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1、概念
溶解氧(dissolved oxygen),縮寫為DO,指溶解在水中的分子態(tài)氧,單位為mg/L
水中溶解氧量是水質(zhì)重要指標(biāo)之一,也是水體凈化的重要因素之-,溶解氧高有利于對水體中各類污染物的降解,從而使水體較快得以凈化;反之,溶解氧低,水體中污染物降解較緩慢。
溶解氧的含量與水溫、氧分壓、鹽度、水深深度、水生生物的活動和耗氧有機(jī)物濃度有關(guān)。
水中溶解氧含量受到兩種作用的影響:一種是使DO下降的耗氧作用,包括好氧有機(jī)物降解的耗氧,生物呼吸耗氧;另一種是使DO增加的復(fù)氧作用,主要有空氣中氧的溶解,水生植物的光合作用等。這兩種作用的相互消長,使水中溶解氧含量呈現(xiàn)出時(shí)空變化。
在自然條件下,水在流動時(shí),復(fù)氧過程比較迅速,較易補(bǔ)充水中氧的消耗,使水體中溶解氧保持一定 的水平,反之,在靜水條件下,復(fù)氧過程緩慢,水中含氧得不到及時(shí)補(bǔ)充,處于嫌氣狀態(tài)。
水被有機(jī)物污染后,由于好氧菌作用使其氧化,消耗掉溶解氧。如果得不到空氣中氧的及時(shí)補(bǔ)充,那么水的溶解氧就減少,最終導(dǎo)致水體變質(zhì),溶解氧越少,表明污染程度越嚴(yán)重。溶解氧在評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中作為水體感官指標(biāo)及保護(hù)水生生物生存指標(biāo)。
1.碘量法(GB 7489-87 )
本方法等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5813-1983 (溫克勒Winkler測定法)
原理:將水中溶解氧用錳固氧技術(shù)固定,酸溶解析出I2后,用Na2S2O3滴定。
2.電化學(xué)探頭法(GB 11913-89)
本方法等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5814- 1990
HJ 506-2009 代替GB 11913-89
2009-12 -01實(shí)施
原理:溶解氧電化學(xué)探頭是一個(gè)用選擇性薄膜封閉的小室,室內(nèi)有兩個(gè)金屬電極并充有電解質(zhì)。氧和一定數(shù)量的其他氣體及親液物質(zhì)可透過這層薄膜,但水和可溶性物質(zhì)的離子幾乎不能透過這層膜。將探頭浸入水中進(jìn)行溶解氧的測定時(shí),由于電池作用或外加電壓在兩個(gè)電極間產(chǎn)生電位差,使金屬離子在陽極進(jìn)入溶液,同時(shí)氧氣通過薄膜擴(kuò)散在陰極獲得電子被還原,產(chǎn)生的電流與穿過薄膜和電解質(zhì)層的氧的傳遞速度成正比,即在一定的溫度下該電流與水中氧的分壓(或濃度)成正比。
薄膜對氣體的滲透性受溫度變化的影響較大,要采用數(shù)學(xué)方法對溫度進(jìn)行校正,也可在電路中安裝熱敏元件對溫度變化進(jìn)行自動補(bǔ)償。
若儀器在電路中未安裝壓力傳感器不能對壓力進(jìn)行補(bǔ)償時(shí),儀器僅顯示與氣壓有關(guān)的表觀讀數(shù),當(dāng)測定樣品的氣壓與校準(zhǔn)儀器時(shí)的氣壓不同時(shí),應(yīng)進(jìn)行校正。
若測定海水、港灣水等含鹽量高的水,應(yīng)根據(jù)含鹽量對測量值進(jìn)行修正。
3.熒光法
原理:DO6000Y熒光法溶解氧儀是基于物理學(xué)中特定物質(zhì)對活性熒光的猝熄原理。調(diào)制的綠光照到熒光物質(zhì)上使其激發(fā),并發(fā)出紅光,由于氧分子可以帶走能量(猝熄效應(yīng)),所以激發(fā)紅光的時(shí)間和強(qiáng)度與氧分子的濃度成反比。我們采用了與綠光同步的紅光光源作為參比,測量激發(fā)紅光和參比光之間的相位差,并與內(nèi)部標(biāo)定值比對,從何計(jì)算出氧分子的濃度,并經(jīng)過溫度補(bǔ)償輸出最終值。采用猝熄原理,維護(hù)量小,不消耗氧氣,沒有流速和攪動的要求,不受硫化物等化學(xué)物質(zhì)干擾,分辨率和測量精度高。
4、其他方法
《分光光度法測定水中溶解氧》
《環(huán)境工程》2008年10月第26卷第5期
采用分光光度法間接測定DO,在水樣中加入硫酸錳和甲醛肟溶液,在pH值在10~11的堿性溶液中,二價(jià)錳被氧化為四價(jià)錳,與甲醛肟生成棕色絡(luò)合物,在450nm波長下,測定其吸光度值,建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,間接求的氧含量
1、傳統(tǒng)碘量法最為經(jīng)典,但需消耗化學(xué)試劑,步驟費(fèi)時(shí)。采樣要求高,需現(xiàn)場固定,保存條件嚴(yán)格。
干擾物質(zhì)影響多,易氧化的有機(jī)物如丹寧酸、腐植酸和木質(zhì)素等會對測定產(chǎn)生干擾,可氧化的硫的化合物如硫化物、硫脲也如同易于消耗氧的呼吸系統(tǒng)那樣產(chǎn)生干擾,如亞硝酸鹽濃度不高于15mg/L 時(shí)就不會產(chǎn)生干擾,因?yàn)樗鼈儠患尤氲牡c破壞掉,如存在氧化物質(zhì)或還原物質(zhì),則需預(yù)處理,采用修正后的碘量法。
2、電化學(xué)探頭法是現(xiàn)在用的比較多的方法,具有操作簡單,快捷高效的特點(diǎn),無需配置試劑,可快速測定,現(xiàn)場讀數(shù)。
但當(dāng)水中存在的一些氣體和蒸汽,例如氯、二氧化硫、硫化氫、胺、氨、二氧化碳、溴和碘等物質(zhì),通過膜擴(kuò)散影響被測電流而干擾測定。水樣中的其他物質(zhì)如溶劑、油類、硫化物、碳酸鹽和藻類等物質(zhì)可能堵塞薄膜、引起薄膜損壞和電極腐蝕,影響被測電流而干擾測定。
探頭需要維護(hù),膜和電解質(zhì)屬易耗品,需定期更換。
3、熒光法則彌補(bǔ)了膜法的很多缺陷,不需更換電解液,維護(hù)簡單,測定時(shí)不消耗氧,因此沒有流動速率和攪拌的要求,測定時(shí)不受水中一些氣體和蒸汽,例如氯、二氧化硫、硫化氫、胺、氨、二氧化碳、溴和碘、溶劑、油類、硫化物、碳酸鹽和藻類等物質(zhì),通過膜擴(kuò)散影響被測電流干擾,且傳感器壽命長。
但作為一種新方法,暫時(shí)仍沒有國標(biāo),且相關(guān)資料與研究較少,在實(shí)際使用中出現(xiàn)的問題很多,沒有理論依據(jù),找不到原因,此方法有待研究。目前已知水中濁度和鹽度對其結(jié)果影響較大。
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