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为了测定水中溶解氧(DO)含量 我对比了三种测量方法的优劣!

当前污水处理中的生物处理大多是采用厌氧(缺氧)与好氧相结合的处理工艺,溶解氧在实际的废水生物处理操作中具有举足轻重的作用,这一指标的不合适或波动过大,会迅速导致活性污泥系统受到冲击,进而影响处理效率。因此在实际生化处理工艺中,需严格控制溶解氧的含量。

 

溶解氧的测定,是水环境污染检测的主要手段,因此,开展水中溶解氧的测定分析研究就显得尤为必要。

 

一、溶解氧的含义及影响因素

 

溶解在水中的空气中的分子态氧称为溶解氧,DO是溶解氧(Dissolved Oxygen)的简称,是表征水溶液中氧的浓度的参数,是溶解在水中的游离态氧。

 

溶解氧的单位为mg/L,用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是表征水体自净能力的一个指标。溶解氧高有利于对水体中各类污染物的降解,从而使水体较快得以净化;反之,溶解氧低,水体中污染物降解较缓慢。

 

水中溶解氧含量受到两种作用的影响:一种是使DO下降的耗氧作用,包括好氧有机物降解的耗氧,先进代谢耗氧;另一种是使DO增加的复氧作用,主要有空气中氧的溶解,曝气手段等。这两种作用的相互消长,使水中溶解氧含量呈现出时空变化。

 

影响水中溶解氧的含量的环境因素有水温,氧分压,盐度等因素。

 

1. 水温

 

在氧气分压,含盐量一定时,溶解氧的饱和含量随着水温的升高而降低。低温下溶解氧的饱和含量随温度的变化更加显著。

 

2. 含盐量

 

在水温,氧分压一定时,水的含盐量越高,水中溶解氧的饱和含量越小海水的含盐量比淡水的含盐量高的多,在相同条件下,溶解氧在海水中的饱和含量比在淡水中要低得多。天然淡水水体内含盐量的变化幅度很小,所以含盐量对溶解氧的饱和含量影响不大,可以近似以纯水中的饱和含量计算。

 

3. 氧气的分压

 

在水温含盐量一定时,水中溶解氧的饱和含盐量随着液面上氧气分压的增大而增大。

 

二、水中溶解氧主要检测方法

 

目前我国的检测方法标准有:《水质 溶解氧的测定 碘量法》(GB7489-1987)、《水质 溶解氧的测定 电化学探头法》(HJ506-2009)和美国ASTM 标准(D888-05),前两种是中国国家和行业标准方法,后一种是美国环保署认可标准方法。

 

1.碘量法测定

 

碘量法测定是目前水中溶解氧测定的主要方法之一。主要是在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾,形成氢氧化锰。氢氧化锰的化学特性非常不稳定,能够和水中的溶解氧快速反应,形成硫酸锰。静置15~20分钟之后,加入浓硫酸,促使棕色的沉淀和溶液中加入的碘化钾充分反应,从而逐步析出碘。水中溶解氧越多,则析出的碘也就越多,溶液的颜色也越深。通过高精度移液管取出一定量反应完成之后的水样,然后用淀粉作为指示剂,通过标准溶液进行滴定,就可以获知水中溶解氧的具体含量。

 

2.电极极谱法测定

 

相比于碘量法测定,电极极谱法测定更加先进。主要机理是在两极之间加上恒定电压,促进电子从阴极流向阳极,从而形成一定的量的扩散电流。通过测量扩散电流就能获知水中溶解氧的含量,因为一定温度下,水样中的扩散电流和水中溶解氧浓度成正比,通过定量分析,利用仪器就能读出水样中溶解氧的具体数值。

 

3.荧光法测定

 

荧光法测定的主要机理是利用荧光物质的猝灭作用,降低荧光物质中的荧光强度和缩短荧光维持的寿命,从而获知水中溶解氧的含量。水中溶解氧的含量越多,荧光的寿命也就越短。将调制好的蓝光,照射到荧光物质上,可发出相应的红光。水中溶解氧可带走荧光能量,因此,红光持续的时间和强度和溶解氧的浓度成反比,通过测量红光和参比光之间的相位差,就能获知水中的溶解氧的含量。

 

三、三种测量方法的性能比较

 

通过上述分析可知,水中溶解氧的测定的三种方法各有特色,其中碘量法测定的工序比较多,更适合在专业的实验室进行。如果水体中水藻等植物比较多,在光合作用下会释放出一定的氧气,促使水中的溶解氧达到饱和状态。在此种状态下,采用碘量法测量,溶解氧的测定误差较大。电极极谱法测定的步骤比较少,使用的仪器设备价格比较低,是目前应用比较标准的水中溶解氧测定方法。荧光法测定是目前的水中溶解氧测定时最简单便捷的方法,和碘量法和电极极谱法相比,荧光法测定时无须特意标定水中的溶解氧,而测定速度比较快,整个测量过程比较稳定,测量结果精度较高,而且对流量也没有严格要求,受到外界因素的干扰比较小,可降低清洗频率,维护成本比较低,但价格相对比较高。

 

文章来源:环保工程师

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