地下水中廣泛存在的硝酸鹽污染是德國(guó)乃至全世界飲用水供應(yīng)的一個(gè)主要問(wèn)題，原因之一便是農(nóng)業(yè)密集使用的氮肥。植物不消耗且未在土壤中分解的氮成分，最終以硝酸鹽的形式進(jìn)入地下水，因此，歐盟飲用水中硝酸鹽含量 50 mg/l 的限值越來(lái)越頻繁地被超出。根據(jù)德國(guó)聯(lián)邦環(huán)境署的數(shù)據(jù)，歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)地下水測(cè)量網(wǎng)絡(luò)中，約17%的測(cè)量點(diǎn)硝酸鹽含量 > 50 mg/l。

然而，因缺乏硝酸鹽濃度的高分辨率、實(shí)時(shí)在線測(cè)量系統(tǒng)，人們對(duì)地下水和地表水中硝酸鹽污染的確切動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)知之甚少。通過(guò)常規(guī)的實(shí)地取樣和實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，只能很少或偶然檢測(cè)到大雨等事件后硝酸鹽短期濃度峰值或稀釋效應(yīng)。

但 TriOS 的 NICO 傳感器，作為新型的現(xiàn)代光度計(jì)，可以連續(xù)、實(shí)時(shí)、穩(wěn)定、長(zhǎng)期的以高分辨率的方式記錄地下水測(cè)量點(diǎn)的硝酸鹽濃度，并且只需要非常低的維護(hù)工作。

產(chǎn)品介紹

TriOS NICO 硝酸鹽測(cè)量?jī)x  
NICO傳感器基于使用氙燈和光電二極管的微分光學(xué)測(cè)量，檢測(cè)并分析測(cè)量介質(zhì)中波長(zhǎng)為 212 nm、254 nm 和 360 nm 的吸收率，即可計(jì)算硝酸鹽濃度，精度高且穩(wěn)定。且硝酸鹽傳感器自動(dòng)補(bǔ)償水中的有機(jī)化合物和/或濁度， 因此對(duì)測(cè)量精度影響很小或沒(méi)有影響。
 
維護(hù)和校準(zhǔn): 典型的維護(hù)周期包括每六個(gè)月檢查一次傳感器（根據(jù)實(shí)地水質(zhì)情況可調(diào)整） 和每年檢查一次硝酸鹽傳感器的校準(zhǔn)情況。光學(xué)測(cè)量法可提供高精度和無(wú)漂移的測(cè)量數(shù)據(jù)，并且只需最少的校準(zhǔn)工作。如有必要，可以基于實(shí)驗(yàn)室參考值，對(duì)傳感器進(jìn)行本地“修正/微調(diào)”。由于不消耗試劑或無(wú)需更換老化電極，因此運(yùn)行成本低?？蛇x配自動(dòng)清潔系統(tǒng)，確保測(cè)量窗口沒(méi)有多余的沉積物（如圖 ）。

TriOS NICO 傳感器方案儀
如圖，使用NICO傳感器方案野外長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)地下水硝酸鹽。NICO傳感器能耗低，使用電池組供電即可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，必要可搭配太陽(yáng)能板運(yùn)行。搭配數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和天線，可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下水硝酸鹽動(dòng)態(tài)變化。

地下水硝酸鹽監(jiān)測(cè)實(shí)例  
2019 年開(kāi)始對(duì)圖林根州Barchfeld 附近Werratal 近地表含水層進(jìn)行硝酸鹽污染監(jiān)測(cè)，在測(cè)量點(diǎn) (GWM) 使用 NICO 光學(xué)硝酸鹽傳感器。

近兩年的監(jiān)測(cè)記錄顯示，硝酸鹽濃度始終高于 50 mg/l 的限值，說(shuō)明該區(qū)域地下水持續(xù)處于高污染狀態(tài)，且從中可以看到氮輸入影響的動(dòng)態(tài)變化。例如，硝酸鹽含量線顯示冬季降水事件后出現(xiàn)多個(gè)濃度峰值，有時(shí)甚至升至120 mg/l 以上。這說(shuō)明降雨事件后地下水沒(méi)有發(fā)生稀釋效應(yīng)，硝酸鹽濃度反而迅速增加（圖 4）。分析原因?yàn)?，降雨事件在某些區(qū)域，會(huì)將硝酸鹽由含量較高的淺層地下水區(qū)域“推”到更深的區(qū)域。
NICO 傳感器在 Barchfeld 地表含水層監(jiān)測(cè)硝酸鹽所獲得的高分辨率的數(shù)據(jù)， 被應(yīng)用到 NiMo4.0 項(xiàng)目中.