溶解氧概述(原理、测定、影响因素)

3.注意事项
电极的再生 当电极的线性不合格时，就需要对电极进行再生。 电极的再生约一年一次。电极的再生包括更换溶解氧膜罩、 电解液和清洗电极。 每隔一定时间或当膜被损坏和污染时，需要更换溶解 氧膜罩并补充新的填充电解液。如果膜未被损坏和污染， 建议2 个月更换一次填充电解液。 更换电解质和膜之后，或当膜干燥时，都要使膜湿润， 只有在读数稳定后，才能进行校准，仪器达到稳定所需要 的时间取决于电解质中溶解氧消耗所需要的时间。
三、评价标准
• 制定依据 1、对水生生物的影响 DO=3mg/l不足以维持鱼群良好生长 DO≤3mg/l时鱼群进食减少或停止 DO=4mg/l是保障鱼群生存的最低浓度 DO=5mg/l是保障大多数鱼类幼体的最低浓度
三、评价标准
• 制定依据
美国
2、国外标准（单位均为mg/l)
日本 前苏联 韩国 欧共体
溶解氧相关知识简介
taosy@126.com
一、概述
• 1.概念 溶解氧（dissolved oxygen），缩写为DO，指溶解在 水中的分子态氧，单位为mg/l。 水中溶解氧量是水质重要指标之一，也是水体净化的 重要因素之一，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。
2.步骤
对于流动样品（例如河水）：应检查水样是否有足够 的流速（不得小于0.3m/s），若水流速低于0.3m/s，需在 水样中往复移动探头，或者取分散样品进行测定。 对于分散样品：容器能密封以隔绝空气并带有搅拌器。 将样品充满容器至溢出，密闭后进行测量。调整搅拌速度， 使读数达到平衡后保持稳定，并不得夹带空气。
二、影响因素
如果以河流流程作为横坐标，溶解氧作为纵坐标，在坐标纸上标 绘曲线，将得一下垂形曲线，常称氧垂曲线，最低点称临界点。在一 维河流和不考虑扩散的情况下，河流中的可生物降解有机物和溶解氧 的变化可以用S-P(Streeter-Phelps)公式模拟。S-P模型是研究河流 中溶解氧变化的最早、最简单的耦合模型。它迄今仍得到广泛地应用 （环评），也是研究各种修正模型和复杂模型的基础。 它假设：氧化和复氧都是一级反应；反应速率常数是一个定常数； 亏氧的浓度变化仅是水中有机物耗氧和通过气-液界面的大气复氧的 函数。
3.注意事项
干扰 水中存在的一些气体和蒸汽，例如氯、二氧化硫、硫 化氢、胺、氨、二氧化碳、溴和碘等物质，通过膜扩散影 响被测电流而干扰测定。水样中的其他物质如溶剂、油类、 硫化物、碳酸盐和藻类等物质可能堵塞薄膜、引起薄膜损 坏和电极腐蚀，影响被测电流而干扰测定。
二、影响因素
• 水中氧的溶解度与温度、压力和含盐量的关系
大气压为101.3kPa，温度20℃时每升纯水中饱和的氧 含量为9.08mg/l。不同温度不同压力以及含盐量变化时， 溶解氧的变化见下表。
二、影响因素
二、影响因素
三、评价标准
• 水被有机物污染后，由于好氧菌作用使其氧化，消耗 掉溶解氧。如果得不到空气中氧的及时补充，那么水的溶 解氧就减少，最终导致水体变质，溶解氧越少，表明污染 程度越严重。溶解氧在评价标准中作为水体感官指标及保 护水生生物生存指标。
2.步骤HACH Sension6
按照仪器说明书进行，用水饱和空气进行校准。 测定时，将探头浸入样品，不能有空气泡截留在膜上， 停留足够的时间，待探头温度与水温达到平衡，且数字显 示稳定时读数。必要时，根据所用仪器的型号及对测量结 果的要求，检验水温、气压或含盐量，并对测量结果进行 校正。 探头的膜接触样品时，样品要保持一定的流速，防止 与膜接触的瞬间将该部位样品中的溶解氧耗尽，使读数发 生波动。
注意事项
采样时要注意不使水样曝气或有气泡存在采样瓶中。 可用水样冲洗溶解氧瓶后，沿瓶壁直接倾注水样或用虹吸 法将细管插入溶氧瓶底部，注入水样至溢流出瓶容积的 1/3~1/2左右。采集后迅速加入固定剂，吸管要没入液面以 下，并储存于冷暗处，固定后保存时间不超过24小时。
1.原理
溶解氧电化学探头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。
四、测定方法
• 3.荧光法 美国材料与检测协会国际标准开发组织(ASTM)最近已 经把荧光溶解氧测量法正式确认为测量水中溶解氧的三个 美国材料与检测协会标准方法之一。 经过严格的评估之后，负责水相关业务的美国材料 与检测协会D19委员会已将哈希公司冷光溶解氧测量法和 美国环保局实验室内对比验证的实验结果写入了美国材料 与检测协会D888标准-水中溶解氧的标准测量方法。修订 后的标准将把荧光溶解氧测量法（C方法）与原有的传统 化学滴定法（A方法）和电化学（膜）测量法（B方法）并 列，该修订标准将收录在美国材料与检测协会标准年鉴第 11.01和11.02卷上的D888-05标准内。 • 4.其他方法
二、影响因素
• 水中溶解氧的含量与大气压力、水温及含盐量等因 素有关。没有受到污染的水中，溶解氧呈饱和状态。清洁 地表水溶解氧接近饱和。当有大量藻类繁殖时，溶解氧可 能过饱和。 适量的氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖的基本条件。 在一个大气压、温度为0℃的淡水中，溶解氧呈饱和状态 时的含量为10mg/L。在溶解氧低于4mg/L 时，鱼类就难以 生存。
3.注意事项
线性检查 新仪器投入使用前、更换电极或电解液以后，应检查仪器 的线性，一般每隔2 个月运行一次线性检查。 检查方法 通过测定一系列不同浓度蒸馏水样品中溶解氧的浓度来检 查仪器的线性。向3～4 个250ml完全充满蒸馏水的细口瓶中缓 缓通入氮气泡，去除水中氧气，用探头时刻测量剩余的溶解氧 含量，直到获得所需溶解氧的近似浓度，然后立刻停止通氮气， 用GB 7489 测定水中准确的溶解氧浓度。 若探头法测定的溶解氧浓度值与碘量法在显著性水平为5% 时无显著性差异，则认为探头的响应呈线性。否则，应查找偏 离线性的原因。
原理
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：
计算：
MnSO4 NaOH Mn(OH ) 2 白色
1 Mn(OH ) 2 O2 MnO (OH ) 2 (褐色)
步骤
1、溶解氧的固定：用吸液管插入溶解氧瓶的液面下，加入 1mL硫酸锰溶液，2mL碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，颠倒 混合数次，静臵。一般在取样现场固定，并用棕色瓶保存。 2、打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入1.5mL硫酸。盖 好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解，放于暗处静 臵5min。 3、吸取100.00mL上述溶液于250mL锥形瓶中，用硫代硫 酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1mL淀粉溶液， 继续滴定至蓝色刚好退去，记录硫代硫酸钠溶液用量。
注意事项
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。
二、影响因素
• 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。
1.原理
薄膜对气体的渗透性受温度变化的影响较大，要采用 数学方法对温度进行校正，也可在电路中安装热敏元件对 温度变化进行自动补偿。 若仪器在电路中未安装压力传感器不能对压力进行补 偿时，仪器仅显示与气压有关的表观读数，当测定样品的 气压与校准仪器时的气压不同时，应进行校正。 若测定海水、港湾水等含盐量高的水，应根据含盐量 对测量值进行修正。
二、影响因素
• 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有关。 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。
饮用水源地 ＞4
渔业用水 鳟鱼5 非鳟鱼4
＞5
安全浓度5 注意浓度4 危险浓度3 AA、A≥7.5 B、C≥5 D、E≥2
＞4
冬季≥6 夏季12点前≥6 其他渔业水体为4 Ⅰ≥7.5 Ⅱ、Ⅲ≥5 Ⅳ、Ⅴ≥2 指导标 准为5
环境
饮用水 农业灌溉 5
三、评价标准
• 地表水环境质量标准(GB3838-2002)
3.注意事项
测定时，注意手不要碰触热敏元件，并应将其没入液 面以下。 当将探头浸入样品中时，应保证没有空气泡截留在膜 上。 样品接触探头的膜时，应保持一定的流速，以防止与 膜接触的瞬时将该部位样品中的溶解氧耗尽而出现错误的 读数。应保证样品的流速不致使读数发生波动，在这方面 要参照仪器制造厂家的说明。
3.注意事项
电极的维护 任何时候都不得用手触摸膜的活性表面。 电极和膜片的清洗，若膜片和电极上有污染物，会引 起测量误差，一般1～2 周清洗一次。清洗时要小心，将电 极和膜片放入清水中涮洗，注意不要损坏膜片。 经常使用的电极建议存放在存有蒸馏水的容器中，以 保持膜片的湿润。干燥的膜片在使用前应该用蒸馏水湿润 活化。
三、评价标准
• 标准值的确定 我国南北地理环境、气候情况差异很大，溶 解氧浓度受温度气压影响，如在高原地带，饱和 溶解氧也可能很低。为统一起见，将Ⅰ类标准值 定为饱和率90%或7.5mg/l，当海拔变化时用饱和 度表示更科学。
四、测定方法
• 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) • 2.电化学探头法（GB 11913-89） 本方法等效采用国际标准 ISO 5814-1990 HJ 506—2009 代替 GB 11913-89 2009-12-01实施
氧垂曲线
当耗氧速率 > 复氧速率时 当耗氧速率 = 复氧速率时 当耗氧速率 < 复氧速率时 溶解氧呈下降趋势 溶解氧最低点，即最缺氧点 溶解氧呈上升趋势
二、影Leabharlann Baidu因素
该图反应了耗氧和复氧的协同作用。图中a为有机物分解的耗氧 曲线，b为水体复氧曲线，c为氧垂曲线，最低点Cp为最大缺氧点，即 临界点。若Cp点的溶解氧量大于有关规定的量，从溶解氧的角度看， 说明污水的排放未超过水体的自净能力。若排入有机污染物过多，超 过水体的自净能力，则 Cp点低于规定的最低溶解氧含量，甚至在排 放点下的某一段会出现无氧状态，此时氧垂曲线中断，说明水体已经 污染。在无氧情况下，水中有机物因厌氧微生物作用进行厌氧分解， 产生硫化氢、甲烷等，水质变坏，腐化发臭。