純水和污水中溶解氧含量的幾種檢測(cè)方法
1.碘量法(GB 7489-87):碘量法是測(cè)定水中溶解氧的基準(zhǔn)方法(相當(dāng)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5813-1983)。它采用化學(xué)檢測(cè)法，測(cè)量精度高，是zui長(zhǎng)期以來(lái)檢測(cè)溶解氧的方法。測(cè)量不確定度為0.19毫克..碘量法適用于清潔水，如水源水和地表水。但是這種方法是一種純化學(xué)檢測(cè)方法，耗時(shí)長(zhǎng)，程序復(fù)雜，不能滿足在線測(cè)量的要求。同時(shí)，易氧化的有機(jī)物，如單寧酸、腐殖酸、木質(zhì)素等會(huì)干擾測(cè)定。可氧化的硫化合物，如硫化硫脲，也會(huì)像呼吸系統(tǒng)一樣造成干擾，容易耗氧。當(dāng)含有這類物質(zhì)時(shí)，宜采用電化學(xué)探針?lè)ǎㄏ旅鎸⒁榻B的電流測(cè)量法和電導(dǎo)率測(cè)量法。工作原理:在水樣中加入硫酸錳和堿性，生成氫氧化錳沉淀。此時(shí)氫氧化錳的性質(zhì)極不穩(wěn)定，它迅速與水中的溶解氧結(jié)合生成錳酸鹽。加入濃硫酸使結(jié)合態(tài)溶解氧(以MnMnO3的形式)與溶液中加入的反應(yīng)析出碘，然后以淀粉為指示劑，用滴定釋放出的碘，計(jì)算出溶解氧含量。注:無(wú)干擾，本方法適用于溶解氧濃度大于0.2mg//u002FL，小于兩倍氧飽和度(約20mg//u002FL)的各種水樣。當(dāng)水中可能含有亞硝酸鹽、鐵離子和游離氯時(shí)，可能會(huì)干擾測(cè)定。此時(shí)應(yīng)采用碘量法的校正方法。具體來(lái)說(shuō)，在加入硫酸錳和堿性溶液固定水樣時(shí)，加入NaN3溶液，或者在水樣中加入堿性-溶液。當(dāng)Fe3+高時(shí)，加入KF進(jìn)行復(fù)合掩蔽。
2、電流密度測(cè)定法（Clark溶氧電極）
當(dāng)需要測(cè)量污染的地表水和工業(yè)廢水時(shí)，必須使用改進(jìn)的碘量法或安培法。 電流分析法根據(jù)分子氧通過(guò)膜的擴(kuò)散速率確定水中溶解氧(DO)的含量。 氧溶解電極的膜只能滲透氣體，將氣體中的氧擴(kuò)散到電解質(zhì)中，并且在陰極(陰極)上立即經(jīng)歷還原反應(yīng)和在陽(yáng)極(陰極)上例如氯化銀電極上經(jīng)歷氧化反應(yīng)。 產(chǎn)生的電流與氧的濃度成比例，通過(guò)測(cè)量該電流可以獲得溶解氧(DO)的濃度。 安培法比碘量法快速，操作簡(jiǎn)單，干擾?。ú皇芩畼由取岫群突瘜W(xué)滴定中干擾物質(zhì)的影響），可在現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)。 然而，由于透氧膜和電極相對(duì)容易老化，當(dāng)水樣中含有藻類、硫化物、碳酸鹽、油等物質(zhì)時(shí)，透氧膜可能會(huì)堵塞或損壞，需要注意保護(hù)和及時(shí)更換。 另外，由于氧是通過(guò)電極本身在氧作用下氧化-還原反應(yīng)來(lái)測(cè)量氧濃度的特性，所以在測(cè)量過(guò)程中需要氧，因此在測(cè)量過(guò)程中連續(xù)攪拌樣品，通常速度應(yīng)至少為0.3m/s，電解液應(yīng)定期更換， 使得測(cè)量精度和響應(yīng)時(shí)間受到擴(kuò)散因素的限制。 以前市場(chǎng)上的大多數(shù)儀器是克拉克電極型的，定期激活，并且透氧膜頻繁更換。 研究了膜電極的精密度,膜電極法測(cè)定溶解氧的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.41mg/L,變異系數(shù)為5.37%,碘量法測(cè)定溶解氧的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3mg/L,變異系數(shù)為4.81%。 與碘量法比較,各樣品的相對(duì)誤差分別小于0.21mg/L和2.77%,相對(duì)誤差在2.52%～2.77%之間。 具有代表性的產(chǎn)品有JBB-607便攜式溶解氧計(jì)、PC-802型和LD-3000型工業(yè)溶解氧計(jì),該儀器無(wú)需更換氧膜,即可實(shí)現(xiàn)智能化測(cè)量。 該儀器具有穩(wěn)定、可靠、操作方便等優(yōu)點(diǎn)(>可單手操作),可在氧濃度(mg/L或ppm)和氧飽和度百分比(%)兩種溶解氧含量單位上顯示測(cè)量結(jié)果。 適用于各種工業(yè)水溶液中氧含量的測(cè)定。
3.導(dǎo)電方法: 導(dǎo)電離子是由導(dǎo)電或其他化合物與水中溶解氧(DO)反應(yīng)而形成的。測(cè)量水樣本的電導(dǎo)率含量可得出溶解氧的濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，電導(dǎo)率每增加0.035 s/cm，相當(dāng)于增加1mg/L 溶解氧(DO-rrb-。該方法是溶解氧(DO-RRB-zui)測(cè)定的靈敏方法之一，可連續(xù)監(jiān)測(cè)。通過(guò)與溶解氧(DO)的相同定量反應(yīng)，得到了離子: 4Tl + o2 + 2H2O à4tl + + 4OH-的陽(yáng)極溶出伏安法。該方法具有樣品量小、靈敏度高、溫度影響小等優(yōu)點(diǎn)。目前，我國(guó)水質(zhì)檢驗(yàn)的常規(guī)程序是取樣和實(shí)驗(yàn)室分析。目前，中國(guó)已有一些單位和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)了一些小型溶解氧儀表，這些儀表一般采用現(xiàn)有的測(cè)量方法。中國(guó)也有一些熒光溶解氧傳感器的研究，技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)外的平均水平，但實(shí)現(xiàn)商品化的研究較少。國(guó)外普遍采用一種新型的基于熒光猝滅效應(yīng)的溶解氧測(cè)定儀，能夠快速、遠(yuǎn)距離地測(cè)定溶解氧。一般來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)上大多數(shù)商業(yè)化的測(cè)量設(shè)備都是基于克拉克電極的，而基于熒光猝滅的光纖測(cè)量傳感器很少。為了防止污染、水生物腐蝕、干擾，儀器的抗力是關(guān)鍵。應(yīng)研究敏感膜的化學(xué)穩(wěn)定性、儀器的防腐性能和電路的工作穩(wěn)定性。
4.熒光猝滅法。熒光猝滅法的測(cè)定是基于氧分子對(duì)熒光物質(zhì)的猝滅作用原理，根據(jù)樣品溶液中熒光的強(qiáng)弱來(lái)測(cè)定樣品溶液中熒光物質(zhì)的含量。光信號(hào)傳輸是通過(guò)光纖傳感器實(shí)現(xiàn)的。由于光纖傳感器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無(wú)電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，并且易于利用現(xiàn)有的光通信技術(shù)組成遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)，可以對(duì)傳統(tǒng)傳感器進(jìn)行擴(kuò)展和改進(jìn)。在很多情況下，它可以完成傳統(tǒng)傳感器難以甚至不可能完成的任務(wù)，因此非常適合熒光傳輸和檢測(cè)。檢測(cè)原理基于Stern-Vlomer的猝滅方程:F0//u002FF = 1+Ksv [Q]，其中F0為無(wú)氧水的熒光強(qiáng)度，F(xiàn)為待測(cè)水樣的熒光強(qiáng)度，Ksv為方程常數(shù)，[Q]為溶解氧濃度。溶解氧濃度[Q]可以根據(jù)實(shí)際測(cè)量的熒光強(qiáng)度F0和F以及已知的KSV來(lái)計(jì)算。實(shí)驗(yàn)表明，該檢測(cè)方法克服了碘量法和安培法的缺點(diǎn)，具有良好的光化學(xué)穩(wěn)定性、重現(xiàn)性、無(wú)延遲、準(zhǔn)確度高、使用壽命長(zhǎng)，可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)水中溶解氧。測(cè)量范圍一般為0 ~ 20 mg//u002FL，精度一般≤ 1%，響應(yīng)時(shí)間≤60s。
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