浅析水中溶解氧的测定
溶解氧既是衡量水质的主要指标,也是实现水体净化的主要因素。如果水中溶解氧的含量比较高,利于水中污染物的降解,加快水体净化速度。而如果水中溶解氧含量比较低,则水中污染物降解速度比较慢。溶解氧的测定,是水环境污染检测的主要手段,基于此,开展水中溶解氧的测定分析研究就显得尤为必要。
1水中溶解氧及其影响因素
所谓溶解氧就是指溶到水体中的分子氧,水中溶解氧的来源有两个方面,其一是水体和大气平衡状态下溶解到水体中的氧,其二是在水体中进行化学反应、生物化学反应而形成的氧。溶解氧是水中动物、植物、微生物生存的必要条件,通过溶解氧的测定,可获知水体污染情况,为水体污染治理和保护提供必要的数据支持和理论指导。
水中溶解氧的含量和很多方面有关,比如:大气压力、水体温度、含盐量等。通常情况下,没有受到污染的水体,溶解氧多呈现饱和状态。如果水体中的有机物含量比较多,水体生物耗氧速度大于溶解氧的补给速度,则水中溶解氧的含量会逐步降低,如果处理不及时,溶解氧可能降低到零,導致水体中的生物大量死亡,水体发生腐败、发酵等问题,致使水质发生严重恶化。在水体评价过程中,溶解氧测定的评价水土污染程度的主要指标[1]。
影响水中溶解氧的因素主要包括两个方面,其一是水中溶解氧下降时形成的耗氧作用,如:好氧有机物降解时会消耗水中的溶解氧;其二是溶解氧增加的复氧作用,比如:空气中氧气的溶解、水中植物自身的光合作用等。在这两种因素的共同作用下,水中溶解氧的含量会发生不同程度的变化。
2水中溶解氧的主要检测方法
目前我国水中溶解氧测定的标准有两种,其一是《水质溶解氧的测量碘量法》,其二是《水质溶解氧的测定电化学探头法》[2]。
2.1 碘量法测定
碘量法测定是目前水中溶解氧测定的主要方法之一,主要方法在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾,形成氢氧化锰。氢氧化锰的化学特性非常不稳定,能够和水中的溶解氧快速反应,形成硫酸锰,静置15~20分钟之后,加入浓硫酸,促使棕色的沉淀和溶液中加入的碘化钾充分反应,从而逐步析出碘。水中溶解氧越多,则析出的碘也就越多,溶液的颜色也越深。通过高精度移液管取出一定量反应完成之后的水样,然后用淀粉作为指示剂,通过标准溶液进行滴定,就可以获知水中溶解氧的具体含量。
2.2 电极极谱法测定
相比于碘量法测定,电极极谱法测定更加先进,主要机理是在两极之间加上恒定电压,促进电子从阴极流向阳极,从而形成一定的量的扩散电流。通过测量扩散电流就能获知水中溶解氧的含量,因为,一定温度下,水样中的扩散电流和水中溶解氧浓度成正比,通过定量分析,利用仪器就能读出水样中溶解氧的具体数值。
2.3 荧光法测定
荧光法测定的主要机理是利用荧光物质的猝灭作用,降低荧光物质中的荧光强度和缩短荧光维持的寿命,从而获知水中溶解氧的含量。水中溶解氧的含量越多,荧光的寿命也就越短。将调制好的蓝光,照射到荧光物质上,可发出相应的红光。水中溶解氧可带走荧光能量,因此,红光持续的时间和强度和溶解氧的浓度成反比,通过测量红光和参比光之间的相位差,就能获知水中的溶解氧的含量。
3三种方法性能比较
通过上述分析可知,水中溶解氧的测定的三种方法各有特色,其中碘量法测定的工序比较多,需要在专业的实验室进行,在现场适用,且测定持续的时间比较长。如果水体中水藻等植物比较多,在光合作用下会释放出一定的氧气,促使水中的溶解氧达到饱和状态。如果在此种状态下,采用碘量法测量,溶解氧的测定误差较大。电极极谱法测定的步骤比较少,使用的仪器设备价格比较低,是目前应用比较标准的水中溶解氧测定方法。荧光法测定是目前的水中溶解氧测定时最简单便捷的方法,和碘量法和电极极谱法相比,荧光法测定时无须特意标定水中的溶解氧,而测定速度比较快,整个测量过程比较稳定,测量结果精度较高,而且对流量也没有严格要求,受到外界因素的干扰比较小,可降低清洗频率,维护成本比较低,但价格相对比较高。
4结束语
综上所述,本文结合理论实践,分析了水中溶解氧的测定,分析结果表明,在水中溶解氧测定中,受到的影响因素比较多,要求分析时限比较短。常用的测定方法三种,包括碘量法、电极极谱法、荧光法。这三种测定方法,各具特色,都有其独特的优缺点,在具体应用时要结合实际情况合理选择,以保证水中溶解氧测定的精度。
参考文献
[1] 周红梅.影响水中溶解氧测定的几个重要因素[J].资源节约与环保,2019(11):66.
[2] 丁丹丹,赵妍,李照德.荧光法在线测定黄河水中溶解氧[J].科技创新与应用,2019(27):130-131,133.
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