溶解氧小结..

溶解氧及其浓度测量

一，溶解氧的概述

溶氧（DO)是溶解氧（Dissolved Oxygen）的简称，是表征水溶液中氧的浓度的参数，是溶解在水中的分子太氧气。

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。

二，影响溶解氧的因素

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，生物呼吸耗氧；另一种是使DO增加的复氧作用，主要有空气中氧的溶解，水生植物的光合作用等。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。

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携带大量有机物质进入水体时，水体脱氧严重，这时即使在流动的河水中，由于复氧过程弥补不了这样大幅度的脱氧，也会出现溶解氧迅速下降，造成鱼类和需氧生物死亡及水质恶化。

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14 mg/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。 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。

三，溶解氧的测量方法

溶解氧的测定方法很多，以化学法与仪器法为主。化学法主要包括滴定法以及目视比色法，而仪器法则包括光学分析法，色谱分析法和电化学法等。仪器法就是利用各种仪器测定溶解氧在化学反应过程中或其生成的各种物理信号，然后将这些信号转变成电信号，或者直接测定溶解氧在电极反应中的电信号，电信号再经过放大处理或数模转换，最后将结果输出到仪器表头，从而可以直接测出溶解氧的含量。

仪器法中特别要强调的是传感器法已日益成熟并得到广泛的应用，它分为光学与电化学两类。其中，覆膜电极法就是通过具有选择性的透氧膜使水中的溶解氧在电极上直接产生与氧浓度成正比的电信号（电流或者电位）再将这一电信号经放大，转换及温度补偿后输出到仪器读数中。以下分别介绍一种：

1.碘量法（GB 7489-87）

本方法等效采用国际标准 ISO 5813-1983（温克勒 Winkler 测定法) Winkler 法是在一定量的水样中加入适量的氯化锰和碱性碘化钾试剂后，生成的氢氧化锰被水中溶解氧氧化成褐色沉淀，主要是MnO(OH)2， 加硫酸酸化后，沉淀溶解。在碘化物存在下，被氧化的锰又被还原为二价，同时析出与溶解氧原子等摩尔数的碘分子。 用硫代硫酸钠滴定析出的碘以淀粉指示终点。原理如下： 将水中溶解氧用锰固氧技术固定，酸溶解析出I2后，用Na2S2O3滴定。 反应：

()白色

↓→+24OH Mn NaOH MnSO ()()()

褐色↓→+2222

1

OH MnO O OH Mn ()O

H Mn I I H OH MnO 2222++→+++-+-

--

+→+I O S O S I 6242322

计算：

碘量法是测定水中溶解氧的基准方法。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 和小于氧的饱和浓度两倍(约20mg/L)的水样。易氧化的有机物如丹宁酸、腐植酸和木质素等会对测定产生干扰，可氧化的硫的化合物如硫化物、硫脲也如同易于消耗氧的呼吸系统那样产生干扰，当含有这类物质时宜采用电化学探头法。亚硝酸盐浓度不高于 15mg/L 时就不会产生干扰，因为它们会被加入的叠氮化钠破坏掉，如存在氧化物质或还原物质，则需预处理，采用修正后的碘量法。

2.电化学探头法

原理： 溶解氧电化学溶解氧电化学探头(传感器）是一个用选择性薄膜封闭的小室，室内有两个金属电极并充有电解质。氧和一定数量的其他气体及亲液物质可透过这层薄膜，但水和可溶性物质的离子几乎不能透过这层膜。将探头浸入水中进行溶解氧的测定时，由于电池作用或外加电压在两个电极间产生电位差,使金属离子在阳极进入溶液，同时氧气通过薄膜扩散在阴极获得电子被还原，产生的电流与穿过薄膜和电解质层的氧的传递速度成正比，即在一定的温度下该电流与水中氧的分压（或浓度）成正比。

在阴阳两极加上极化电压，设金属电极分别为银阳极，铂阴极。发生如下的电化学反应： 银阳极（+）

铂阴极（-）

总反应：

干扰：温度对氧在溶氧膜中渗透性的影响，其他条件一定时，随温度升高氧的渗透性越高。这种影响可以通过温度探头进行补偿。温度对氧在水中溶解度的影

水

V V C L mg DO 1000

8)/(11⨯⨯⨯=

氧化--+=+e AgCI CI Ag 4444还原

-

-=++OH e O H O 4422

2--+→+++OH AgCI CI Ag O H O 4444222