溶解氧(DO)作為水質(zhì)的重要指標之一,不僅影響著(zhù)水體的自?xún)裟芰?,還直接關(guān)系到水生生物的生存環(huán)境和生態(tài)系統的健康狀態(tài)。因此,準確、高效地測定溶解氧含量對于環(huán)境保護、水資源管理和水質(zhì)監測具有重要意義。本文將詳細介紹幾種常見(jiàn)的溶解氧測定方法,并分析各自的優(yōu)缺點(diǎn),以便讀者根據實(shí)際需求選擇合適的方法。


一、碘量法(GB 748987)


碘量法是一種歷史悠久且應用廣泛的溶解氧測定方法,被譽(yù)為溶解氧檢測的“金標準”。該方法基于化學(xué)反應原理,通過(guò)錳固氧技術(shù)將水中溶解氧固定,隨后酸溶解析出碘(I2),再用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)進(jìn)行滴定,根據滴定過(guò)程中消耗的硫代硫酸鈉量來(lái)計算溶解氧的濃度。


優(yōu)點(diǎn):


準確度高,適用于需要高精度數據的研究或監測項目。


方法成熟,歷史悠久,有完善的標準操作程序。


缺點(diǎn):


操作步驟相對繁瑣,需要專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗設備和操作技能。


采樣要求高,需現場(chǎng)固定,保存條件嚴格,易受干擾物質(zhì)影響。例如,易氧化的有機物(如丹寧酸、腐植酸和木質(zhì)素等)和可氧化的硫的化合物(如硫化物、硫脲)等會(huì )對測定產(chǎn)生干擾。


二、電化學(xué)法(膜電極法)


電化學(xué)法,特別是膜電極法,是目前最常用的溶解氧測定方法之一。該方法利用電化學(xué)原理,通過(guò)電極的氧化還原反應將溶解氧轉化為電流信號,通過(guò)測量電流的大小即可得知溶解氧的含量。


優(yōu)點(diǎn):


操作簡(jiǎn)便快捷,無(wú)需配置試劑,可快速測定并現場(chǎng)讀數。


響應速度快,適合現場(chǎng)快速測定和長(cháng)期連續監測。


缺點(diǎn):


電極的穩定性和壽命會(huì )影響測量結果的準確性,需要定期維護和更換。


某些物質(zhì)(如氯、二氧化硫、硫化氫等)可能通過(guò)膜擴散影響被測電流,從而產(chǎn)生干擾。


三、熒光法


熒光法是一種基于熒光猝熄原理的溶解氧檢測方法。該方法利用熒光物質(zhì)在特定波長(cháng)光的激發(fā)下發(fā)出的熒光強度與溶解氧濃度成反比的特性,通過(guò)測量熒光強度的變化來(lái)間接計算溶解氧的濃度。


優(yōu)點(diǎn):


靈敏度高,響應速度快。


儀器小巧便攜,適合野外監測和現場(chǎng)快速分析。


不消耗氧氣,沒(méi)有流速和攪動(dòng)的要求,不受一些化學(xué)物質(zhì)(如硫化物)的干擾。


缺點(diǎn):


設備成本相對較高。


熒光物質(zhì)的穩定性和壽命也會(huì )影響測量結果的準確性。


水中濁度和鹽度對其結果影響較大。


四、滴定法(廣義上的化學(xué)滴定方法)


滴定法是一種更為廣義的化學(xué)分析方法,雖然具體操作可能因使用的指示劑和反應物不同而有所差異,但其基本原理都是通過(guò)化學(xué)反應和顏色變化來(lái)測定溶解氧的含量。這類(lèi)方法通常包括向水樣中加入含有反應物的指示液,使水樣中的溶解氧與反應物發(fā)生化學(xué)反應,并觀(guān)察和計算顏色變化程度來(lái)確定溶解氧含量。


優(yōu)點(diǎn):


適用范圍廣,可用于不同類(lèi)型的水樣。


通過(guò)顏色變化直觀(guān)反映溶解氧含量。


缺點(diǎn):


操作相對繁瑣,需要專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗技能和設備。


準確性受多種因素影響,如指示劑的選擇、反應條件等。

五、在線(xiàn)自動(dòng)監測設備


隨著(zhù)智能化技術(shù)的發(fā)展,在線(xiàn)自動(dòng)監測設備在水質(zhì)監測領(lǐng)域得到了廣泛應用。這些設備能夠實(shí)時(shí)、連續地監測溶解氧等水質(zhì)參數,并將數據傳輸至中心控制系統,實(shí)現遠程監控和數據管理。


優(yōu)點(diǎn):


提高了監測的準確性和效率。


大大降低了人工干預的成本和風(fēng)險。


適合需要長(cháng)期、連續監測的大型項目或科研機構。


缺點(diǎn):


設備成本和維護成本相對較高。


對操作人員的專(zhuān)業(yè)技能有一定要求。


六、方法選擇建議


在選擇溶解氧測定方法時(shí),應綜合考慮以下因素:


水樣性質(zhì):不同水樣可能含有不同的干擾物質(zhì),選擇方法時(shí)需考慮這些物質(zhì)的干擾程度。


檢測精度要求:對于需要高精度數據的研究或監測項目,應優(yōu)先考慮碘量法或電化學(xué)法中的高精度設備。


操作簡(jiǎn)便性:現場(chǎng)快速測定和長(cháng)期連續監測的需求不同,應選擇操作簡(jiǎn)便、響應速度快的方法。


成本:考慮設備成本、試劑成本以及維護成本等因素,選擇性?xún)r(jià)比高的方法。


綜上所述,溶解氧測定方法多種多樣,各有優(yōu)缺點(diǎn)。在實(shí)際應用中,應根據具體需求和條件選擇合適的方法。無(wú)論是傳統的碘量法、電化學(xué)法、熒光法還是現代化的在線(xiàn)自動(dòng)監測設備,都是水質(zhì)監測中的重要工具。最重要的是,無(wú)論采用哪種方法,都應嚴格遵循操作步驟和注意事項,確保測量結果的準確性和可靠性。