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技術(shù)文章

純水溶解氧含量和污水溶解氧含量的幾種檢測(cè)方法

更新時(shí)間：2017-05-22

1. 碘量法(GB7489-87)(Iodometric)：碘量法是測(cè)定水中溶解氧的基準(zhǔn)方法(等效于標(biāo)準(zhǔn)ISO 5813-1983)，使用化學(xué)檢測(cè)方法,測(cè)量準(zhǔn)確度高，是zui早用于檢測(cè)溶解氧的方法。其測(cè)量不確定度為0.19mg/L。碘量法適用于水源水，地面水等清潔水。但該法是一種純化學(xué)檢測(cè)方法，耗時(shí)長(zhǎng)，程序繁瑣，無(wú)法滿足在線測(cè)量的要求。同時(shí)易氧化的有機(jī)物，如丹寧酸、腐植酸和木質(zhì)素等會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生干擾?？裳趸牧虻幕衔?，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。當(dāng)含有這類物質(zhì)時(shí)，宜采用電化學(xué)探頭法,包括下面將要介紹的電流測(cè)定法以及電導(dǎo)測(cè)定法等。工作原理：在水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，生成氫氧化錳沉淀。此時(shí)氫氧化錳性質(zhì)極不穩(wěn)定，迅速與水中溶解氧化合生成錳酸錳，加入濃硫酸使已化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)與溶液中所加入的碘化鉀發(fā)生反應(yīng)而析出碘，再以淀粉作指示劑，用硫代硫酸鈉滴定釋放出的碘，來(lái)計(jì)算溶解氧的含量。注意：在沒(méi)有干擾的情況下，此方法適用于各種溶解氧濃度大于0.2mg/L和小于氧的飽和度兩倍(約20mg/L)的水樣。當(dāng)水中可能含有亞硝酸鹽、鐵離子、游離氯時(shí)，可能會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生干擾，此時(shí)應(yīng)采用碘量法的修正法。具體作法是在加硫酸錳和堿性碘化鉀溶液固定水樣的時(shí)候，加入NaN3溶液，或配成堿性碘化鉀-*溶液加于水樣中，F(xiàn)e3+較高時(shí)，加入KF絡(luò)合掩敝。

2、電流測(cè)定法(Clark溶氧電極)

　　當(dāng)需要測(cè)量受污染的地面水和工業(yè)廢水時(shí)必須用修正的碘量法或電流測(cè)定法。電流測(cè)定法根據(jù)分子氧透過(guò)薄膜的擴(kuò)散速率來(lái)測(cè)定水中溶解氧(DO)的含量。溶氧電極的薄膜只能透過(guò)氣體，透過(guò)氣體中的氧氣擴(kuò)散到電解液中，立即在陰極(正極)上發(fā)生還原反應(yīng)，在陽(yáng)極(負(fù)極)，如銀－氯化銀電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的電流與氧氣的濃度成正比，通過(guò)測(cè)定此電流就可以得到溶解氧(DO)的濃度。電流測(cè)定法的測(cè)量速度比碘量法要快，操作簡(jiǎn)便，干擾少(不受水樣色度、濁度及化學(xué)滴定法中干擾物質(zhì)的影響)，而且能夠現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)，但是由于它的透氧膜和電極比較容易老化，當(dāng)水樣中含藻類、硫化物、碳酸鹽、油類等物質(zhì)時(shí)，會(huì)使透氧膜堵塞或損壞，需要注意保護(hù)和及時(shí)更換，又由于它是依靠電極本身在氧的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)來(lái)測(cè)定氧濃度的特性，測(cè)定過(guò)程中需要消耗氧氣，所以在測(cè)量過(guò)程中樣品要不停地?cái)嚢瑁话闼俣纫笾辽贋?.3m/s，且需要定期更換電解液，致使它的測(cè)量精度和響應(yīng)時(shí)間都受到擴(kuò)散因素的限制。前市場(chǎng)上的儀器大多都是屬Clark電極類型，每隔一段時(shí)間要活化，透氧膜也要經(jīng)常更換。張葭冬]對(duì)膜電極的精密度作了研究，用膜電極法測(cè)量溶解氧的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.41mg/L,變異系數(shù)5.37%，碘量法測(cè)量溶解氧的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3mg/L，變異系數(shù)為4.81%。同碘量法做對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，每個(gè)樣品測(cè)定值誤差小于0.21mg/L，相對(duì)誤差不超過(guò)2.77%，兩種方法相對(duì)誤差在－2.52%～2.77%之間。代表產(chǎn)品有JBB-607型便攜式溶氧儀，PC-802和LD-3000工業(yè)溶解氧儀該儀器可實(shí)現(xiàn)智能化測(cè)量，采用極譜法測(cè)量，無(wú)需更換氧膜。具有穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單方便(可單手操作)等優(yōu)點(diǎn).該儀器能以兩種溶解氧含量表示單位指示測(cè)定結(jié)果，即氧濃度(mg／L或ppm)和氧的飽和百分含量(%)，適合各行業(yè)水溶液中氧含量的測(cè)量。

3、電導(dǎo)測(cè)定法：用導(dǎo)電的金屬鉈或其他化合物與水中溶解氧(DO)反應(yīng)生成能導(dǎo)電的鉈離子。通過(guò)測(cè)定水樣中電導(dǎo)率的增量，就能求得溶解氧(DO)的濃度。實(shí)驗(yàn)表明，每增加0.035S/cm的電導(dǎo)率相當(dāng)于1mg/L的溶解氧(DO)。此方法是測(cè)定溶解氧(DO)zui靈敏的方法之一，可連續(xù)監(jiān)測(cè)。陽(yáng)極溶出伏安法：同樣利用金屬鉈與溶解氧(DO)定量反應(yīng)生成亞鉈離子：4Tl+O2+2H2Oà4Tl++4OH-　，然后用溶出法測(cè)定Tl+離子的濃度，從而間接求得溶解氧(DO)的濃度。使用該方法取樣量少，靈敏度高，而且受溫度影響不大。我國(guó)目前對(duì)水質(zhì)檢驗(yàn)的常規(guī)程序是取樣后拿到實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)分析，中間的工作環(huán)節(jié)復(fù)雜，導(dǎo)致檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，不能及時(shí)得到水質(zhì)情況。國(guó)內(nèi)目前一些單位和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)研制出一些小型溶解氧測(cè)量?jī)x，一般都基于電流測(cè)定法，國(guó)內(nèi)對(duì)熒光溶解氧傳感器也有一些研究，技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)外平均水平，但研究實(shí)現(xiàn)商品化的較少。國(guó)外一般采用新型的基于熒光淬滅效應(yīng)的溶解氧測(cè)量?jī)x，測(cè)量，快速，并可以遠(yuǎn)程測(cè)量等。總的來(lái)說(shuō)，目前市場(chǎng)上大多數(shù)商品化溶解氧測(cè)量?jī)x都是基于Clark溶氧電極的，基于熒光淬滅法的光纖溶解氧傳感器較少。為了防止污染物、水體生物的腐蝕、干擾，儀器的抗干擾能力是關(guān)鍵。應(yīng)該從傳感膜的化學(xué)穩(wěn)定性，儀器的防腐蝕性能，電路的工作穩(wěn)定性方面多加以研究。

4、熒光猝滅法.熒光猝滅法的測(cè)定是基于氧分子對(duì)熒光物質(zhì)的猝滅效應(yīng)原理，根據(jù)試樣溶液所發(fā)生的熒光的強(qiáng)度來(lái)測(cè)定試樣溶液中熒光物質(zhì)的含量。通過(guò)利用光纖傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的傳輸，由于光纖傳感器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無(wú)電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高、便于利用現(xiàn)有光通信技術(shù)組成遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)的傳感器能起到擴(kuò)展、提高的作用，在很多情況下能完成傳統(tǒng)的傳感器很難甚至不能完成的任務(wù)，因此非常適合于熒光的傳輸與檢測(cè)。其檢測(cè)原理是根據(jù)Stern-Vlomer的猝滅方程：F0/F=1＋Ksv[Q]，其中F0為無(wú)氧水的熒光強(qiáng)度，F(xiàn)為待檢測(cè)水樣的熒光強(qiáng)度，Ksv為方程常數(shù)，[Q]為溶解氧濃度，根據(jù)實(shí)際測(cè)得的熒光強(qiáng)度F0、F及已知的Ksv，可計(jì)算出溶解氧的濃度[Q]。實(shí)驗(yàn)證明這種檢測(cè)方法克服了碘量法和電流測(cè)定法的不足，具有很好的光化學(xué)穩(wěn)定性、重現(xiàn)性，無(wú)延遲，精度高，壽命長(zhǎng)，可對(duì)水中溶解氧進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。其測(cè)量范圍一般為0～20mg/L,精度一般≤1%，響應(yīng)時(shí)間≤60s。

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