第3章 溶解氧
溶解氧概述
溶解氧概述溶解氧是指在水中溶解的氧气分子。
它是水体生物呼吸和许多生态过程中不可或缺的重要因素。
溶解氧的浓度对水的质量有重要影响，并且直接影响水体中的生物物种和生态系统的健康。
本文将对溶解氧的原理、测定方法以及影响因素进行详细介绍。
1.原理：溶解氧是氧气分子在水体中的溶解过程。
氧气分子从气体相转移到水相中的溶解过程是一个物理过程，遵循亨利定律。
亨利定律描述了气体在液体中的溶解程度与气体的分压成正比的关系。
也就是说，当气体的分压增加时，溶解度也会增加。
同时，在溶解过程中，氧气分子会与水分子发生一系列的物理化学反应，包括吸附、扩散和解离等。
这些反应直接影响溶解氧在水体中的浓度和稳定性。
2.测定方法：测定水体中溶解氧的浓度是水质监测和生态研究的重要内容之一、常用的测定方法包括氧电极法、化学法和光学法等。
-氧电极法是最常用的测定溶解氧的方法之一、它基于溶解氧分子与电极表面之间的电化学反应。
通过测量电极上所生成的电信号，可以间接推断出溶解氧的浓度。
-化学法是一种直接测定溶解氧浓度的方法。
这种方法利用一系列的化学反应，将溶解氧分子与特定的试剂反应生成可测量的物质。
通过测量物质生成的浓度，可以确定溶解氧的浓度。
-光学法是一种通过分析溶解氧分子对特定光源的吸收和散射来测定溶解氧浓度的方法。
这种方法利用溶解氧分子对特定波长的光产生吸收和散射的特性，通过测量光的强度变化来推测溶解氧的浓度。
以上三种方法各有优缺点，选择适合的方法取决于具体的应用需求和实验条件。
3.影响因素：水体中溶解氧的浓度受多个因素的影响，包括温度、气压、盐度、水流速度、光照强度、生物活动和水体污染等。
-温度是影响溶解氧浓度的最重要因素。
一般情况下，随着温度的升高，溶解氧浓度会降低。
这是因为温度升高会促进气体的解离和分子的运动，从而减少氧气分子在水中的溶解度。
-气压也会影响溶解氧浓度。
随着气压的升高，氧气分子在水中的溶解度也会增加。
这是因为气压的增加会增加气体在溶液中的分压，进而促使氧气分子溶解到水中。
溶氧
溶解氧（Dissolved Oxygen）是指溶解于水中分子状态的氧，即水中的O2，用DO表示。
溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。
溶解氧的一个来源是水中溶解氧未饱和时，大气中的氧气向水体渗入；另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。
溶解氧随着温度、气压、盐分的变化而变化，一般说来，温度越高，溶解的盐分越大，水中的溶解氧越低；气压越高，水中的溶解氧越高。
溶解氧除了被通常水中硫化物、亚硝酸根、亚铁离子等还原性物质所消耗外，也被水中微生物的呼吸作用以及水中有机物质被好氧微生物的氧化分解所消耗。
所以说溶解氧是水体的资本，是水体自净能力的表示。
天然水中溶解氧近于饱和值（9ppm），藻类繁殖旺盛时，溶解氧含量下降。
水体受有机物及还原性物质污染可使溶解氧降低，对于水产养殖业来说，水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响，当溶解氧低于4mg/L时，就会引起鱼类窒息死亡，对于人类来说，健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。
当溶解氧（DO）消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时，溶解氧的含量可趋近于0，此时厌氧菌得以繁殖，使水体恶化，所以溶解氧大小能够反映出水体受到的污染，特别是有机物污染的程度，它是水体污染程度的重要指标，也是衡量水质的综合指标[2]。
因此，水体溶解氧含量的测量，对于环境监测以及水产养殖业的发展都具有重要意义。
1．水体溶解氧的各种检测方法及原理1.1 碘量法（GB7489-87）（Iodometric）碘量法（等效于国际标准ISO 5813-1983）是测定水中溶解氧的基准方法，使用化学检测方法,测量准确度高，是最早用于检测溶解氧的方法。
其原理是在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，生成氢氧化锰沉淀。
此时氢氧化锰性质极不稳定，迅速与水中溶解氧化合生成锰酸锰：4MnSO4+8NaOH = 4Mn(OH)2↓+4Na2SO4 (1)2Mn(OH)2＋O2 = 2H2MnO3↓ (2)2H2MnO3+2Mn(OH)3 = 2MnMnO3↓+4H2O (3)加入浓硫酸使已化合的溶解氧（以MnMnO3的形式存在）与溶液中所加入的碘化钾发生反应而析出碘：4KI+2H2SO4 = 4HI+2K2SO4 (4)2MnMnO3+4H2SO4+HI = 4MnSO4+2I2+6H2O (5)再以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定释放出的碘，来计算溶解氧的含量[3]，化学方程式为：2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+4NaI (6)设V为Na2S2O3溶液的用量（mL）,M为Na2S2O3的浓度（mol/L）,a为滴定时所取水样体积（mL），DO可按下式计算[2]：DO（mol/L）＝(7)在没有干扰的情况下，此方法适用于各种溶解氧浓度大于0.2mg/L和小于氧的饱和度两倍（约20mg/L）的水样。
溶解氧-溶解氧的分布变化规律
溶解氧对生物的影响
溶解氧是水生生物生存的必要条件，缺乏溶解氧 会使水生生物窒息死亡。
溶解氧浓度过低会导致水生生物生长缓慢、繁殖 力下降，甚至出现畸形和突变。
溶解氧浓度过高也可能对水生生物造成毒害，影 响其正常生理功能。
PART 02
溶解氧的分布
REPORTING
WENKU DESIGN
自然环境中的溶解氧分布
PART 03
溶解氧的变化规律
REPORTING
WENKU DESIGN
季节性变化规律
01
02
03
04
春季
随着气温升高，水体中溶解氧 逐渐升高。
夏季
气温达到最高，水体中溶解氧 达到峰值。
秋季
气温逐渐降低，水体中溶解氧 开始下降。
冬季
气温最低，水体中溶解氧达到 最低值。
日变化规律
上午
随着太阳升起，水体中溶解氧逐渐升高。
溶解氧的浓度通常以每升水 中的毫克数表示，单位为
mg/L。
溶解氧是水生生物生存的重要 条件，也是衡量水质的重要指
标之一。
溶解氧的来源与消耗
01
溶解氧主要来源于大气中的氧气溶入水中，此外还有少部分 来源于水生植物的光合作用。
02
水生生物呼吸作用和有机物分解是溶解氧消耗的主要途径。
03
温度、气压、光照等因素都会影响溶解氧的溶解度和消耗速 度。
空气中的溶解氧
空气中的氧气通过气体交换进入水体，是水体中 溶解氧的主要来源。
水生植物的影响
水生植物通过光合作用产生氧气，并释放到水体 中，影响溶解氧的分布。
气候因素
气温、降水等气候因素影响水体中溶解氧的含量 和分布。
不同水体中的溶解氧含量
什么是溶解氧
什么是溶解氧溶解在水中的分子态氧称为溶解氧，通常记作DO。
用每升水里氧气的毫克数表示。
溶解氧量受水温、气压和溶质（如盐分）的影响，随水温升高而减少，与大气中氧分压成比例增加。
水中的溶解氧虽然不是污染物质，但它是衡量水体自净能力的一个指标。
溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。
在一条流动的河水中，取不同地段的水样来测定溶解氧。
可以帮助了解该水体在不同地点所进行的自净作用情况。
在废水生化处理过程中，溶解氧也是一项重要控制指标。
水体中的生物与好氧微生物，它们所赖以生存的氧气就是溶解氧。
不同的微生物对溶解氧的要求是不一样的。
好氧微生物需要供给充足的溶解氧，一般来说，溶解氧应维持在3mg/L为宜，最低不应低于2mg/L；兼氧微生物要求溶解氧的范围在0.2-2.0mg/L之间；而厌氧微生物要求溶解氧的范围在0.2mg/L以下。
水产养殖的要注意！多大的溶解氧决定有多大的产量，充足的溶解氧是减少病害的重要因素之一，只有高溶解氧的情况下养殖动物才能健康、快速生长。
俗话说养鱼先养水，而养水的根本目的就是为养殖动物提供充足的持续稳定的溶氧环境，“足氧”是养殖成功的关键因素。
水中溶解氧的来源①、浮游植物的光合作用、大气溶入②、增氧机（机械增氧）③、增氧剂，如过氧化钙、过氧化氢等（化学增氧）④、换水，高氧新水注入池塘光合作用是白天主要的氧气来源；增氧机和大气溶入是晚上主要的氧气来源，水中的氧气90%以上都是由水中浮游植物产生，只有调好水，保持水的适度肥度和活力才能保证水中有充足的氧气，才能养好水里物。
养殖用水的溶解氧在一天24小时中，氧气含量必须有6个小时以上的时间大于5mg/L，任何时间不得低于3.5mg/L，溶氧应持续稳定，这些无法用肉眼去看到，云传物联一款智能型溶解氧传感器，可以直接感知监测水里的营养化，智能型溶解氧传感器采用RS485通讯接口和标准Mo d b u s协议。
采用荧光法检测原理无需更换溶氧膜和电解液，极化时间短，响应时间快，测量几乎不受污垢和流速影响。
溶解氧概述
溶解氧概述溶解氧是指在水中溶解的氧气分子。
原理：溶解氧的溶解过程是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
氧气在水中的溶解过程主要遵循亨利定律，即溶解度与氧分压的乘积成正比。
溶解氧分子与水分子之间通过弱的范德华力相互作用而溶解。
另外，氧气也可与水分子形成氢键，进一步增加溶解度。
测定：一般来说，溶解氧的测定可以采用电化学法和光学法。
电化学法主要是通过电极来测定溶解氧的浓度。
目前常用的电极有膜电极和极谱法。
膜电极是将氧分子分离出来在电极表面进行反应，通过测量电流或电势变化来确定溶解氧浓度。
极谱法是通过对溶解氧电还原的电流进行测定来间接获得溶解氧浓度。
光学法通常是利用光电二极管或其他光学传感器测量水中氧气对特定波长的吸光度，进而确定溶解氧浓度。
这种方法具有操作简便、测量精度高、响应速度快等优点。
影响因素：溶解氧的浓度受到许多因素的影响，如温度、压力、溶液的化学成分和生物活动等。
以下是对一些常见因素的介绍：1.温度：溶解氧随着温度的升高而减少。
这是因为高温会降低溶解氧分子与水分子之间的范德华力作用和氢键作用，使氧气的溶解度下降。
2.压力：溶解氧的溶解度与氧分压的乘积成正比。
当氧分压增加时，溶解氧的浓度也会增加。
这是鱼类在高海拔地区适应的原因之一3.化学成分：溶解氧的溶解度还与溶液中其他物质的存在有关。
例如，盐度增加会减少溶解氧的浓度；有机物质的存在也会影响溶解氧的溶解度。
4.生物活动：水中的生物活动也会影响溶解氧的浓度。
植物通过光合作用产生氧气，而动物通过呼吸消耗氧气。
因此，水中的植物和动物的存在会对溶解氧的浓度产生影响。
总之，溶解氧在水环境中起着重要的作用，对水生生物的生存和繁衍具有重要的影响。
了解溶解氧的原理、测定方法和影响因素，可以帮助我们更好地了解水质状况，并采取相应的措施来保护和改善水环境。
自然水体溶解氧_概述及解释说明
自然水体溶解氧概述及解释说明1. 引言1.1 概述自然水体溶解氧是指水中所含的氧气分子。
溶解氧在自然水体中起着非常重要的作用，它是水中生物生存和繁衍的关键因素。
溶解氧含量的增加或减少直接影响着水体中生物的数量和种类，以及其生长和代谢过程。
因此，深入了解自然水体中溶解氧的概念、重要性以及影响其含量的因素对于环境保护和生态平衡维持具有积极意义。
1.2 文章结构本文将按照以下顺序介绍自然水体溶解氧的相关内容：首先，我们将阐述自然水体溶解氧的概念和定义，包括它在水体中所扮演的角色以及对生物生存发展起到的关键作用。
接下来，我们将分析影响自然水体溶解氧含量的各种因素，并详细介绍化学、电化学和生物学等不同方法来测量和监测溶解氧。
随后，我们会深入探讨在不同因素条件下自然水体中溶解氧的变化规律以及各个因素对其影响的机制。
最后，我们将总结本文的主要观点和发现，并提出未来研究方向的建议和展望。
1.3 目的本文旨在全面阐述自然水体溶解氧的概念、重要性以及影响其含量的因素，并介绍不同方法来测量和监测溶解氧。
通过对自然水体中溶解氧变化规律与影响因素的分析，我们将更好地理解溶解氧在水环境中的作用，并为未来相关研究提供指导和参考。
2. 自然水体溶解氧概述:2.1 溶解氧的定义:溶解氧是指在水中以分子形式存在的氧气。
它是自然水体中的一种重要物质，在维持水生生物生命活动和保持水体生态系统平衡方面起着关键作用。
2.2 溶解氧的重要性:溶解氧对水中的生物多样性和健康至关重要。
各种水生生物，包括鱼类、浮游植物和无脊椎动物等，需要溶解在水中的氧气进行呼吸过程。
如果水体中缺乏足够的溶解氧，这些生物将会受到严重影响甚至死亡。
此外，溶解氧还参与了许多重要的化学和生化反应过程，如有机物降解和营养元素再循环等。
2.3 影响溶解氧含量的因素:自然水体中的溶解氧含量受到多种因素的影响。
以下是其中几个主要因素：- 温度: 溶解氧在冷水中更容易被溶解，而在温暖水体中则较难被保持。
第三章海水中的溶解气体介绍
海水中的溶解气体
内 容
引言 大气的气体组成 气体的溶解度 海-气界面气体交换 海洋中的非活性气体 溶解氧 微量活性气体
引 言
气体参与了海洋生物地球化学循环的方方面面
海洋有机物的生物地球化学循环在很大程度上受控于光合 作用与代谢作用之间的平衡。 除生物光合作用现场产生O2外，大气中O2的溶解也会向 海洋表层水提供O2。表层水溶解O2能力的强弱对于深海 中的生命具有重要的影响。 CO2等气体会通过海面进行海—气交换，海洋吸收CO2的 能力将直接影响全球气候，而另外一些气体在海—气界面 的交换将有可能影响臭氧层。 了解这些气体组分的循环对于阐明地球环境变化机制具有 重要意义。
臭氧
既有用又有害，它不仅发射长波辐射充当一种“ 温室”气体，而且截获和吸收太阳的紫外辐射。 紫外辐射中具有显著生物效应的成分被分为三部 分： 315-400 nm UVA（长波紫外线） 280-315 nm UVB（中波紫外线） 100-280 nm UVC（短波紫外线） O3吸收的紫外线波峰在250-350 nm，它与大气颗 粒和云一起将有害的UVB辐射降低至不危害地表生 物的水平。
二氧化碳
CO2是人类排放的“温室”气体的代表，其对人为 “温室”效应的贡献约占64%。 工业革命前，大气中的CO2含量为280ppm，现在大 气中的含量已达到约370ppm。 大气中CO2的人为来源主要包括：森林砍伐（贡献 约3.5%）、其他的土地利用变化（贡献约19.1%）、 煤炭燃烧（贡献约31%）、石油燃烧（贡献约31.4% ）、天然气燃烧（贡献约12.9%）以及化学品制造（ 贡献约2%）。
大气的气体组成
大气层的结构
火箭，人造卫星 所在高度
臭氧层在平流层 飞机飞行高度
溶解氧总结
溶解氧总结溶解氧及其浓度测量一，溶解氧的概述溶氧（do)就是溶解氧（dissolvedoxygen）的缩写，就是表观水溶液中氧的浓度的参数，是溶解在水中的分子太氧气。
溶解氧的单位为mg/l,用每贴水里氧气的毫克数则表示。
水中溶解氧的多少就是表观水体中氧能力的一个指标。
溶解氧低有助于对水体中各类污染物的水解，从而并使水体较慢以求净化；反之，溶解氧高，水体中污染物水解较缓慢。
二，影响溶解氧的因素水中溶解氧含量受两种促进作用的影响：一种就是并使do上升的耗氧促进作用，包含不好氧有机物水解的耗氧，生物体温耗氧；另一种就是并使do减少的复氧促进作用，主要存有空气中氧的熔化，水生植物的光合作用等。
这两种促进作用的相互消长，并使水中溶解氧含量呈现时空变化。
在自然条件下，水在流动时，复氧过程比较迅速，较易补充水中氧的消耗，使水体中溶解氧保持一定的水平，反之，在静水条件下，复氧过程缓慢，水中含氧得不到及时补充，处于嫌气状态。
当工业废水和生活污水随身携带大量有机物质步入水体时，水体鸟苷轻微，这时即使在流动的河水中，由于复氧过程填补没法这样大幅度的鸟苷，也可以发生溶解氧快速上升，导致鱼类和需氧生物丧生及水质转差。
水体受有机物及还原物质污染,可使溶解氧降低。
天然水体中do的含量，除与水体中的生物数量和有机物的数量有关外，还与水温和水层有关。
在正常情况下地表水中溶解氧量为5-10mg/l，在有风浪时，海水中溶解氧可达14mg/l，在水藻繁生的水体中，由于光合作用使放氧量增加，也可能使水中的氧达到过饱和状态，地下水中一般溶解氧较少，深层水中甚至完全无氧。
水中溶解氧的含量与水温，氧分压，盐度，水深深度，水生生物的活动和耗氧有机物浓度等因素有关。
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。
含盐量：在水温，氧分压一定时，水的含盐量越高，水中溶解氧的饱和状态含量越大海水的含盐量比淡水的含盐量低的多，在相同条件下，溶解氧在海水中的饱和状态含量比在淡水中要高得多。
溶解氧_精品文档
溶解氧1. 引言溶解氧是指在水中溶解的氧气分子。
它是水中生物生存和生态系统健康的重要因素之一。
溶解氧的含量受到多种因素的影响，如气温、水温、水深、流速、水体植被覆盖情况等。
本文将探讨溶解氧在自然水体中的来源，其对水生生物的影响以及如何增加溶解氧的方法等内容。
2. 溶解氧的来源溶解氧的主要来源是大气中的氧气通过气液交换进入水体。
氧气在水体表面与大气中的氮气、二氧化碳等气体发生交换，并在水体中形成氧气饱和度的差异。
此外，水体中的植物通过光合作用产生氧气，并可通过水的流动将氧气输送到其他区域。
此外，一些微生物还可以通过代谢作用产生氧气。
3. 溶解氧的影响因素溶解氧的含量受到多种因素的影响。
首先是气温和水温。
一般来说，水温越高，溶解氧的含量越低。
这是因为在高温下，水分子的运动速度加快，导致氧气分子与水分子之间的气液交换速率增加，溶解氧的含量降低。
其次是水深和流速。
水深较深的地方，溶解氧的含量更低，因为水的运动速度较慢，氧气不易进入水体。
水流速度较快的地方，氧气更容易进入水体并分散，溶解氧的含量相对较高。
此外，水体中的植被覆盖情况也会影响溶解氧的含量。
植被通过光合作用产生氧气，有利于增加水体中的溶解氧含量。
4. 溶解氧的生物作用溶解氧对水生生物生存和生活起着重要作用。
许多水生动物依赖氧气进行呼吸和代谢过程。
高含量的溶解氧可以促进水生植物的生长，维持水体生态平衡。
相反，低含量的溶解氧会导致水生生物缺氧，影响它们的生长和繁殖。
当溶解氧含量过低时，一些耐氧性较低的生物可能会死亡，导致生态系统的破坏。
5. 增加水体中溶解氧的方法为了增加水体中的溶解氧含量，我们可以采取以下措施：a. 增加氧气的输入：通过增加水体表面的气液交换，如增加水的流动速度、增加气体交换的表面积等，使氧气更容易进入水体。
b. 增加水体表面的曝气：通过向水体中注入气泡，增加氧气与水体的接触面积，加速氧气的溶解。
c. 减少污染物排放：污染物会消耗溶解氧，导致水体中溶解氧含量降低。
溶解氧培训课件
30
T [°C]
O2-Conc. [mg/l]
0 14,04 13,57 13,12 12,68 12,25 11,84
5 12,22 11,82 11,43 11,07 10,71 10,37
10 10,78 10,44 10,12 9,80 9,50 9,20
15
9,95 9,30 9,02 8,75 8,49 8,23
20°C; 1015 mbar，水中氧气的饱和浓度: DO = 8.95ppm 0°C; 1015 mbar，水中氧气的饱和浓度: DO = 14.66ppm
氧气溶解度
液体中的氧气溶解度是基于盐度的函数。增加液体中的盐度，氧气的溶解度随
之减少。
Salinity [g/kg] 5
10
1520Biblioteka 25混合气体:10 Vol-% O2 90 Vol-% N2 pA = 1000 mbar
pO2 = 100 mbar
psum = 2500 mbar
混合气体:
10 Vol-% O2 90 Vol-% N2 pA = 2500 mbar
pO2 = 250 mbar
Liquid
pO2 = %-O2 x pA psum = pA
pO2 与液柱高度无关 下面２个传感器显示同样的数值
psum = 1013 mbar
空气: pA = 1013 mbar
pO2 = 212 mbar
psum = 2013 mbar
空气: pA = 1013 mbar
pO2 = 212 mbar
液柱 = 10 m
Liquid
pO2 (Liquid) = pO2 (A) psum = pA
测量原理
溶解氧的表示方法
溶解氧的表示方法摘要：一、溶解氧的定义及重要性二、溶解氧的表示方法三、影响溶解氧的因素四、溶解氧监测方法及原理五、提高水体溶解氧的措施正文：一、溶解氧的定义及重要性溶解氧（dissolved oxygen）是指溶解于水中的氧气，对于水生生物的生存具有重要意义。
水中的溶解氧来源于大气中的氧气通过水体表面进入水中，以及水中植物通过光合作用释放的氧气。
溶解氧是水生生物生存不可或缺的条件，因为它直接影响到水生生物的呼吸和生长。
二、溶解氧的表示方法溶解氧通常用DO表示，单位为毫克/升（mg/L）。
在水体监测中，溶解氧是一个重要的水质指标，反映水体的生态环境和自净能力。
三、影响溶解氧的因素1.温度：一般来说，温度越高，溶解氧越低。
因为高温会导致水中氧气的溶解度降低，同时水生生物的呼吸作用加剧，消耗氧气。
2.气压：气压越高，水中的溶解氧越高。
因为气压增大有助于氧气向水体中溶解。
3.盐分：溶解氧随着盐分的增加而降低。
高盐分水体中，离子浓度较高，对氧气的溶解具有抑制作用。
4.水流速度：水流速度影响溶解氧的分布和交换。
快速流动的水体有利于氧气的溶解和均匀分布。
四、溶解氧监测方法及原理1.碘量法：通过向水样中加入碘溶液，观察碘溶液的消耗量来计算溶解氧含量。
2.电化学探头法：利用电化学传感器检测水中的溶解氧浓度。
3.荧光法：通过测量水中荧光物质的光强度，推算出溶解氧的含量。
4.声纳法：通过测量声波在水中传播的速度，间接获得溶解氧含量。
五、提高水体溶解氧的措施1.增加水体中的植物数量，提高光合作用强度。
2.减少水体中的污染物排放，降低有机物含量。
3.增加水体的流动性，促进氧气的溶解和分布。
4.利用曝气设备向水体中注入氧气，提高溶解氧含量。
溶解氧的测定(精)
溶解氧（DO）的测定（碘量法）本法适用于大洋和近岸海水及河水、河口水溶解氧的测定。
一、方法原理用锰（2+）在碱性介质中与溶解氧反应生成亚锰酸（H2MnO3），然后在酸性介质中使亚锰酸和碘化钾反应，析出碘（I2），最后用淀粉做指示剂，用硫代硫酸钠（Na2S2O3）滴定析出的I2的量，其反应如下：溶解氧的固定：MnSO4+2NaOH—Mn(OH)2↓（白色）+Na2SO42Mn(OH)2+O2——2H2MnO3↓（棕褐色）水中的溶解氧被转化到沉淀中的过程成为溶解氧的固定。
酸化：H2MnO3+2H2SO4+2KI=MnSO4+I2+K2SO4+3H2O滴定：2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6合并上述各式得：Na2S2O3相当于1/4O2即滴定每消耗1摩尔的Na2S2O3，相当于水中有1/4摩尔的O2，也即相当于水中有8克的O2。
二、仪器及设备棕色水样瓶（容积125mL左右的棕色瓶，瓶塞为锥形，磨口要严密，容积须经校正）或溶解氧瓶酸式滴定管移液管碘量瓶温度计一般实验室常备仪器和设备三、试剂配制1.硫酸锰溶液：称取48g硫酸锰（MnSO4•4H2O）或52g MnSO4•5H2O或40g MnSO4•2H2O，或40g MnCL•4H2O溶于水，并稀释至100mL。
2.碱性碘化钾溶液：称取50g氢氧化钠（NaOH），在搅拌下溶于50mL水中，冷却后，加15g碘化钾(KI)，稀释至100mL，盛于具橡皮塞的棕色试剂瓶中。
此溶液为强碱性，腐蚀性很大，使用时注意勿溅在皮肤或衣服上3.浓硫酸：比重1.84，强酸腐蚀性很大，使用注意勿溅在皮肤或衣服上。
4.硫酸溶液（1:1）：在搅拌下，将50 mL浓硫酸（ρ=1.84g/mL）小心加入同体积的水中，混匀。
盛于试剂瓶中。
5.硫代硫酸钠溶液（CNa2S2O3=0.01mol/L）：称取2.5g硫代硫酸钠（Na2S2O3•5H2O），用刚煮沸冷却的蒸馏水溶解，加入约2g碳酸钠，稀释至1L，移入棕色试剂瓶中，置于阴凉处保存。
水化学之第三四章
第三章：溶解气体气体的溶解度：在一定的条件下，某气体在水中溶解达到平衡时，即水被气体所饱和，一定量的水中溶解的气体的量称为该气体在该条件下的溶解度。
一般用100g水中溶解气体的克数来表示易溶气体的溶解度。
而用1L水中溶解气体的毫克数（或毫升数）来表示难溶气体的溶解度影响气体在水中溶解度的因素有哪些？（温度，含盐量，气体分压力）答：（1）温度：在其他条件不变时，温度升高可使气体在水中的溶解度降低。
（2）含盐量：当温度、压力一定时，水中含盐量增加使水中的溶解度降低。
（3）气体分压力：在温度与含盐量一定时，气体在水中的溶解度随气体的压力的增大而增大。
水中某溶解气体的分压力：就等于在相应条件下能与该气体在水中的含量达到溶解平衡的气相中该气体的分压力，也就是说，气体在水中的含量达到溶解平衡后，就认为水中气体的分压等于该气体气相的分压。
亨利定律（在低压条件下能使用）：一种气体在液体中的溶解度与液体接触该种气体的分压力成正比。
气体在水中的溶解度可用下式表示：c = K H P c：气体的溶解度K H：各种气体在一定温度下的亨利定律常数；P：某气体的分压。
溶解气体在水中的饱和含量是指在一定的溶解条件下（温度、分压力、水的含盐量）气体达到溶解平衡以后，1L水中所含该气体的量，也可以用上述两种单位表示。
对于难溶气体饱和含量就等于溶解度。
气体饱和度是指溶解气体的现存量占所处条件下饱和含量的百分比。
气体的溶解速率：单位时间内气体含量的增加。
影响气体在水中溶解速率的因素有哪些？答：（1）气体不饱和度：水中溶解气体的不饱和度越大，则气体的溶解速率越大。
（2）水的比表面积：在同样的不饱和度下，水的比表面积越大，溶解速率就越大。
（3）扰动状况：扰动可加快气体的溶解速率。
气体溶解速率中的双膜理论的主要内容是什么？答：气体溶解中的“双膜理论”认为，在气、液两相界面两侧，分别存在相对稳定的气膜和液膜；即使气相、液相呈湍流状态，这两层膜内仍保持层流状态；无论如何扰动气体或液体都不能将这两层膜消除，只能改变膜的厚度；（层流是指流体质点的运动轨迹相互平行，有条不紊的流动；端流：是指流体质点的运动轨迹极其紊乱，流向随时改变的一种流动）气体主体内的分子溶入液体主体中的过程有4个步骤：（1）靠湍流从气体主体内部到达气膜；（2）靠扩散穿过气膜到达气---液界面，并溶于液相；（3）靠扩散穿过液膜；（4）靠湍流离开液膜进入液相主体。
第3章溶解氧
Temperature
C
F
23
73.4
24
75.2
25
77
26
78.8
27
80.6
28
82.4
29
84.2
30
86
31
87.8
32
89.6
33
91.4
34
93.2
35
95
36
96.8
37
98.6
38
100.4
39
102.2
40
104
41
105.8
42
107.6
43
109.4
44
111.2
3.气体的分压------在温度和含盐量一定时，气体 在水中的溶解度随液面上该气体分压的增大 而升高。 亨利定律Cs= Kst • P Cs—— 氧在水中知道溶解度； P——达到溶解平衡时，液面上气体的分压； Kst——溶解度系数，其数值随温度、水的含 盐量而变也与所采用的单位有关。
对同一种气体在同一温度下有：
(质量比)
• 由此得出：浮游植物光合作用释放
1mgO2，产生有机碳的量为0.289mg，这 对研究水体的初级生产力有重要的意义。
第3章溶解氧
（3）补水、机械、化学药品的作用 ①补水可以补充氧气
• 补水的同时，可增加缺氧水体氧气的含量。在
工厂化流水养鱼中补水补氧是氧气的主要来源。
• 在非流水养殖的池塘中，补水量较小，补水对
7%源于空气溶解、 4%源于补水。
• 国内高产鱼池： 61%源于光合作用、
39%源于空气溶解（开增氧机导致空 气溶解比例增大)、补水增氧可忽略。
第三章 溶解氧
（1）与氧气分压 分的关系 ）与氧气分压P T、[Cl-] 一定时，P分↗则CS（饱和浓度）↗ 、 一定时， 饱和浓度） P分大小与CS关系可用亨利定律表达，即： 大小与 关系可用亨利定律表达， CS = K·P分 式中： 气体的吸收常数（ 式中：K——气体的吸收常数（mL/(L·atm)） 气体的吸收常数 ）
三、水中溶氧的消耗 Consumption of DO in waters
1．物理作用消耗 ． 通常指水中溶氧到饱和时向空气的扩散 光合作用产氧是池塘中溶氧最大补给者， 光合作用产氧是池塘中溶氧最大补给者，特 别晴天，池水上层溶氧有时可超200%以上 以上— 别晴天，池水上层溶氧有时可超 以上 —DO垂直分布不均，由于水的热阻力上层饱 垂直分布不均， 垂直分布不均 和氧无法及时输到下层， 和氧无法及时输到下层，其中相当一部分氧 气扩散到大气
b. 微生物增殖快、密度大（→生产量大） 微生物增殖快、密度大（ 生产量大） 养殖水体中，浮游生物、 养殖水体中，浮游生物、细菌增殖速度和 密度很大。例如， 密度很大。例如，细菌在良好环境中每 20~30min分裂一次 分裂一次 因这些微小生物生产周期较短， 因这些微小生物生产周期较短，且常为较 高等动物吞食， 高等动物吞食，故水体内不可能将其生产 量积累，但在一定水体、一定时间内， 量积累，但在一定水体、一定时间内，究 竟能生产多少可计算
（3）气体与液体主体内，流体以湍流或紊 ）气体与液体主体内， 流形式运动， 流形式运动，扩散物质不存在浓度梯度 因这种条件下， 因这种条件下，气体传质主要靠介质对流 卷带作用进行扩散， 卷带作用进行扩散，这时被扩散的物质总 体运动虽大，但与周围介质阻力不大， 体运动虽大，但与周围介质阻力不大，故 在紊流区浓度梯度很小或不存在浓度梯度
溶解氧(DO)
水质指标：溶解氧(DO)基础知识1 概述溶解在水中的分子态氧称为溶解氧。
天然水的溶解氧含量取决于水体与大气中氧的平衡，废水中溶解氧的含量取决于废水排除前的处理工艺过程，一般含量较低，差异很大。
鱼类死亡事故多是由于大量受钠污染水，是水体中耗氧性物质增多，溶解氧很低，造成鱼类窒息死亡，因此溶解氧是评价水质的重要指标之一。
2方法：碘量法（1）方法原理水样中加入硫酸锰和酸碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。
加酸后，氢氧化物沉淀溶解并与碘离子反应释放出游离碘。
以淀粉作指标剂，用硫代硫酸钠滴定释放出的碘，可计算出溶解氧的含量。
（2）仪器250～300ml溶解氧瓶（3）试剂1、硫酸锰溶液：称取480g硫酸锰（MnSO4•4H2O）溶于水，用水稀释至1000mL。
此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中，遇淀粉不得产生蓝色。
2、碱性碘化钾溶液：称取500g氢氧化钠溶解于300—400mL水中；另称取150g碘化钾溶于200mL水中，待氢氧化钠溶液冷却后，将两溶液合并，混匀，用水稀释至1000mL。
如有沉淀，则放置过夜后，倾出上层清液，贮于棕色瓶中，用橡皮塞塞紧，避光保存。
此溶液酸化后，遇淀粉应不呈蓝色。
3、1＋5硫酸溶液。
4、1％（m/V）淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，再用刚煮沸的水稀释至100mL。
冷却后，加入0.1g水杨酸或0.4g 氯化锌防腐。
5、0.02500mol/L（1/6K2Cr2O7）重铬酸钾标准溶液：称取于105—110℃烘干2h，并冷却的重铬酸钾1.2258g，溶于水，移入1000mL 容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。
6、硫代硫酸钠溶液：称取6.2g硫代硫酸钠（Na2S2O3•5H2O）溶于煮沸放冷的水中，加0.2g碳酸钠，用水稀释至1000mL，贮于棕色瓶中，使用前用0.02500mol/L重铬酸钾标准溶液标定。
（4）步骤1、溶解氧的固定：用吸管插入溶解氧瓶的液面下，加入 l ml 硫酸锰溶液、2ml碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，颠倒混合数次，静置。
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0 14.6
5000 13.8
10000 13.0
15000 12.1
20000 11.3
温度 0
DO
25
8.4
8.0
7.6
7.2
6.7
Temperature C F 0 32 1 33.8 2 35.6 3 37.4 4 39.2 5 41 6 42.8 7 44.6 8 46.4 9 48.2 10 50 11 51.8 12 53.6 13 55.4 14 57.2 15 59 16 60.8 17 62.6 18 64.4 19 66.2 20 68 21 69.8 22 71.6
1、靠湍流到达气膜。 2、靠扩散作用穿过气膜到达 气液界面。 3、靠扩散穿过液膜。 4、靠湍流离开液膜进入液膜 内部。
——因而易溶于水的 气体溶解速率的限制 因子主要由气膜决定 ，而难溶于水的气体 溶解速率主要由液膜 决定。
其中：dG/ Adt为单位时间内穿
扩散定律：
D(Cl1-Cl2) = τ Adt dG
DO 8.56 8.4 8.24 8.09 7.95 7.81 7.67 7.54 7.41 7.28 7.16 7.16 6.93 6.82 6.71 6.61 6.51 6.41 6.41 6.22 6.13 6.04 5.95
Lower Dissolved Oxygen
Warmer Temperatures
溶
解
氧 DO
溶解氧：氧气溶解于水中成为---溶解度：在一定的条件下，氧气在水中溶解达到
平衡 时，一定量水中溶解氧的含量，称为氧气在指定条件下的溶解 度。（V溶解=V逸出）
饱和量：天然水中溶解氧的饱和量指在天然水体表面所承受
的大气压力下，空气中的氧在水中的溶解度。
饱和度：溶解氧实际含量与其同温同盐条件下的饱和量的比。
§--2 水中氧气的来源与消耗
一、来源：
（1）空气的溶解（开启增氧机）（见表）
（2）光合作用：主要来源，与光照条件、水温、水生 植物的种类和数量、营养元素的供应情况有关。
（3）水流的补给：补水补氧，（静水池塘）效果不好
三者的比例在不同的 水域或不同的鱼池皆不同。
（1）空气中氧气的溶解
•
若没有风力或人为搅动，空气溶 解增氧速率很慢，远不能满足池塘 对氧气的需求。因此，缺氧时需开 动增氧机。
3.8
6.2
5.8
9.3
7.6
12.4
9ห้องสมุดไป่ตู้6
15.5
（2）植物光合作用
• 水生植物进行光合作用释放氧气，
是养殖水体氧气的重要来源。
• 一般河流、湖泊表层水夏季光合
作用产氧速率为：
• 0.5-10g/ m2·-1。 d
•
光合作用产氧速率与光照条件、
水温、水生植物种类、数量、营 养元素供给状况等因素有关。气 温较高的夏季产氧速率较大，冬 季温度较低产氧速率要低一些。
过扩散层单位面积的气体量或通量 （A为总面积） Cl1和Cl2分别为液相界面膜顶面上 和底面上气体的浓度 D 为在水中的扩散系数
τ 液相界面膜的厚度
由公式可知道：单位时间内穿过扩散层单位面积的 气体量和τ 液相界面膜的厚度成正比；一般情况下： τ 的厚度在0.005到0.1cm，水的扰动会减少扩散层的 有效厚度，渔业生产上，在新年的第一次放水清塘 之后、水泥池的晴天午后、产卵及孵化池都会有较 厚的双膜，较常用的解决办法是浇水，因其中还伴 随有很多的底栖物，所以，可用拉网舀去的方法。
DO 14.6 14.19 13.81 13.44 13.09 12.75 12.43 12.12 11.83 11.55 11.27 11.01 10.76 10.52 10.29 10.07 9.85 9.65 9.45 9.26 9.07 8.9 8.72
Temperature C F 23 73.4 24 75.2 25 77 26 78.8 27 80.6 28 82.4 29 84.2 30 86 31 87.8 32 89.6 33 91.4 34 93.2 35 95 36 96.8 37 98.6 38 100.4 39 102.2 40 104 41 105.8 42 107.6 43 109.4 44 111.2 45 113
成可用(CH2O)106(NH3)16H3PO4来表示，
光合作用的各元素的计量关系可用下式
表示：
• 106CO2 + 16NO3- + HPO42- + 122H2O
=(CH2O)106(NH3)16H3PO4 + 138O2
•
由上式可计算出浮游植物光合作用对P、
N、C的需求及释放 O2的比例：
• P：N：C：O2 = 1：16：106：138 (摩
• •
•
各水层光合作用产氧速率随深度的 增加而变化。 晴天，一般有光抑制现象，次表层 水溶氧量最高，阴天则表层水为最高。
适当数量的浮游植物，可增加水体 产氧速率。但浮游植物量过大，透明 度降低，植物自遮作用使光照不足反 而使产氧速率下降。
• 藻类进行光合作用的最终结果是合成
藻体的有机质，浮游植物的平均元素组
• 在非流水养殖的池塘中，补水量较小，补水对
鱼池的直接增氧作用不大。
• 只有补充氧气含量较高的水，池塘水中氧气少
时，补水增氧才具有明显的效果。
• 注入井水一般不会起到增氧作用，因为地下水
中氧气含量通常低于池塘。
• ②增氧机增氧； • ③化学增氧：
借助一些化学制剂向水中供
O2，如过氧化钙CaO2、活性沸 石等。
• 水呼吸耗氧与耗氧生物种类、个体大小、
（3）底质耗氧——化学耗氧H2S、H2、CH4、FeCO3、NH4+、FeS2。底 泥中的有机物、底栖动物、细菌、还原态的无机物. （4）逸出： 四项中，（2）占决大部分，（4）可忽略
图
（1）水呼吸耗氧
• 水呼吸——指水中微型生物耗氧，
主要包括：浮游动物、浮游植物、 细菌呼吸耗氧以及有机物在细菌
参与下的分解耗氧。
气体交换的双膜理论：
气相主体 气 膜 液 膜 气膜顶面
气液界面
液膜底面
在 气液界面两侧， 分别存在相对温 定的气膜和液膜， 即使气相和液相 呈湍流状态，这 两层膜内仍呈层 流状态。
液相主体
流体质点的运动极其 紊乱，流向随时改变
流体质点的迹 线互相平行
气体主体中的分子溶 入液体主体中的过程 有四个步骤：
碱性，絮凝有机物及胶粒。能够起到 改良水质和底质的作用。
•
活性沸石施用于池塘时，每 千克可带入空气100000毫升， 相当21000毫升氧气，并以微 气泡放出，增氧效果较好，活 性沸石也有吸附异物改良水质、 底质的功效。 过氧化氢也有一定的增氧效 果。
•
通常水中氧气的来源以光合作用为主
• 不同研究者对不同类型鱼池氧气来源进
（充氧、水花、气泡病、上下水层）
氧盈：溶氧超过饱和度100%以上的量值OS 氧债：好气性微生物、有机物的中间产物和无机还原物在溶
氧不足条件下池塘理论耗氧量受到抑制的部分OD
第三章 溶解气体
• §--1 气体在水中的溶解度和溶解速率 • §--2 水中氧气的来源与消耗 • §--3 溶氧的分布和变化 • §--4 溶解氧在水生生态系中的作用 • §--5 气体的溶解逸出与气泡病的关系
3、扰动情况：水的运动，水面的风力，机械搅动
4、（扩大）与气体本身的性质有关，例如N2 、H2、O2在水中的溶解速率 较小 ；而NH3、HCl、CO2在水中的较大。 5、水的单位体积表面积（一桶水和一盆水相同的体积喂相同的鱼） dC/dt ∝ A / V
风有时候也决定水体的氧含量和渔产量 一桶水和一 盆水同样的 水量。不一 样的效果
• 过氧化钙CaO2——是白色结晶粉
末，与水发生化学反应：
• CaO2 + H2O = Ca(OH)2 + O2
• 据研究，1千克过氧化钙可产氧气
77800ml ,在20℃纯水中可连续 产氧200天以上，在鱼池内施用后 1-2个月内均可不断放出氧气。
•
一般每月施用一次即可，初次每亩 用6-12kg，第二次以后可以减半。过 氧化钙不仅能增氧而且可增加水体的 碱度和硬度，提高pH，保持水体呈微
.
•
中午前后开动增氧机，不能 促进氧气的溶解，只能加速水 中溶氧的逸出，但能使上下水 层混合而改善下午光合作用的 产氧效率，从而改善晚上的溶 氧状况。
•
空气中氧气溶解的速率与 水中溶氧的不饱和程度成正比， 还与水面扰动状况及单位体积的 表面积有关，也就与风力和水深 有关。氧气在水中的不饱和程度 大，水面风力大和水较浅时，空 气溶解的作用就大（见下表）。
式中的压力为P为该组分气体的分压力，与混合 气体的总压力无关 ，气体B的分压力等于混 合气体的总压力PT乘以气体B的分压系数φB， 这就是道尔顿分压定律： PB=PT×φB 即：
4、气体本身的性质：如N2 、H2、O2在水中的溶解
度较小 ；而NH3、HCl、CO2在水中的溶解度较大。
通入空气－－增氧
美 国 的 增 氧 机
美国井水 补水补氧
在自然条件下通过单位界面由空气增氧的数量（g/m2.d-1） 溶氧饱和度
小池
100％
0
80％
0.3
60％
0.6
40％
0.9
20％
1.2
10％
1.5
大湖
环流的河川
0
0
1.0
1.3
1.9
2.7
2.9
4.0
3.8
5.4
4.8
6.7
大的河川
急流的河川
0
0
1.9