硝酸鹽 (NO 3 - ) 是一種中心氮原子被三個氧原子包圍的離子。它易溶于水，是一種必需的植物營養素，通常用于作物以幫助生長。除了來自農田和草坪的徑流，環境中的硝酸鹽來源還包括廢水處理廠、化糞池系統、糞便儲存區和工業設施的排放物。1硝酸鹽的天然來源，例如腐爛的植物殘骸，也存在。硝酸銨 (NH 4 NO 3 ) 肥料經常施用于作物以幫助生長和提高產量。在許多應用中測量硝酸鹽——地表水、地下水、廢水、水產養殖、食品等——但監測硝酸鹽的原因各不相同。
 
地表水中的硝酸鹽
當過量的營養物質（例如硝酸鹽和磷）沖入水體時，通常會導致有害藻華 (HAB)。這些水華會產生危險的毒素并導致溶解氧下降，從而導致魚類死亡。作為飲用水源的水體中的藻華尤其成問題。 硝酸鹽水
農業徑流造成的伊利湖赤潮。伊利湖是俄亥俄州托萊多等城市的飲用水源。飲用水中的硝酸鹽食用硝酸鹽會導致其他健康問題，尤其是在幼兒中。接觸硝酸鹽含量高的飲用水會導致高鐵血紅蛋白血癥，也稱為“藍嬰綜合癥”。當使用含有過量硝酸鹽的水來制備嬰兒配方奶粉時，通常會出現這種情況。
 
硝酸鹽飲用水
飲用水中的硝酸鹽會導致健康問題，主要是在用于制備嬰兒配方奶粉時。
當嬰兒攝入硝酸鹽時，它會被口腔和胃中的細菌還原為亞硝酸鹽——嬰兒胃的酸性低于成人。亞硝酸鹽與血紅蛋白結合形成高鐵血紅蛋白，這是一種特殊類型的血紅蛋白，不能向細胞釋放氧氣。成人也可能出現高鐵血紅蛋白血癥并出現心率加快、虛弱、惡心，甚至死亡。
 
廢水中的硝酸鹽
除了硝酸鹽，在環境中還可以發現其他化學形式的氮，例如亞硝酸鹽和氨。氮循環描述了它們如何從一種形式轉變為另一種形式。想了解更多關于氮循環的信息嗎？查看 明尼蘇達大學的氮循環概述。廢水處理的目標之一是去除氮以防止接收水體過度富集。氮循環中的過程——特別是硝化和反硝化——在實現這一目標方面發揮著至關重要的作用。
 
硝酸鹽監測
硝酸鹽監測對于廢水處理的過程控制至關重要。IQ SensorNet NitraVis 傳感器顯示在曝氣池中。氨通過稱為硝化的過程轉化為亞硝酸鹽并最終轉化為硝酸鹽。這個過程是在好氧細菌的幫助下發生的——它們需要氧氣才能生存。亞硝酸鹽和硝酸鹽統稱為 (NO x )，通過稱為反硝化的生物反應轉化為氮氣并從廢水中去除。這個過程需要非常低的溶解氧 (DO) 和充足的有機碳供應，因此硝酸鹽和 COD/BOD/DOC 監測對于反硝化過程控制至關重要。水產養殖中的硝酸鹽如前所述，高濃度的硝酸鹽會助長有害藻華，導致魚類死亡。但是，當不存在 HAB 時，水中的硝酸鹽會直接影響水生物種嗎？在一些地表水中，天然硝酸鹽含量相對較低——1 毫克/升或更低。1在這個水平上，硝酸鹽是無害的，但當硝酸鹽濃度過高時，水生物種可能會受到不利的健康影響。
 
保護基金淡水研究所進行的一項研究調查了水產養殖虹鱒長期暴露于適度硝酸鹽氮（75 至 100 毫克/升）水平的影響。結果表明在這些水平的循環水產養殖系統 (RAS) 中存在畸形和顯著的行為變化。
 
電位計：離子選擇電極
與其他離子選擇電極 (ISE) 一樣，硝酸鹽 ISE 傳感器在技術上由兩個不同的電極組成：傳感半電池（即硝酸鹽 ISE）由放置在填充溶液中的銀/氯化銀線電極組成。該內部溶液通過選擇性地與硝酸根離子相互作用的聚合物膜與樣品分離。不對硝酸鹽的存在起反應的參比電極。