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1、溶解氧相关知识简介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。一、概述 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
2、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。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根底。 它假设:氧化和复氧都是一级反响;反响速率常数
3、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。二、影响因素氧垂曲线当耗氧速率当耗氧速率 复氧速率时复氧速率时 溶解氧呈下降趋势溶解氧呈下降趋势当耗氧速率当耗氧速率 = = 复氧速率时复氧速率时 溶解氧最低点,即最缺氧点溶解氧最低点,即最缺氧点当耗氧速率当耗氧速率 30分钟。热敏电阻沾水会因为蒸发出现低温度数值,这种情况会导致较差的温度补偿和较差的精度。 如果传感器是放在装有水饱和空气的校准杯中校准,要注意拧开一些螺纹以便内外大气相通。 确认气压计输入为当前大气压,而不是当地气象部门所发布的与海平面修正过的数值。 如果气饱和水被用于校准媒介,那么要保证至少用气泵
4、打气一个小时。3.本卷须知 清洁扫维护 6150光学溶解氧传感器使用黑色清洁刷。适用于YSI叶绿素和罗丹明WT传感器的橙色清洁刷,不能用于6150传感器,因为它很有可能会停位不准确。使用清洁刷保持传感器外表干净的效果会慢慢减弱,这种减弱速度取决于被测水体和清洁周期。 YSI 推荐:定期检查清洁刷垫,以确定清洁刷刷毛是否老化或有生物附着。 此外,作为预防措施,在每次长期监测前,请更换清洁刷。 清洁刷是可拆卸的,随配的一个1.3毫米起钉器可拧松清洁扫的固定螺丝。YSI 6627 清洁刷套件可以订购。此外,如只需更换清洁刷垫,用户也可选择购置YSI 6144 光学清洁刷垫套件。3.本卷须知 6150
5、光学溶解氧维护 当6150传感器处于非工作状态时,必须保存在湿润的环境中,如浸没在水中或贮藏在水饱和空气中,浸在水中的效果会更好。如果传感器的膜暴露在空气中变干了,下次使用时数据可能会有轻微的漂移,除非再次水合。因此,为了便于以后使用,强烈建议在湿润的环境中贮存传感器。最简单的贮存方法是使用随探头一起发出的塑料保护帽另有随附的海绵。如果你有这个保护帽和海绵,只需把海绵浸湿,然后把保护帽套回探头即可。然后,隔30天检查一下海绵的湿润情况。此外,你也可以把探头取下来,直接浸在水里注意:时间长了水可能会蒸发,记得定期查看;或不取下探头,直接装上校准杯,杯底装高约1.3厘米的水以保证水气饱和。3.本卷
6、须知 如果不小心将传感器暴露在空气中超过约2小时,必须按以下步骤再次水合膜:1在600毫升烧杯或类似的玻璃容器中放入约400毫升水不能使用塑料容器在恒温箱中加热,使水温保持恒定的温度50+/- 5。把装有膜的探头放入温水中,保持恒温约24小时。如果可能,请盖上盖子以免蒸发。再次水合结束后,将探头保存在水中或水气饱和的空气中,在室温下校准、测量。注意:再水合过程中一定要确保容器中的水不被蒸发干。 6150光学溶解氧换膜 YSI推荐6150传感器每年换一次膜,以便确保传感器的精度。传感器使用一年后,请购置YSI 6155光学溶解氧膜套件,内附详细的安装说明?分光光度法测定水中溶解氧? ?环境工程?
7、2021年10月第26卷第5期 采用分光光度法间接测定DO,在水样中参加硫酸锰和甲醛肟溶液,在pH值在1011的碱性溶液中,二价锰被氧化为四价锰,与甲醛肟生成棕色络合物,在450nm波长下,测定其吸光度值,建立标准曲线,间接求的氧含量。 传统碘量法最为经典,但需消耗化学试剂,步骤费时。 采样要求高,需现场固定,保存条件严格。 干扰物质影响多,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,如亚硝酸盐浓度不高于 15mg/L 时就不会产生干扰,因为它们会被参加的叠氮化钠破坏掉,如存在氧化物质或复原物质,那么需预处理
8、,采用修正后的碘量法。五、几种方法的优劣比较 电化学探头法是现在最常用的方法,具有操作简单,快捷高效的特点,无需配置试剂,可快速测定,现场读数。 但当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。 探头需要维护,膜和电解质属易耗品,需定期更换。五、几种方法的优劣比较 荧光法那么弥补了膜法的很多缺陷,不需更换电解液,维护简单,测定时不消耗氧,因此没有流动速率和搅拌的要求,测定时不受水中一些气体和蒸汽,例如氯、
9、二氧化硫、硫化氢、胺、氨、二氧化碳、溴和碘、溶剂、油类、硫化物、碳酸盐和藻类等物质,通过膜扩散影响被测电流干扰,且传感器寿命长。 但作为一种新方法,暂时仍没有国标,且相关资料与研究较少,在实际使用中出现的问题很多,没有理论依据,找不到原因,此方法有待研究。目前水中浊度和盐度对其结果影响较大。五、几种方法的优劣比较1.溶解氧过饱和现象 采样时,溶解氧经常出现过饱和现象,气压与盐度波动不大,因此不会是主要影响因素。 分析其主要原因,首先,如果是冬季,水温低将会是一大影响因素;其次,采样不标准,固定溶解氧时发生曝气;再次,藻类水草或其他水生植物在表层大量繁殖进行光合作用产生氧气,造成富氧状态;最后,
10、其他未知因素,干扰传感器正常工作。日常溶解氧测定中出现的问题及分析2.溶解氧过低现象 采样时,地表水溶解氧也经常出现过低现象。 分析其原因,首先,这一现象一般出现在夏季天气炎热时,温度升高造成水中氧的溶解量降低;其次,夏季天气闷热,气压低,氧分压也低,造成溶解氧有所降低,如果径流补给少于蒸发量,造成水体盐度升高,也会造成溶解氧的降低;其次,水体生态环境本身原因,深度、温度、时间、光照条件、水生生物的呼吸作用,水体的耗氧与复氧作用,氧垂曲线的变化等;再次,水体中的干扰物质对传感器的影响。六、日常溶解氧测定中出现的问题及分析3.测定方法的不同 经过比对发现,三种测定方法在测定较好的水体,无太多干扰项,且测定值居中,环境影响因素较小时,偏差很小。 但当测定过小或过大值时,偏差变大。 或水体本身有干扰物质,造成几种方法的测定值过大过小,不稳定且偏差大。六、日常溶解氧测定中出现的问题及分析