스마트계측기[blog]

질소를 측정해야 하는 이유

암모니아, 아질산염, 질산염의 형태로 존재하는 질소는 식물 및 동물에게 필수적인 영양소입니다. 하지만 과도한 질소는 다양한 경우에서 해로울 수 있습니다. 물체에서 고농도의 질소는 DO(용존산소)의 고갈을 야기할 수 있고, 따라서 수상생물에게 부정적인 영향을 끼치게 됩니다. 암모니아 또는 질산염과 같은 형태의 질소를 과하게 포함한 식수는 공공 보건에 위험을 야기할 수 있습니다. 게다가 식수 공급 시스템에서 질소 농도의 변화는 수질을 구성하는 질산화의 시작을 가리킵니다. 폐수 처리 시 높은 pH와 함께 고농도의 암모니아는 슬러지를 소화하는 미생물에 유독할 수 있습니다.

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암모늄은 무엇일까?

암모늄은 하나의 질소와 네 개의 수소 원자를 포함한 결합체 (NH 4 +) 입니다. 암모니아는 중성 비이온 분자(약 염기)이지만 암모늄은 양전하를 전달하는 이온입니다. 게다가 암모니아는 강한 냄새를 배출하지만, 암모늄은 전혀 냄새가 나지 않습니다.

물속의 암모니아와 암모늄의 비율을 결정하는 주요 요인은 pH입니다. 암모니아의 활동은 용액의 온도와 이온 강도에 영향을 받습니다. 암모니아 입자가 해상 유기물에 해로울 수 있는 반면, 암모늄 이온은 기본적으로 해롭지 않다는 점을 기억하는 것은 중요합니다. 물 산업에서 질소와 결합한 수소의 농도를 아는 것은 중요합니다. 그러므로 암모니아와 암모늄 용어는 교체 가능하게 사용되고, 따라서 NH 3 -N 또는 NH 4 -N 으로 서술되며, 일반적으로 mg/L 또는 PPM으로 표현됩니다.
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암모니아와 암모늄 사이의 관계를 형성하는 화학 공식은 다음과 같습니다: 

NH 3 + H 2O <-> NH 4 + + OH -

pH가 낮으면 평형이 오른쪽으로, pH가 높으면 평형이 왼쪽으로 이동합니다. 일반적으로 pH 6 미만의 대기 온도에서 암모니아와 NH 3의 비율은 매우 낮고 거의 대부분의 암모니아 질소가 NH 4 + 의 형태로 존재합니다. pH 8 정도일 때, NH3의 비율은 10% 또는 그 미만이며, pH가 9보다 살짝 높을 때, 그 비율은 50% 정도입니다. 일단 pH가 11을 초과하면, 용액 내 모든 암모늄 이온은 암모니아 입자 형태로 변환됩니다. 암모니아 수의 활동은 낮은 온도에서 훨씬 적습니다.