關(guān)于水質(zhì)表征的重要參數,除了pH、電導率外,溶解氧是我們經(jīng)常會(huì )聽(tīng)到的一個(gè)詞匯。那么,什么是溶解氧呢?
溶解氧(DO)指的是溶解于水中的氧的含量,以每升水中氧氣的毫克數來(lái)表示,以分子狀態(tài)存在于水中。溶解氧含量是水質(zhì)的重要指標之一,也是水體凈化的重要因素之一。測量溶解氧是繼測量 pH、電導率之后常用的一種水質(zhì)監測方法,也是衡量水質(zhì)好壞的重要指標。在水質(zhì)監測中,溶解氧常用的有兩種計量方式:一種是用濃度來(lái)計量,也就是單位體積水中氧氣的質(zhì)量,也是應用的普遍的計量方式,常見(jiàn)單位是mg/L; 另一種表示溶氧含量的方法是溶解氧飽和度,即所測水樣溶解氧濃度占當前條件(溫度、大氣壓、氧分壓等)下的水體溶解氧飽和濃度的百分比,用公式表示即為
需要測定溶解氧的場(chǎng)所:
污水處理領(lǐng)域:監測水處理過(guò)程中溶解氧的濃度,提高水處理效率;
工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域:監測生產(chǎn)過(guò)程溶解氧的含量,確保生產(chǎn)過(guò)程正常進(jìn)行;
環(huán)境監測領(lǐng)域:監測環(huán)境中溶解氧濃度,及時(shí)處理污染環(huán)境的行為及事件;
水產(chǎn)養殖領(lǐng)域:對水體溶解氧的監測,滿(mǎn)足水產(chǎn)生長(cháng)對溶解氧的需求。
溶解氧測量方法
1、碘量法測定
碘量法測定是目前水中溶解氧測定的主要方法之一。
主要是在水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀,形成氫氧化錳。氫氧化錳的化學(xué)特性非常不穩定,能夠和水中的溶解氧快速反應,形成硫酸錳。
靜置15~20分鐘之后,加入濃硫酸,促使棕色的沉淀和溶液中加入的碘化鉀充分反應,從而逐步析出碘。水中溶解氧越多,則析出的碘也就越多,溶液的顏色也越深。通過(guò)高精度移液管取出一定量反應完成之后的水樣,然后用淀粉作為指示劑,通過(guò)標準溶液進(jìn)行滴定,就可以獲知水中溶解氧的具體含量。
2、電極極譜法測定
極譜法溶解氧測量原理:極譜法傳感器包括一個(gè)銀質(zhì)的陽(yáng)極和在底部呈環(huán)形的金質(zhì)的陰極,一個(gè)薄的半透過(guò)性膜,在傳感器上展開(kāi),可以將電極和外部隔離的同時(shí)允許氣體進(jìn)入。在操作時(shí)傳感器的底部會(huì )充滿(mǎn)含少量的表面活性劑電解液以提高濕潤效果。當極譜法傳感器的電極上施加了極化電壓,氧氣會(huì )穿透膜在陰極上發(fā)生反應并產(chǎn)生了電流。流過(guò)電極的電流和氧成正比,在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線(xiàn)性關(guān)系。
相比于碘量法測定,電極極譜法測定更加先進(jìn)。
主要機理是在兩極之間加上恒定電壓,促進(jìn)電子從陰極流向陽(yáng)極,從而形成一定的量的擴散電流。通過(guò)測量擴散電流就能獲知水中溶解氧的含量,因為一定溫度下,水樣中的擴散電流和水中溶解氧濃度成正比,通過(guò)定量分析,利用儀器就能讀出水樣中溶解氧的具體數值。
3、熒光法測定
熒光法溶解氧測定儀原理:熒光法溶解氧測量?jì)x基于熒光猝熄原理。藍光照射到熒光物質(zhì)上使熒光物質(zhì)激發(fā)并發(fā)出紅光,由于氧分子可以帶走能量(猝熄效應),所以激發(fā)的紅光的時(shí)間和強度與氧分子的濃度成反比。熒光法測定的主要機理是利用熒光物質(zhì)的猝滅作用,降低熒光物質(zhì)中的熒光強度和縮短熒光維持的壽命,從而獲知水中溶解氧的含量。
水中溶解氧的含量越多,熒光的壽命也就越短。將調制好的藍光,照射到熒光物質(zhì)上,可發(fā)出相應的紅光。水中溶解氧可帶走熒光能量,因此,紅光持續的時(shí)間和強度和溶解氧的濃度成反比,通過(guò)測量紅光和參比光之間的相位差,就能獲知水中的溶解氧的含量。
水中溶解氧的測定的三種方法各有特色,其中碘量法測定的工序比較多,更適合在專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗室進(jìn)行。如果水體中水藻等植物比較多,在光合作用下會(huì )釋放出一定的氧氣,促使水中的溶解氧達到飽和狀態(tài)。在此種狀態(tài)下,采用碘量法測量,溶解氧的測定誤差較大。
電極極譜法測定的步驟比較少,使用的儀器設備價(jià)格比較低,是目前應用比較標準的水中溶解氧測定方法。
熒光法測定是目前的水中溶解氧測定時(shí)簡(jiǎn)單便捷的方法,和碘量法和電極極譜法相比,熒光法測定時(shí)無(wú)須特意標定水中的溶解氧,而測定速度比較快,整個(gè)測量過(guò)程比較穩定,測量結果精度較高,而且對流量也沒(méi)有嚴格要求,受到外界因素的干擾比較小,可降低清洗頻率,維護成本比較低,但價(jià)格相對比較高。
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