溶解氧培训课件
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《溶解氧测定》课件
1. 准备实验器材和试剂。 2. 取样。 3. 滴定。 4. 计算溶解氧浓度。
注意事项
• 水样需要在采集后尽快进行测定，以免溶解氧浓度降低。 • 相关器材需要进行清洗和校准，保证测量精度。 • 操作时需要严格按照步骤进行，避免误操作。
气量来计算溶解氧浓度。 3. 电化学法：利用电化学传感器测量溶解氧浓度，广泛应用于实时监测
领域。
溶解氧表的绘制
• 径向分布图：以采样点为中心，展示不同方向上的溶解氧值。 • 纵向分布图：依据采样点的位置，垂直展示不同深度上的溶解氧值。 • 等值线分布图：通过等高线表示不同溶解氧浓度的等值区域。
溶解氧测定实验步骤
《溶解氧测定》PPT课件
本课程将介绍溶解氧测定的基本概念和方法，包括定义及作用、测量方法、 表的绘制、实验步骤和注意事项。
溶解对生命活动和水环境维护都具有重要作用。保持水体中的足够氧气含量对维 持水生生物生态平衡至关重要。
溶解氧浓度的测量方法
1. 摄氧法：通过测量被水体吸收的氧气来计算溶解氧浓度。 2. 静态瓶法：将水样置于密闭容器中，通过测量在一定时间内消耗的氧
注意事项
• 水样需要在采集后尽快进行测定，以免溶解氧浓度降低。 • 相关器材需要进行清洗和校准，保证测量精度。 • 操作时需要严格按照步骤进行，避免误操作。
气量来计算溶解氧浓度。 3. 电化学法：利用电化学传感器测量溶解氧浓度，广泛应用于实时监测
领域。
溶解氧表的绘制
• 径向分布图：以采样点为中心，展示不同方向上的溶解氧值。 • 纵向分布图：依据采样点的位置，垂直展示不同深度上的溶解氧值。 • 等值线分布图：通过等高线表示不同溶解氧浓度的等值区域。
溶解氧测定实验步骤
《溶解氧测定》PPT课件
本课程将介绍溶解氧测定的基本概念和方法，包括定义及作用、测量方法、 表的绘制、实验步骤和注意事项。
溶解对生命活动和水环境维护都具有重要作用。保持水体中的足够氧气含量对维 持水生生物生态平衡至关重要。
溶解氧浓度的测量方法
1. 摄氧法：通过测量被水体吸收的氧气来计算溶解氧浓度。 2. 静态瓶法：将水样置于密闭容器中，通过测量在一定时间内消耗的氧
化学仪表培训(简4)溶氧表精品PPT课件
TPRI 平衡型溶解氧测量传感器
➢ 设各不变的参数为k，即k＝SnF/(IM),则 （１）式可简化为：
➢ I=kDc
（３）
➢ 该式表明平衡型传感器测量值只受到阴极 表面扩散系数D（内扩散）的影响，通过自 动准确测量温度并进行温度补偿，可以将 温度对扩散系数的影响产生的误差消除掉。
TPRI 平衡型溶解氧测量传感器
流速的影响
➢ I=(kDSc)/L
➢ 另外，扩散型传感器消耗水样中的氧并减 少氧浓度，如果水样不流动或者流速过低， 会造成测量结果偏低。应保证达到制造厂 要求的最低流速，否则得到偏低的测量结 果。
TPRI 2. 表面污染的影响
➢ I=(kDSc)/L ➢ 从公式可以看出，溶解氧测量结果（I）除
了与溶解氧浓度有关，还与溶氧传感器阴 极的表面积S有关。该面积在使用过程中受 渗透膜表面污染的影响。表面附着物会阻 挡一部分面积使氧的渗透受阻，对应的阴 极反应面积相对减少，造成测量结果偏低。
TPRI 第四部分、溶解氧浓度测量
➢ 1.溶解氧测量原理 ➢ 2.传感器异常的几种情况 ➢ 3.测量回路泄漏问题 ➢ 4.空校溶氧表 ➢ 5.溶氧表的电解校正
TPRI 1. 溶解氧测量原理
➢ 目前国内外普遍采用的溶解氧测量仪器的测量原 理是极谱法，即向电极施加一定的电压，使溶解 氧在电极表面发生电化学反应，在测量电路中产 生电流，该电流的大小与溶解氧的浓度成正比。 这种通过测量电流大小达到确定测量值的方法属 电流法。与电位法相比（如pH测量、钠的测量） 相比，电流法在纯水体系中受到的电干扰较小。 极谱法溶氧测定仪根据传感器的原理不同可分为 扩散型传感器和平衡型传感器两种类型。
误差来源及防止措施
➢ 1测量回路泄漏问题
第3章 溶解氧精品PPT课件
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。
二、消耗
（1）水生生物的消耗——种类、规格、发育阶段、水温——运输和 袋装鱼等 （2）水中微型生物的呼吸——浮游植物（19.1%）、浮游动物 （23.5%）、细菌（57.4%）及其他的有机物质。 （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
• 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
行了估算：
• 国外低产鱼池：89%源于光合作用、
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。
• 水呼吸耗氧与耗氧生物种类、个体大小、
水温及水中有机物的数量有关。
• 20.5-25.5℃时浮游动物耗氧的速率为
721-932ml(O2)/kg·h；原生动物耗氧 速率为：
（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·d-1。
• 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。
• 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。
二、消耗
（1）水生生物的消耗——种类、规格、发育阶段、水温——运输和 袋装鱼等 （2）水中微型生物的呼吸——浮游植物（19.1%）、浮游动物 （23.5%）、细菌（57.4%）及其他的有机物质。 （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
• 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
行了估算：
• 国外低产鱼池：89%源于光合作用、
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。
• 水呼吸耗氧与耗氧生物种类、个体大小、
水温及水中有机物的数量有关。
• 20.5-25.5℃时浮游动物耗氧的速率为
721-932ml(O2)/kg·h；原生动物耗氧 速率为：
（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·d-1。
• 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。
溶解氧培训课件
溶解氧培训课件
1、DO的测量原理
氧气测量原理
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 溶解氧是基于什么的函数?
氧气分压 氧气溶解度 溶液自身的特点 (例如同样的氧分压下, 溶解氧浓度在含有酒精的水溶
液比纯水中更大) 气相氧是基于什么的函数?
20 12,68 11,07 9,80 8,75 7,87 7,11 6,46 5,86 5,36
25 12,25 10,71 9,50 8,49 7,64 6,91 6,29 5,70 5,22
30 11,84 10,37 9,20 8,23 7,42 6,72 6,16 5,55 5,09
Air saturated liquid @ 1013 mbar and 25°C
pO2 x(O2 ) * (pA - pW )
pO2:氧气分压力 [bar] x(O2): 摩尔分数 [x(O2) = 0,2095] pA:大气压力 [bar] pW:水蒸气压力 [bar]
例如: 氧气分压力 @ 1013 mbar, 30° 以及 80%的湿度时 (C
>pW=33.6 mbar; 源自蒸汽压力表格):
R I
-
+
玻璃绝缘体 铂阴极
1
电解液层
特氟龙 (PTFE)
O2 O2 硅
O2 被测量液体
O2
O2
不锈钢网
膜的机械界面
1 氧气扩散并穿过膜体 (液体中氧分
压越高，扩散的氧分子越多) 氧气溶解在电解液中
2 3
氧分子在阴极中逐渐减少 氧化反应产生电流 变送器测量该电流信号并转换为 % 浓度, mg/l or ppm.
1、DO的测量原理
氧气测量原理
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 溶解氧是基于什么的函数?
氧气分压 氧气溶解度 溶液自身的特点 (例如同样的氧分压下, 溶解氧浓度在含有酒精的水溶
液比纯水中更大) 气相氧是基于什么的函数?
20 12,68 11,07 9,80 8,75 7,87 7,11 6,46 5,86 5,36
25 12,25 10,71 9,50 8,49 7,64 6,91 6,29 5,70 5,22
30 11,84 10,37 9,20 8,23 7,42 6,72 6,16 5,55 5,09
Air saturated liquid @ 1013 mbar and 25°C
pO2 x(O2 ) * (pA - pW )
pO2:氧气分压力 [bar] x(O2): 摩尔分数 [x(O2) = 0,2095] pA:大气压力 [bar] pW:水蒸气压力 [bar]
例如: 氧气分压力 @ 1013 mbar, 30° 以及 80%的湿度时 (C
>pW=33.6 mbar; 源自蒸汽压力表格):
R I
-
+
玻璃绝缘体 铂阴极
1
电解液层
特氟龙 (PTFE)
O2 O2 硅
O2 被测量液体
O2
O2
不锈钢网
膜的机械界面
1 氧气扩散并穿过膜体 (液体中氧分
压越高，扩散的氧分子越多) 氧气溶解在电解液中
2 3
氧分子在阴极中逐渐减少 氧化反应产生电流 变送器测量该电流信号并转换为 % 浓度, mg/l or ppm.
溶解气体培训资料课件
溶解气体对心血管系统的影响
心率失常
某些溶解气体可能会影响心脏的 正常节律，导致心率失常，如心
房颤动或室性早搏。
血压升高
暴露于高浓度的溶解气体中可能 会导致血压升高，这是心血管疾
病的一个重要风险因素。
心肌梗塞
长期接触溶解气体可能会增加心 肌梗塞的风险，心肌梗塞是一种
严重的心血管事件。
溶解气体对神经系统的影响
溶解气体培训资料课件
汇报人：任老师 2024-01-02
目录
• 溶解气体基础知识 • 溶解气体的应用领域 • 溶解气体的检测方法 • 溶解气体对人体健康的影响 • 溶解气体对环境的影响 • 溶解气体的处理与控制
溶解气体基础知识
01
溶解气体的定义
01
溶解气体是指气体在液体中溶解 的现象，通常在一定的温度和压 力条件下发生。
采用合适的处理技术对 已产生的溶解气体进行 治理，以减少其排放。
环境监测与监管
加强环境监测和监管， 确保企业遵守相关法规
和标准。
THANKS.
臭氧层破坏
一些溶解气体如CFCs（氯氟烃）会破 坏臭氧层，使阳光中的紫外线更多地 照射到地球表面，增加皮肤癌和其他 健康问题的风险。
溶解气体对水环境的影响
水质污染
溶解气体如硫化氢、氨气等有毒 气体进入水体后，会导致水质恶 化，影响水生生物的生存和人类 用水安全。
富营养化
过量的氮、磷等营养物质溶解在 水中，会导致水体富营养化，引 起藻类过度繁殖和死亡，破坏水 生态平衡。
康的影响
溶解气体对呼吸系统的影响
呼吸急促
高浓度的溶解气体可能导致呼吸 急促，甚至呼吸困难，这是因为 气体刺激了呼吸道，使呼吸变得
困难。
水化学课件第三章 溶解氧
黎明或日出前的水表层 夏季长期处于停滞分层状态的底、中层
水 水质过肥，放养量大，底质淤泥很厚的
鱼池，在夏季天气闷热、气压低、暴雨 强风之后，水体发生混合流转——整个 水体DO 都低
第三节 DO动态对水体生产的影响
一、DO动态（Dynamics）对水质的影响
1、决定水质及底质的氧化还原条件
第三章 溶解氧 Dissolved Oxygen-DO
水中DO的特点：量少；多变
第一节 溶解氧的含量及其影响因素
一、饱和含量、饱和度
Definition
Dissolved oxygen (DO): The concentration of free (not chemically combined) molecular oxygen (a gas) dissolved in water, usually expressed in milligrams per liter, parts per million, or percent of saturation
DO不足：有利于嫌气分解，还原产物为 CH4、NH3、H2S等，对水生生物有毒
3. DO动态与非保守成分含量的关系
非保守成分：含量变化与DO动态和生物关 系密切的水化成分—O、C、N、P、Si、S 等
Nonconservation Conservation
水体内最主要、最基本的生物化学反应:
原生动物
1.94g/Kg.h
微小生物增殖快、密度大（则生产量大）
微小生物生产量计算（以PP为例）
据资料：以施肥为主、营养盐类充足的池塘， 其光合作用效率为：合成OC 1g ~1.9g C/m3.h
取1.5g C/m3.h，一年中取4~10月这7个月，其 中每天正常进行光合作用7小时，设面积为1亩， 水深为1m来计算 7×30×7=1470小时 1.5g C/m3.h×1470=2205g C/m3 2205 g C/m3×667 m3/mu=1470735 g C/mu
水 水质过肥，放养量大，底质淤泥很厚的
鱼池，在夏季天气闷热、气压低、暴雨 强风之后，水体发生混合流转——整个 水体DO 都低
第三节 DO动态对水体生产的影响
一、DO动态（Dynamics）对水质的影响
1、决定水质及底质的氧化还原条件
第三章 溶解氧 Dissolved Oxygen-DO
水中DO的特点：量少；多变
第一节 溶解氧的含量及其影响因素
一、饱和含量、饱和度
Definition
Dissolved oxygen (DO): The concentration of free (not chemically combined) molecular oxygen (a gas) dissolved in water, usually expressed in milligrams per liter, parts per million, or percent of saturation
DO不足：有利于嫌气分解，还原产物为 CH4、NH3、H2S等，对水生生物有毒
3. DO动态与非保守成分含量的关系
非保守成分：含量变化与DO动态和生物关 系密切的水化成分—O、C、N、P、Si、S 等
Nonconservation Conservation
水体内最主要、最基本的生物化学反应:
原生动物
1.94g/Kg.h
微小生物增殖快、密度大（则生产量大）
微小生物生产量计算（以PP为例）
据资料：以施肥为主、营养盐类充足的池塘， 其光合作用效率为：合成OC 1g ~1.9g C/m3.h
取1.5g C/m3.h，一年中取4~10月这7个月，其 中每天正常进行光合作用7小时，设面积为1亩， 水深为1m来计算 7×30×7=1470小时 1.5g C/m3.h×1470=2205g C/m3 2205 g C/m3×667 m3/mu=1470735 g C/mu
分析仪表-5溶氧 ppt课件
14
5.3 影响测量的因素及使用中的问题
使用中水样断水或停机，都要保证电极泡在水 中，不能使膜处于干态，否则启用时还要重新 添加电解液和装膜。
对于平衡式电极，应尽量减少暴露在空气中的 时间，一般认为应在几分钟以内，以免电极失 效。当气温很低时，如北方的冬天，还可能电 极从流通池取出后因温度骤降使膜破裂。
13
5.3 影响测量的因素及使用中的问题
对于扩散型传感器电极，由于银电极是牺牲阳 极，有氯化银或溴化银生成，需要定期更换电 解液和透氧膜，理论上最长可一年更换一次膜， 但实际上无法做到，与水样的污染程度和是否 经常暴露于空气中等等有关，应根据实际情况 决定，一般3至6个月换一次 。
当银电极发黑老化时，可用10％氨水浸泡清洗， 是否老化，从电极校准结果的斜率系数上可以 看出，系数太小或校准不成功既是老化。
➢ 阴极：金电极或铂电极。
➢ 电解液：KCl+KOH或KBr +KOH（Polymetron厂家采 用KBr+KOH，Orbisphere 厂家采用KCl+KOH）。
➢ 透氧膜：聚四氟乙烯膜 。
8
5.2.1 扩散型传感器
电极反应 ➢阳极——氧化反应：4Ag+4Cl--4e = 4AgCl↓ 或 4Ag+4Br--4e = 4AgBr↓ ➢阴极——还原反应：O2 + 2H2O + 4e = 4OH银电极（阳极）由于氧化而消耗，因此，它
10
5.2.2 平衡型传感器
电极反应：
➢ 阴极——还原反应：O2+4H++4e=2H2O ➢ 阳极——氧化反应：2H2O=O2+4H++4e 由上述反应可以看出，平衡型溶解氧测量传感器在 测量过程中阴极消耗的氧等于阳极产生的氧，传感器不 消耗水样中的氧。因此，测量过程中只有膜内溶液中溶 解氧浓度与水样浓度存在差异时，溶解氧从浓度高的一 侧扩散到另一侧，直到膜两边氧浓度达到平衡。而氧通 过膜的扩散速度与测量的溶解氧浓度无关，这与扩散型 溶解氧测量传感器完全不同。平衡型传感器测量精度与 水样流速基本无关 。
5.3 影响测量的因素及使用中的问题
使用中水样断水或停机，都要保证电极泡在水 中，不能使膜处于干态，否则启用时还要重新 添加电解液和装膜。
对于平衡式电极，应尽量减少暴露在空气中的 时间，一般认为应在几分钟以内，以免电极失 效。当气温很低时，如北方的冬天，还可能电 极从流通池取出后因温度骤降使膜破裂。
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5.3 影响测量的因素及使用中的问题
对于扩散型传感器电极，由于银电极是牺牲阳 极，有氯化银或溴化银生成，需要定期更换电 解液和透氧膜，理论上最长可一年更换一次膜， 但实际上无法做到，与水样的污染程度和是否 经常暴露于空气中等等有关，应根据实际情况 决定，一般3至6个月换一次 。
当银电极发黑老化时，可用10％氨水浸泡清洗， 是否老化，从电极校准结果的斜率系数上可以 看出，系数太小或校准不成功既是老化。
➢ 阴极：金电极或铂电极。
➢ 电解液：KCl+KOH或KBr +KOH（Polymetron厂家采 用KBr+KOH，Orbisphere 厂家采用KCl+KOH）。
➢ 透氧膜：聚四氟乙烯膜 。
8
5.2.1 扩散型传感器
电极反应 ➢阳极——氧化反应：4Ag+4Cl--4e = 4AgCl↓ 或 4Ag+4Br--4e = 4AgBr↓ ➢阴极——还原反应：O2 + 2H2O + 4e = 4OH银电极（阳极）由于氧化而消耗，因此，它
10
5.2.2 平衡型传感器
电极反应：
➢ 阴极——还原反应：O2+4H++4e=2H2O ➢ 阳极——氧化反应：2H2O=O2+4H++4e 由上述反应可以看出，平衡型溶解氧测量传感器在 测量过程中阴极消耗的氧等于阳极产生的氧，传感器不 消耗水样中的氧。因此，测量过程中只有膜内溶液中溶 解氧浓度与水样浓度存在差异时，溶解氧从浓度高的一 侧扩散到另一侧，直到膜两边氧浓度达到平衡。而氧通 过膜的扩散速度与测量的溶解氧浓度无关，这与扩散型 溶解氧测量传感器完全不同。平衡型传感器测量精度与 水样流速基本无关 。
溶解氧--溶解氧的含量及其影响因素46页PPT
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
溶解氧--溶解氧的含量及其影响因素
6
、
露
凝
无
游
氛
ห้องสมุดไป่ตู้
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
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
溶解氧溶解氧的分布变化规律(共43张PPT)
此外，在河流有支流流入处，湖泊池塘水的 出口、进口处，浅海有淡水流入处，有生活污 水及工业废水污染处，甚至于鱼贝类的群集处 ，溶氧及其他水质特点，也与周围水质有相当 差异，呈水平分布不均状态。例如，有人测定 发现：当海水流通不好时，珠笼内部水的溶氧 量比笼外水中溶氧量少得多，特别是在放养过 密，笼网孔眼大都堵塞时，尽管笼外的溶氧很 多，笼内珠贝仍会因缺氧窒息，大批死亡。网 箱养鱼也有类似问题。这种水平分布均一的溶 氧状态，往往为人们忽略，必须特别留意。
，反之，升温较慢，作用时间较长，又有较强的风力 搅拌时，那么跃变层离水面较深，变化较缓和。
如果在一段时间内，升温降温交错进行，还可能出现 几个跃变层的复杂情况。溶氧垂直分布极大值与极小 值之差-称为“水层差〞，其大小取决于水体生产性能 与分层流转情况。在夏季停滞期内，水体初级生产力 越高，水层差就越大，底水层往往缺氧。水的垂直对 流那么使水层差减小以至消除。
②在生物与肥料条件相同或相似时，水温 高，光照强度大，光合作用进行强烈时，溶氧 日较差也大。因此，一年之中，以夏季的溶氧 日较差最大，冬季最小，春、秋两季居中，相 差亦不大。
③综合上述两点可知：水质肥沃、生物密度大、光合作 用强烈的鱼池，一到酷暑季节，表层水中溶氧日较差可 变得极大，最高溶氧量可达饱和度200％以上，最小溶 氧量可在饱和度20％以下，严重时会引起鱼、贝类大量 死亡。因此，但凡溶氧量日较差极大的水体，一到容易 出现溶氧最小值的季节及时间，都要特别留意溶氧动态 ，加强水质管理，防止鱼、贝类大批死亡。
2．晚上、特别是下半夜，溶氧浓度不断下降 ，垂直分布趋于均一。其原因是： 日落后， 只有呼吸耗O2作用，加上入夜后气温下降， 表层水温随之下降， 密度增大，表、底水层
密度差消失，甚至上重下轻，发生垂直对流或 在风力吹拂下，循环流转，终于混合均匀，使
溶解氧--溶解氧的含量及其影响因素 ppt课件
第二，水层差别大。仅在光线充足的表水层内增氧， 底水层因官衔不足或全无官衔，只耗氧，不增氧；
第三，效果不稳定。增氧的数量及速率随光照条件， 水温，植物的种类、数量、生理状态以及CO2、营养 盐的供给状况等因素不同而不同，时空变化很大。
PPT课件
27
植物光合作用增氧速率可依照以下式子计算。
自然增氧率（gO2/h）=（增氧后总溶氧量-增氧前
PPT课件
20
3 气液界面更新情况：搅动气液界面可使溶有较 多氧气的界面上的水迅速离开界面，而代之 含少量氧气的水，这样可以使溶解速率增大。 但是如果水中溶解的氧气是过饱和的，搅动 后会是溶解的氧气向大气逸出。
4 温度：温度能改变气体分子的运动速度，也改 变气体的溶解度，所以温度对氧气的溶解速 率有很大的影响。在含量相同的情况下，温 度降低，溶解速率一般增大。
法在发酵工业中不常用，但在污水处理、 生活饮用水等过程中都用氧浓度来表示。
PPTห้องสมุดไป่ตู้件
24
四，溶解氧的实际含量
水体表面直接与空气接触，相互间可以自由地进 行物质交换与能量交换，因此，水与空气之间， 按理应该达成溶解平衡，水中溶解氧含量应是该 条件下的饱和含量。然而，溶解氧的实际含量往 往不等于饱和含量，具体数值决定于当时条件下 水中增氧作用与耗氧作用，这是矛盾的运动特点。
PPT课件
19
影响氧气溶解速率的因素
1 溶解氧的不饱和程度：在其他条件一定时，氧 气在水中的溶解速率与其不饱和程度呈正比。 氧气的不饱和程度越大，溶解速率越大。
2 气液界面积大小：气体的溶解发生在气液界面 处，在其他条件一定时，增大单位面积液体 的界面积，则在相同的时间内就有更多的氧 气分子通过界面进入水中，使溶解速率增大
第三，效果不稳定。增氧的数量及速率随光照条件， 水温，植物的种类、数量、生理状态以及CO2、营养 盐的供给状况等因素不同而不同，时空变化很大。
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27
植物光合作用增氧速率可依照以下式子计算。
自然增氧率（gO2/h）=（增氧后总溶氧量-增氧前
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20
3 气液界面更新情况：搅动气液界面可使溶有较 多氧气的界面上的水迅速离开界面，而代之 含少量氧气的水，这样可以使溶解速率增大。 但是如果水中溶解的氧气是过饱和的，搅动 后会是溶解的氧气向大气逸出。
4 温度：温度能改变气体分子的运动速度，也改 变气体的溶解度，所以温度对氧气的溶解速 率有很大的影响。在含量相同的情况下，温 度降低，溶解速率一般增大。
法在发酵工业中不常用，但在污水处理、 生活饮用水等过程中都用氧浓度来表示。
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四，溶解氧的实际含量
水体表面直接与空气接触，相互间可以自由地进 行物质交换与能量交换，因此，水与空气之间， 按理应该达成溶解平衡，水中溶解氧含量应是该 条件下的饱和含量。然而，溶解氧的实际含量往 往不等于饱和含量，具体数值决定于当时条件下 水中增氧作用与耗氧作用，这是矛盾的运动特点。
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19
影响氧气溶解速率的因素
1 溶解氧的不饱和程度：在其他条件一定时，氧 气在水中的溶解速率与其不饱和程度呈正比。 氧气的不饱和程度越大，溶解速率越大。
2 气液界面积大小：气体的溶解发生在气液界面 处，在其他条件一定时，增大单位面积液体 的界面积，则在相同的时间内就有更多的氧 气分子通过界面进入水中，使溶解速率增大
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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
1、O2 通过透气性的膜渗入 （液体中的氧分压越高, O2 渗入的也越多） 2、 O2溶解在电解液中，O2 在阴极还原
3、氧化还原反应产生电流， 变送器把此电流转化成溶氧值
电极的化学反应
加在阴极和阳极之间的极化电压 (如果没有外加极化电压，该反应不会自然发生) 使 得发生下面的电化学反应:
Liquid
pO2 (Liquid) = pO2 (A) psum = pA + pLC
氧气分压力
密闭容器 (带压力) 顶部有空气
pO2 与容器压力有关 传感器显示的数值是不同的
psum = 1000 mbar
空气: pA = 1000 mbar
pO2 = 209 mbar
psum = 1500 mbar
啤酒充满 管道 (100ppb)
氧气溶解度
氧气在液体中的溶解度是基于温度的函数(温度越高，溶解度越低)。
Temp. O2-Conc. [°C] [ppm]
0
14.66
5
12.80
10 11.32
15 10.11
20
8.95
25
8.28
30
7.58
40
6.43
50
5.51
60
4.69
70
3.83
例如:
溶解氧培训课件
1、DO的测量原理
氧气测量原理
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
溶解氧是基于什么的函数?
氧气分压 氧气溶解度 溶液自身的特点 (例如同样的氧分压下, 溶解氧浓度在含有酒精的水溶
液比纯水中更大)
气相氧是基于什么的函数?
pO2 x(O2 ) * (pA - pW )
pO2:氧气分压力 [bar] x(O2): 摩尔分数 [x(O2) = 0,2095] pA:大气压力 [bar] pW:水蒸气压力 [bar]
例如: 氧气分压力 @ 1013 mbar, 30°C 以及 80%的湿度时 (-
>pW=33.6 mbar; 源自蒸汽压力表格):
传感器电流
操作点应该在稳定区的中间 (外加适当的极化电压) 在稳定区内，氧分压与传感器电流成比例关系。
80%-O2 传感器 电流 [nA]
传感器 电流 [nA]
稳定区
I80%
操作点
100%-Air
IAir
100%-N2
-675 or -500
Liquid
pO2 = %-O2 x pA psum = pA
氧气分压力
啤酒充满管道时 (带压力)
pO2 与管线中的压力无关 传感器测量有效氧分压
pO2 = 1.64 mbar
psum = 1500 mbar
啤酒充满 管道 (100ppb)
pO2 = 1.64 mbar
psum = 2500 mbar
氧气分压
氧气测量原理
混合气体的全部压力等于各种成分的气体的分压力之和。在混合气体中， 单个气体组分占全部气体的比例称之为分压力。
例如:
干燥空气, 1bar (大气) p(O2)=1bar x 0.2095=209.5 mbar
氧气分压力
水蒸气的影响 (湿度):
湿度 (水蒸气) 会减少氧分压
20
8,60 8,35 8,10 7,87 7,64 7,42
25
7,80 7,53 7,32 7,11 6,91 6,72
30
7,02 6,82 6,64 6,46 6,29 6,16
35
6,34 6,18 6,01 5,86 5,70 5,55
40
5,78 5,64 5,49 5,36 5,22 5,09
pO2= 0,2095 x (1013 mbar – 33.6 mbar) = 205 mbar
氧气分压力
空气中的氧分压
Equilibrium
液体中的氧分压
变送器 100%
传感器产生一个与液体中的氧分压成比例的电流信号，变送器接收此电流信号并 转换为％浓度，mg/l或ppm。
氧气分压力
敞开容器 (大气压)
Cathode
-+
银阳极 (+) 4 Ag + 4 Cl- = 4 AgCl + 4 e(存在氯离子时银会发生氧化反应)
e-
e-
Anode
O2
Ag+
Electrolyte
铂阴极 (-) O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH(氧分子减少并还原成氢氧根离子)
总反应: O2 + 2 H2O + 4 Ag + 4 Cl- -> 4 AgCl + 4 OH-
空气: pA = 1500 mbar
pO2 = 314 mbar
液体
pO2 (Liquid) = pO2 (A) psum = pA
液体
pO2 (Liquid) = pO2 (A) psum = pA
氧气分压力
密闭容器 (带压力) 顶部有混合气体
pO2 与容器压力有关 传感器显示不同的数值
psum = 1000 mbar