地下水中廣泛存在的硝酸鹽污染是德國乃至全世界飲用水供應(yīng)的一個(gè)主要問題，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 的限值越來越頻繁地被超出。根據(jù)德國聯(lián)邦環(huán)境署的數(shù)據(jù)，歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)地下水測量網(wǎng)絡(luò)中，約17%的測量點(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)在線測量系統(tǒng)，人們對地下水和地表水中硝酸鹽污染的確切動(dòng)態(tài)和趨勢知之甚少。通過常規(guī)的實(shí)地取樣和實(shí)驗(yàn)室測量，只能很少或偶然檢測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、長期的以高分辨率的方式記錄地下水測量點(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 硝酸鹽測量儀  
NICO傳感器基于使用氙燈和光電二極管的微分光學(xué)測量，檢測并分析測量介質(zhì)中波長為 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， 因此對測量精度影響很小或沒有影響。
 
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)測量法可提供高精度和無漂移的測量數(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，對傳感器進(jìn)行本地“修正/微調(diào)”。由于不消耗試劑或無需更換老化電極，因此運(yùn)行成本低?？蛇x配自動(dòng)清潔系統(tǒng)，確保測量窗口沒有多余的沉積物（如圖 ）。

TriOS NICO 傳感器方案儀
如圖，使用NICO傳感器方案野外長期監(jiān)測地下水硝酸鹽。NICO傳感器能耗低，使用電池組供電即可長時(shí)間運(yùn)行，必要可搭配太陽能板運(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)測地下水硝酸鹽動(dòng)態(tài)變化。

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

近兩年的監(jiān)測記錄顯示，硝酸鹽濃度始終高于 50 mg/l 的限值，說明該區(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。這說明降雨事件后地下水沒有發(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)椋涤晔录谀承﹨^(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.