關(guān)于溶解氧
溶解氧(Dissolved Oxygen),縮寫為DO,指溶解在水中的分子態(tài)氧,即水中O2,單位為mg/l。
水中溶解氧量是水質(zhì)重要指標(biāo)之一,也是水體凈化的重要因素之一,溶解氧高,有利于對水體中各類污染物的降解,從而使水體較快得以凈化;溶解氧低,水體中污染物降解較緩慢。
溶解氧的含量與溫度、氣壓、鹽分濃度有關(guān)。
溫度:溫度越高,溶解氧濃度越低
氣壓:氣壓越大,溶解氧濃度越高
鹽分:鹽分越高,溶解氧濃度越低
檢測原理
1、電化學(xué)法
根據(jù)法拉第第二定律,氧氣與還原物質(zhì)的反應(yīng)速率與兩者之間的濃度成正比。
測量儀器會將電流通過工作電極和參比電極之間,觸發(fā)氧化和還原反應(yīng)。通過測量電流的大小,可以推斷出溶解氧的濃度。當(dāng)水樣中的溶解氧濃度較高時,氧離子的生成速率也較高,電流也就較大。反之,溶解氧濃度較低時,電流較小。
2、極譜法
電極中,有黃金環(huán)或鉑金環(huán)作陰極,銀-氯化銀(或汞-氯化亞汞)作陽極,電解液為氯化鉀溶液,陰極外表面覆蓋一層透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡膠等透氣材料。
極普法陽極:氧化反應(yīng),失去電子(銀),惰性金屬4Ag→4Ag++4e﹣陰極:還原反應(yīng),接受電子(金),惰性金屬 O2+2H2O+4e=4OH-需要外加0.6~0.8V的極化電壓,依賴這個外部電壓推動反應(yīng)。
3、原電池法
陽極:氧化反應(yīng),失去電子(鋅),活潑金屬2Zn=2Zn2++4e-陰極:還原反應(yīng),接受電子(銀),惰性金屬O2+2H2O+4e=4OHˉ自發(fā)性反應(yīng)電解質(zhì)必須是堿性的水溶液1.防止電極腐蝕2.避免副反應(yīng)發(fā)生3.在酸性環(huán)境中,陰極反應(yīng)會生成水和氫離子(H?)而不是氫氧根離子(OH?)
4、熒光法
一個紅色光源和一個藍(lán)色光源和一個光電檢測器。
涂層通過吸收電極內(nèi)部發(fā)出的藍(lán)光而被激發(fā),它通過發(fā)射紅光來發(fā)出熒光,紅光由電極內(nèi)部的光電探測器測量,當(dāng)氧分子存在于膜的外表面上時,它們可以吸收激發(fā)態(tài)涂層的多余能量。這樣就減少(淬滅)到達(dá)光電探測器的熒光量。電極還包含紅光光源。紅光不會激發(fā)涂層 , 而是由涂層反射并由光電探測器測量。
特性 優(yōu)缺點對比
應(yīng)用領(lǐng)域
污水處理領(lǐng)域:監(jiān)測水處理過程中溶解氧的濃度,提高水處理效率;
工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域:監(jiān)測生產(chǎn)過程溶解氧的含量,確保生產(chǎn)過程正常進(jìn)行;環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域:監(jiān)測環(huán)境中溶解氧濃度,及時處理污染環(huán)境的行為及事件;水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域:對水體溶解氧的監(jiān)測,滿足魚類生長對溶解氧的需求。