MS功能，若需要该功能，以进行化合物结构分析或者选择反应检测（SRM）以提高选择性及定量分析检测限，则要采用三重四极质谱仪（QQQMS或TQMS）。目前，用液质联用仪进行复杂成分的定量分析时，三重四极质谱仍是首选仪器，它具有多种MS/MS功能，除产物离子扫描外，还有前体离子扫描和恒定中性丢失扫描。
二、液质联用仪的应用概况
1.药学领域
将液质联用技术应用于药物及其代谢产物研究是该技术在医药领域中应用最广泛、研究论文报道最多的领域。液相质谱与串联质谱联用显示了独特的优势，代表了药物代谢研究的发展趋势。
从质量分析器的角度看，尽管QQQMS在药物生物转化与代谢产物鉴定上取得显著的贡献，但他的局限性在于四极杆质量分析器没有足够的质量准确度，不能给出母离子和子离子的元素组成，因此，用于结构鉴定有时不够明确。与QQQ相比，离子阱（TRAP）在MS和MS/MS的全扫描功能上更强，而且它的多级质谱测定（MSn）灵敏度较好，并能解释分子裂解过程。现在常常应用此功能进行代谢物鉴定。但是TRAP具有低质量截止点（1/3效应）、碰撞效率低和定量分析性能较差等缺憾，而Q-TRAP不但可以克服这些缺点，而且可以选择母离子扫描和中性丢失扫描等。Q-TRAP用于代谢产物是相对较新的方法，其组成相当于QQQ中的第3个Q用线性离子阱代替，可以得到更丰富的数据。Q-TOF可以精确测定母体药物或代谢产物分子以及由CID产生的碎片离子的准确质量，从而获得其元素的组成，但只有当母离子不受元素组成相同的离子的干扰时，才可能用子离子的准确质量测定去做结构解析。QQQ以及Q-TOF还有一个局限性是产生的CID图谱不能将一级子离子与二级或三级分解子离子区分开来，使图谱解析变得困难。而Q-TRAP可以在质谱分析的每一阶段将母离子隔离并捕获，从而可以确定离子的亲缘关系，使代谢物的CID图谱的解释变得较为容易。
2.食品领域
食品中的化学污染物包括：农药残留、兽药残留、添加剂、加工过程中的污染物、有毒或不洁的包装材料、环境污染物、生物毒素、真菌毒素以及重金属等。对这些污染物的监测能力则是控制食品安全的关键所在。此类分析对样品的制备方法要求较高，并对分析仪器的检测能力要求更为苛刻。
目前，国外LC/MS在农残上的应用以分析苯脲、三嗪、氨基甲酸酯、氯苯氧酸及硝基酚为主。分析仪器主要使用QQQ和Q-IT。定量分析使用SIM。不同的农药分析需要选取不同的检测模式。一般说来，中性及碱性农药，如三嗪、氨基甲酸酯、有机磷、季胺盐农药、苯脲使用正离子（PI）检测，而酸性农药，如苯氧酸、磺酰脲使用负离子（NI）检测。有时两种模式同时使用。
3.代谢组学
代谢组学以生物体液为研究对象，包括尿液、胆汁、血浆、组织提取液、脑脊液、、唾液、膀胱液等，力求分析生物体系中的所有代谢产物，整个分析过程应能尽可能地保留和反映总体代谢产物的信息。
代谢组学要求分析生物体系中所有的代谢产物，单一的分析技术难以满足这一要求。气质联用技术（GC/MS）具有高灵敏度、高重复性、可检库鉴定已知物等特点，其局限性是样品必须气化，且不能分析大分子、难挥发性物质和热不稳定性物质；核磁共振（NMR）对样品无损伤且重复性好，广泛应用于药物工业和病人的尿、血样分析，但其灵敏度不高，不能鉴定混合物；而液质联用技术（LC/MS）是具有高效、快速分离效能的LC与灵敏、准确的MS或MSn的结合，被广泛应用于难挥发性化合物、极性化合物、热不稳定化合物和大分子化合物（包括蛋白质、多肽、多糖、多聚物等）的分析，既可定性，也可定量，是最具前途的代谢组学的研究技术之一。
4.蛋白质组学
80年代后期在有机质谱的发展中出现了历史性的巧合，同期出现了基体辅助激光解析电离飞行时间质谱（MALDI/TOF/MS）和电喷雾电离质谱（ESI/MS），打开了有机质谱分析研究生物大分子的新领域，并很快发展成为能在所有层次上分析研究蛋白质和其它生物分子的生物质谱学。MALDI/TOF/MS的肽质量指纹谱方法（PMF）具有高通量高灵敏度和操作简便等优点，已得到了广泛的应用，但它不适合分析蛋白质的混合物。与之相比HPLC/ESI/MS/MS虽然只有较低的高通量分析，但能取得更好的分析结果，而且适合分析蛋白质混合物和蛋白质复合物。
5.同时液质联用技术还广泛应用于兴奋剂检测、物证鉴定、印染行业有害物质检测、环境污染物分析、临床诊断研究等领域。
[关键词]氨氮在线检测仪；干扰因素；稳定性分析
中图分类号：X853文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）05-0094-01
本文以氨气敏电极A1000氨氮在线监测仪用“氨氮含量低、电导率及碱度高的水源水”监测为例，分析氨氮在线监测仪在使用中存在的干扰因素、稳定性加以介绍和分析。
一、仪表监测原理及主要干扰因素分析
在我国，目前主要有分光光度法、氨气敏电极法两种比较常见的氨氮在线监测仪监测原理。其中，前者与GB7479-1987的监测原理基本相同，均系通过水样中的氨与碘化钾和碘化汞的碱性混合溶液，来进行化学反应，其生成物呈淡红色棕色胶态化，以410～424nm的波长范围之内进行测定。该监测过程中主要的干扰因素为：产生“色度和浊度”的化学物质。在实际应用中，多数氨氮监测仪都是采用氨气敏电极法。
从上述原理图及结合氨气敏电极监测仪实际工作情况，在样品监测液中，加入一定量的NaOH以提高其pH，铵盐转化为氨后，将会自样品液中逸出。其会穿过憎水性气体透过膜，再溶解于浓度为0.1mol/L的NH4Cl电极填充液中。当改变OH-的浓度，观察电极填充液变化，对数据进行处理后可显示出氨氮含量。分析监测原理可知，氨氮监测数据影响因素主要有：“氨的转化、溢出、扩散、改变填充液、pH电极的监测及数据转化”。
一是氨转化过程。监测液中，氨氮存在形式主要有溶解性NH3和NH4+芍郑其二者相对量基本取决于样品液pH值。酸性液中，H+浓度较高，NH3将转化为NH4+。在溶液中，加NaOH和EDTA二钠盐后，加热监测液，可使转化绝大部分铵盐。所以，确定监测液中的pH值，可算出NH3和NH4+之比例。二是氨的溢出过程。该过程会直接随温度及溶解性物质量的改变而变化。三是氨通过膜扩散过程。监测液中，含有表面活性剂类物质时，憎水性气体微孔透过膜的扩散物质包括NH3和部分水分子，这会降低填充液浓度，容易出现监测误差。第四是氨改变填充液过程。第五是pH电极的监测和它的数据转化过程。为获得很好地电极电位斜率并消除参考电位带来的，常以两种已知浓度的标准液体取代样品液，再通过校准电极和记录电位，绘制出ln[NH3]S与E关系直线。
由分析检测仪监测原理可知：影响氨转化、溢出和透过膜的主要干扰因素是被监测液中“离子和溶解性物质含量、表面活性剂类物质及样品液的pH值”等。此外，确保缓冲液中NaOH与EDTA二钠盐的浓度足够高对检测仪器可靠性高稳定强也很重要是稳定监测的前提，因缓冲液既可调节监测液的pH值，还能够掩蔽样品液中的大量离子。需要注意的是，在选用氨气敏电极方法监测含有表面活性剂类物质监测液时，最好进行预处理水样，以此来保障监测效果。
二、仪器仪表选型问题分析
对于氨氮的测量中，正确做好仪器仪表至关重要。在监测仪器选型上，一般要结合氨氮监测的要求、所监测水体可能的氨氮含量和干扰物质三方面来选择。如，监测二级污水工业单位再生水，通常再生水其浊度会较低且很稳定，其特点是：残余表面活性剂类物质相对含量较高，这种特点适合选用原理为分光光度法氨氮监测仪器。该监测仪既能够满足实际监测要求，也对于水样的预处理比较简单。其优点是：维护工作量相对较少，费用低。比较来说，净水工艺中，水质氨氮及表面活性剂类物质二者相对含量很低，对这种情况，可选用无水样预处理功能氨气敏电极的监测仪，其优点是既能节约采购费用和后续维护费用。
三、主要结论探讨
综上所述，对氨氮在线监测仪干扰因素及稳定性有如下结论。
（一）结合该监测仪监测原理与监测过程可知，对检测介质干扰主要因素有：pH值、溶解性物质总量、离子总量和表面活性剂类物质。且稳定监测的前提是缓冲液中足够高的NaOH浓度和EDTA二钠盐。
（二）设备仪器的选型应主要依据监测液中氨氮可能含量和干扰物质种类等因素。对色度和浊度较低且稳定，残余表面活性剂类的物质含量较高的被检物质，宜采用分光光度法检测仪；而在检测“氨氮含量较低，没有表面活性剂类物质或含量较少”的，以氨气敏电极法检测仪为最佳。
（三）为能屏蔽监测液中离子和溶解性物质，避免碱度影响，提高监测的pH值，调整NaOH浓度缓冲液EDTA二钠盐，以监测仪器在正常工作时排出液符合pH≥12和EC≤10μS/cm要求。为保证监测精度，用氨氮监测仪时要选用短取样管，避免阳光暴晒，同时要做好取样管灭菌处理，还应一些简单过滤器。
参考文献
[1]王经顺，李军.氨氮在线自动检测仪的现状与问题[J].干旱环境监测.2010（01）.
