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溶解氧的檢測方法

時(shí)間:2021/12/10閱讀:1562
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       溶解氧主要的檢測方法有三種,通過對三種方法的原理、測量精度、時(shí)效性等方面的介紹,分析和比較,論證熒光法LDO測定水中溶解氧快速、精確的特點(diǎn)。

1、溶解氧的基本概念 :

       溶解在水中的空氣中的分子態(tài)氧稱為溶解氧,水中的溶解氧的含量與空氣中氧的分壓、水的溫度都有密切關(guān)系。在自然情況下,空氣中的含氧量變動不大,故水溫是主要的因素,水溫愈低,水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧,通常記作DO,用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。

       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一,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。 

       水中所含溶解氧受兩個(gè)因素的影響:(1)使溶解氧下降的耗氧作用,包括好氧有機(jī)物降解時(shí)對氧的消耗和生物呼吸的消耗;(2)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產(chǎn)生的氧等,這兩種作用使水體中的溶解氧含量呈現(xiàn)出時(shí)空變化特點(diǎn)。 

       水中溶解氧的含量與大氣壓力、水溫及含鹽量等因素有關(guān)。沒有受到耗氧物質(zhì)(一般為有機(jī)物)污染的水體,溶解氧呈飽和狀態(tài),如清潔地表水溶解氧接近飽和。在水體中有機(jī)物含量較多時(shí),其耗氧速度超過氧的補(bǔ)給速度,則水中溶解氧將不斷減少,甚至可接近于零,從而使有機(jī)物在缺氧條件下分解,出現(xiàn)發(fā)酵現(xiàn)象,使水質(zhì)嚴(yán)重惡化。因此,在對水體的質(zhì)量評價(jià)中,把溶解氧作為水質(zhì)污染程度的一項(xiàng)指標(biāo)。 

2、目前在使用的三大檢測方法:

       目前我國的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)有:《水質(zhì) 溶解氧的測定 碘量法》(GB7489-1987)、《水質(zhì) 溶解氧的測定 電化學(xué)探頭法》(HJ506-2009)和美國ASTM 標(biāo)準(zhǔn)(D888-05),前兩種是中國國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法,后一種是美國環(huán)保署認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)方法。 

碘量法測定水中溶解氧的方法原理:

       水中溶解氧的測定,一般用碘量法。在水中加入硫酸錳及堿性碘化鉀溶液,生成氫氧化錳沉淀。由于氫氧化錳性質(zhì)極不穩(wěn)定,迅速與水中溶解氧反應(yīng)生成硫酸錳。15分鐘后加入濃硫酸使棕色沉淀與溶液中所加入的碘化鉀發(fā)生反應(yīng),而析出碘,溶解氧越多,析出的碘也越多,溶液的顏色也就越深。 用移液管取一定量的反應(yīng)完畢的水樣,以淀粉做指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,計(jì)算出水樣中溶解氧的含量。

電極極譜法測定水中溶解氧的方法原理:

       兩極間加恒定電壓,電子由陰極流向陽極,產(chǎn)生擴(kuò)散電流;一定溫度下,擴(kuò)散電流與溶解氧濃度成正比;建立電流與溶解氧濃度的定量關(guān)系;儀器將電流計(jì)讀數(shù)自動轉(zhuǎn)換為溶解氧濃度,并在屏幕上顯示溶解氧值。

熒光法LDO測定水中溶解氧的方法原理:

       調(diào)制的藍(lán)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(猝息效應(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。采用與藍(lán)光同步的紅色光源作為參比,測量激發(fā)紅光與參比光之間的相位差,并于內(nèi)部標(biāo)定值對比,從而計(jì)算出氧分子的濃度,經(jīng)過一些處理,輸出溶解氧。 

       碘量法測定步驟繁雜,不適合現(xiàn)場測定,檢測時(shí)間相對較長。在水藻繁生的水體中,由于光合作用使放氧量增加,可能使水中的氧達(dá)到過飽和狀態(tài),此時(shí)用碘量法測定水中溶解氧比較困難,測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確。 

       電極極譜法測定水中溶解氧步驟簡單快捷,儀器價(jià)格相對較為低廉,屬國家標(biāo)準(zhǔn)方法。但是隨著氧氣的消耗會在膜和電極上產(chǎn)生污垢,形成氧氣梯度會降低反應(yīng)速度。如果半透膜損壞,電解液容易被污染,會造成電池電勢漂移,而漂移會被錯(cuò)誤地顯示為水樣中溶解氧的濃度,因此需定期更換電解液及半透膜。 

       熒光法LDO測定水中溶解氧步驟簡單快捷。相對前兩種方法,熒光法LDO測定水中溶解氧無需標(biāo)定,響應(yīng)時(shí)間快,測量結(jié)果穩(wěn)定,對流量沒有要求,無干擾,減少清洗頻率,維護(hù)量低。但儀器價(jià)格相對較高,不屬于國家標(biāo)準(zhǔn)方法。

 


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