純水和污水中溶解氧含量的幾種檢測方法

　　

　　1.碘量法(GB 7489-87):碘量法是測定水中溶解氧的基準(zhǔn)方法(相當(dāng)于國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5813-1983)。它采用化學(xué)檢測法，測量精度高，是zui長期以來檢測溶解氧的方法。測量不確定度為0.19毫克..碘量法適用于清潔水，如水源水和地表水。但是這種方法是一種純化學(xué)檢測方法，耗時長，程序復(fù)雜，不能滿足在線測量的要求。同時，易氧化的有機(jī)物，如單寧酸、腐殖酸、木質(zhì)素等會干擾測定?？裳趸牧蚧衔铮缌蚧螂?，也會像呼吸系統(tǒng)一樣造成干擾，容易耗氧。當(dāng)含有這類物質(zhì)時，宜采用電化學(xué)探針法，包括下面將要介紹的電流測量法和電導(dǎo)率測量法。工作原理:在水樣中加入硫酸錳和堿性，生成氫氧化錳沉淀。此時氫氧化錳的性質(zhì)極不穩(wěn)定，它迅速與水中的溶解氧結(jié)合生成錳酸鹽。加入濃硫酸使結(jié)合態(tài)溶解氧(以MnMnO3的形式)與溶液中加入的反應(yīng)析出碘，然后以淀粉為指示劑，用滴定釋放出的碘，計算出溶解氧含量。注:無干擾，本方法適用于溶解氧濃度大于0.2mg//u002FL，小于兩倍氧飽和度(約20mg//u002FL)的各種水樣。當(dāng)水中可能含有亞硝酸鹽、鐵離子和游離氯時，可能會干擾測定。此時應(yīng)采用碘量法的校正方法。具體來說，在加入硫酸錳和堿性溶液固定水樣時，加入NaN3溶液，或者在水樣中加入堿性-溶液。當(dāng)Fe3+高時，加入KF進(jìn)行復(fù)合掩蔽。

　　

　　2、電流密度測定法（Clark溶氧電極）

　　

　　當(dāng)需要測量污染的地表水和工業(yè)廢水時，必須使用改進(jìn)的碘量法或安培法。 電流分析法根據(jù)分子氧通過膜的擴(kuò)散速率確定水中溶解氧(DO)的含量。 氧溶解電極的膜只能滲透氣體，將氣體中的氧擴(kuò)散到電解質(zhì)中，并且在陰極(陰極)上立即經(jīng)歷還原反應(yīng)和在陽極(陰極)上例如氯化銀電極上經(jīng)歷氧化反應(yīng)。 產(chǎn)生的電流與氧的濃度成比例，通過測量該電流可以獲得溶解氧(DO)的濃度。 安培法比碘量法快速，操作簡單，干擾?。ú皇芩畼由?、濁度和化學(xué)滴定中干擾物質(zhì)的影響），可在現(xiàn)場自動連續(xù)檢測。 然而，由于透氧膜和電極相對容易老化，當(dāng)水樣中含有藻類、硫化物、碳酸鹽、油等物質(zhì)時，透氧膜可能會堵塞或損壞，需要注意保護(hù)和及時更換。 另外，由于氧是通過電極本身在氧作用下氧化-還原反應(yīng)來測量氧濃度的特性，所以在測量過程中需要氧，因此在測量過程中連續(xù)攪拌樣品，通常速度應(yīng)至少為0.3m/s，電解液應(yīng)定期更換， 使得測量精度和響應(yīng)時間受到擴(kuò)散因素的限制。 以前市場上的大多數(shù)儀器是克拉克電極型的，定期激活，并且透氧膜頻繁更換。 研究了膜電極的精密度,膜電極法測定溶解氧的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.41mg/L,變異系數(shù)為5.37%,碘量法測定溶解氧的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3mg/L,變異系數(shù)為4.81%。 與碘量法比較,各樣品的相對誤差分別小于0.21mg/L和2.77%,相對誤差在2.52%～2.77%之間。 具有代表性的產(chǎn)品有JBB-607便攜式溶解氧計、PC-802型和LD-3000型工業(yè)溶解氧計,該儀器無需更換氧膜,即可實現(xiàn)智能化測量。 該儀器具有穩(wěn)定、可靠、操作方便等優(yōu)點(>可單手操作),可在氧濃度(mg/L或ppm)和氧飽和度百分比(%)兩種溶解氧含量單位上顯示測量結(jié)果。 適用于各種工業(yè)水溶液中氧含量的測定。

　　

　　3.導(dǎo)電方法: 導(dǎo)電離子是由導(dǎo)電或其他化合物與水中溶解氧(DO)反應(yīng)而形成的。測量水樣本的電導(dǎo)率含量可得出溶解氧的濃度。實驗結(jié)果顯示，電導(dǎo)率每增加0.035 s/cm，相當(dāng)于增加1mg/L 溶解氧(DO-rrb-。該方法是溶解氧(DO-RRB-zui)測定的靈敏方法之一，可連續(xù)監(jiān)測。通過與溶解氧(DO)的相同定量反應(yīng)，得到了離子: 4Tl + o2 + 2H2O à4tl + + 4OH-的陽極溶出伏安法。該方法具有樣品量小、靈敏度高、溫度影響小等優(yōu)點。目前，我國水質(zhì)檢驗的常規(guī)程序是取樣和實驗室分析。目前，中國已有一些單位和研究機(jī)構(gòu)開發(fā)了一些小型溶解氧儀表，這些儀表一般采用現(xiàn)有的測量方法。中國也有一些熒光溶解氧傳感器的研究，技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國外的平均水平，但實現(xiàn)商品化的研究較少。國外普遍采用一種新型的基于熒光猝滅效應(yīng)的溶解氧測定儀，能夠快速、遠(yuǎn)距離地測定溶解氧。一般來說，市場上大多數(shù)商業(yè)化的測量設(shè)備都是基于克拉克電極的，而基于熒光猝滅的光纖測量傳感器很少。為了防止污染、水生物腐蝕、干擾，儀器的抗力是關(guān)鍵。應(yīng)研究敏感膜的化學(xué)穩(wěn)定性、儀器的防腐性能和電路的工作穩(wěn)定性。

　　

　　4.熒光猝滅法。熒光猝滅法的測定是基于氧分子對熒光物質(zhì)的猝滅作用原理，根據(jù)樣品溶液中熒光的強(qiáng)弱來測定樣品溶液中熒光物質(zhì)的含量。光信號傳輸是通過光纖傳感器實現(xiàn)的。由于光纖傳感器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高等優(yōu)點，并且易于利用現(xiàn)有的光通信技術(shù)組成遙測網(wǎng)絡(luò)，可以對傳統(tǒng)傳感器進(jìn)行擴(kuò)展和改進(jìn)。在很多情況下，它可以完成傳統(tǒng)傳感器難以甚至不可能完成的任務(wù)，因此非常適合熒光傳輸和檢測。檢測原理基于Stern-Vlomer的猝滅方程:F0//u002FF = 1+Ksv [Q]，其中F0為無氧水的熒光強(qiáng)度，F(xiàn)為待測水樣的熒光強(qiáng)度，Ksv為方程常數(shù)，[Q]為溶解氧濃度。溶解氧濃度[Q]可以根據(jù)實際測量的熒光強(qiáng)度F0和F以及已知的KSV來計算。實驗表明，該檢測方法克服了碘量法和安培法的缺點，具有良好的光化學(xué)穩(wěn)定性、重現(xiàn)性、無延遲、準(zhǔn)確度高、使用壽命長，可實時在線監(jiān)測水中溶解氧。測量范圍一般為0 ~ 20 mg//u002FL，精度一般≤ 1%，響應(yīng)時間≤60s。