纯水和污水中溶解氧含量的几种检测方法

　　1.碘量法(GB 7489-87):碘量法是测定水中溶解氧的基准方法(相当于国际标准ISO 5813-1983)。它采用化学检测法，测量精度高，是zui长期以来检测溶解氧的方法。测量不确定度为0.19毫克..碘量法适用于清洁水，如水源水和地表水。但是这种方法是一种纯化学检测方法，耗时长，程序复杂，不能满足在线测量的要求。同时，易氧化的有机物，如单宁酸、腐殖酸、木质素等会干扰测定。可氧化的硫化合物，如硫化硫脲，也会像呼吸系统一样造成干扰，容易耗氧。当含有这类物质时，宜采用电化学探针法，包括下面将要介绍的电流测量法和电导率测量法。工作原理:在水样中加入硫酸锰和碱性，生成氢氧化锰沉淀。此时氢氧化锰的性质极不稳定，它迅速与水中的溶解氧结合生成锰酸盐。加入浓硫酸使结合态溶解氧(以MnMnO3的形式)与溶液中加入的反应析出碘，然后以淀粉为指示剂，用滴定释放出的碘，计算出溶解氧含量。注:无干扰，本方法适用于溶解氧浓度大于0.2mg//u002FL，小于两倍氧饱和度(约20mg//u002FL)的各种水样。当水中可能含有亚硝酸盐、铁离子和游离氯时，可能会干扰测定。此时应采用碘量法的校正方法。具体来说，在加入硫酸锰和碱性溶液固定水样时，加入NaN3溶液，或者在水样中加入碱性-溶液。当Fe3+高时，加入KF进行复合掩蔽。

　　2、电流密度测定法（Clark溶氧电极）

　　当需要测量污染的地表水和工业废水时，必须使用改进的碘量法或安培法。 电流分析法根据分子氧通过膜的扩散速率确定水中溶解氧(DO)的含量。 氧溶解电极的膜只能渗透气体，将气体中的氧扩散到电解质中，并且在阴极(阴极)上立即经历还原反应和在阳极(阴极)上例如氯化银电极上经历氧化反应。 产生的电流与氧的浓度成比例，通过测量该电流可以获得溶解氧(DO)的浓度。 安培法比碘量法快速，操作简单，干扰小（不受水样色度、浊度和化学滴定中干扰物质的影响），可在现场自动连续检测。 然而，由于透氧膜和电极相对容易老化，当水样中含有藻类、硫化物、碳酸盐、油等物质时，透氧膜可能会堵塞或损坏，需要注意保护和及时更换。 另外，由于氧是通过电极本身在氧作用下氧化-还原反应来测量氧浓度的特性，所以在测量过程中需要氧，因此在测量过程中连续搅拌样品，通常速度应至少为0.3m/s，电解液应定期更换， 使得测量精度和响应时间受到扩散因素的限制。 以前市场上的大多数仪器是克拉克电极型的，定期激活，并且透氧膜频繁更换。 研究了膜电极的精密度,膜电极法测定溶解氧的标准偏差为0.41mg/L,变异系数为5.37%,碘量法测定溶解氧的标准偏差为0.3mg/L,变异系数为4.81%。 与碘量法比较,各样品的相对误差分别小于0.21mg/L和2.77%,相对误差在2.52%～2.77%之间。 具有代表性的产品有JBB-607便携式溶解氧计、PC-802型和LD-3000型工业溶解氧计,该仪器无需更换氧膜,即可实现智能化测量。 该仪器具有稳定、可靠、操作方便等优点(>可单手操作),可在氧浓度(mg/L或ppm)和氧饱和度百分比(%)两种溶解氧含量单位上显示测量结果。 适用于各种工业水溶液中氧含量的测定。

　　3.导电方法: 导电离子是由导电或其他化合物与水中溶解氧(DO)反应而形成的。测量水样本的电导率含量可得出溶解氧的浓度。实验结果显示，电导率每增加0.035 s/cm，相当于增加1mg/L 溶解氧(DO-rrb-。该方法是溶解氧(DO-RRB-zui)测定的灵敏方法之一，可连续监测。通过与溶解氧(DO)的相同定量反应，得到了离子: 4Tl + o2 + 2H2O à4tl + + 4OH-的阳极溶出伏安法。该方法具有样品量小、灵敏度高、温度影响小等优点。目前，我国水质检验的常规程序是取样和实验室分析。目前，中国已有一些单位和研究机构开发了一些小型溶解氧仪表，这些仪表一般采用现有的测量方法。中国也有一些荧光溶解氧传感器的研究，技术已经达到国外的平均水平，但实现商品化的研究较少。国外普遍采用一种新型的基于荧光猝灭效应的溶解氧测定仪，能够快速、远距离地测定溶解氧。一般来说，市场上大多数商业化的测量设备都是基于克拉克电极的，而基于荧光猝灭的光纤测量传感器很少。为了防止污染、水生物腐蚀、干扰，仪器的抗力是关键。应研究敏感膜的化学稳定性、仪器的防腐性能和电路的工作稳定性。

　　4.荧光猝灭法。荧光猝灭法的测定是基于氧分子对荧光物质的猝灭作用原理，根据样品溶液中荧光的强弱来测定样品溶液中荧光物质的含量。光信号传输是通过光纤传感器实现的。由于光纤传感器具有体积小、重量轻、电绝缘性好、无电火花、安全、抗电磁干扰、灵敏度高等优点，并且易于利用现有的光通信技术组成遥测网络，可以对传统传感器进行扩展和改进。在很多情况下，它可以完成传统传感器难以甚至不可能完成的任务，因此非常适合荧光传输和检测。检测原理基于Stern-Vlomer的猝灭方程:F0//u002FF = 1+Ksv [Q]，其中F0为无氧水的荧光强度，F为待测水样的荧光强度，Ksv为方程常数，[Q]为溶解氧浓度。溶解氧浓度[Q]可以根据实际测量的荧光强度F0和F以及已知的KSV来计算。实验表明，该检测方法克服了碘量法和安培法的缺点，具有良好的光化学稳定性、重现性、无延迟、准确度高、使用寿命长，可实时在线监测水中溶解氧。测量范围一般为0 ~ 20 mg//u002FL，精度一般≤ 1%，响应时间≤60s。