水中溶解氧的测定方法进展.pdf

第41卷第7期
化工.技术与开发
Vol 41
2012年7月
Technology Development of Chemical Industr
Jul.2012
水中溶解氧的测定方法进展
夏强,李潇,任立,邡欢,刘智峰
(陕西理工学院化工学院,陕西汉中723001)
摘要:综述了溶解氧测定的方法原理及适用范围,重点论述了碘量法、氧电极法、分光光度法、荧光猝灭
法的研究进展,并对溶解氧测定方法的发展应用进行了展望。
关键词:溶解氧;测定;进展
中图分类号:0657
文献标识码:A
文章编号:1671-99052012)07-0047-03
溶解氧( Dissloved oxygen DO)是溶于水中的分合酸代替H2SO2溶解沉淀,通过对蒸馏水、自来水
子态氧,是水体与大气平衡或经过水中的化学、生物池塘水、废水进行溶解氧测定,校正了水样色度与氧
化学反应产生而存在于水体中的氧,是水生生物必化还原物质的干扰,效果明显,结果均非常满意。另
不可少的条件。溶解氧的测定能够反映出水体受污外,为了使测定终点更明显,通常适当地将硫代硫酸
染的程度,是水体污染程度的重要指标,对研究水体钠的浓度稀释一定倍数,这样能够更加准确地测定
自净作用及水产养殖具有重要意义。目前,测定溶出溶解氧含量。
解氧的最常用方法有碘量法和氧化电极法,另外,为
了弥补常用方法在测定过程中出现的误差,其它
2氧电极法
些更快捷更标准的溶解氧测定法也逐渐被采用,如
氧电极法(即 lark电极法)是一种电化学检测
分光光度法、荧光淬灭法等。
方法,其原理是依据分子氧透过薄膜(一般为聚四氟
乙烯薄膜)的扩散速率来测定水中溶解氧的含量。
碘量法(GB7489-87)
透过气体中的氧气扩散到电解液中立即在阴极(正
碘量法是检测水中溶解氧含量的基准方法。其极)如金电极上发生还原反应,在阳极(负极)如银
原理是通过在水样中加入一定量的MnSO2和NaOH-氯化银电极上发生氧化反应,反应产生的电流与氧
KI,将水中的溶解氧转化为棕黄色沉淀Mn(OHa。然气的浓度成正比,通过测量电极中电流的大小就可
后浓硫酸将沉淀溶解,产生的Mn仲与KI反应生成以计算岀溶解氧的浓度
I2,以淀粉为指示剂,用Na2S2(の2滴定,根据NafS203
氧电极法能够在线检测岀溶解氧的浓度,而且
的用量就可以计算出水样中氧气的含量。
还能够避免废水的色度、浊度、废水中的铁离子以及
碘量法是一种传统的溶解氧测量方法,测量准其它能与碘作用的杂质离子的影响。但由于样品中
确度高且重复性好,此法适用于各种溶解氧浓度大存在的其他物质如溶剂,油类,硫化物,碳酸盐,藻类
于02mg?L'和小于20mg?L'的水样。当水样中等会引起薄膜的阻塞损坏,以及透气膜的老化和腐
有亚硝酸氮的影响时,采用叠氮化钠修正法;当水蚀电极,而且它是依靠电极本身的氧化作用发生的
样中二价铁含量高于1mg?L'时,采用高锰酸钾修氧化还原反应测定溶解氧浓度,测定过程中需要消
正法;当水样有色或含有藻类及悬浮物时,采用明耗氧,因此需要定期更换透气膜和电解液,减少误
矾絮凝修正法;当水样中含有活性污泥时,采用硫酸差。另外一些气体如氯气、二氧化硫、硫化氢、胺、氨
铜一氨基磺酸絮凝修正法。部分研究者对碘量法二氧化碳、溴和碘能够扩散通过薄膜,影响被测电流
做了改进,针对水样色度与氧化物的影响,王琪,袁而产生干扰,因此要做空白试验,校正这些物质的干
翠叫用碘量法测定溶解氧时,用NH2H20-K代替扰,排除误差。该法可用于环境监测及对水产养殖
NaOH-KI固定溶解氧,用1:1的HSO4和H3PO4混废水、锅炉供水、发酵废水溶解氧的测定。美国YSI
作者简介:夏强(1991-),男,映西理工学院化工学院环境科学专业本科学生。
通讯联系人:刘智峰(1979),硕士,主要从事环境生物学方向研究。E-mail:liuf@)nut.edu.cn
收稿日期:2012-04-13
化工技术与开发
第41卷
公司依据此原理生产的一些便携式溶解氧测量仪,氧含量的吸光光度法。最适波长为600m,检出限
如YSl58型溶解氧测量仪等,携带方便,操作简便,为2ug?L,溶解氧浓度在10~100pg?L内与吸
可高质量地完成实验室和野外环境的测试工作。王光度呈线性关系。杨蕊等刚采用深蓝色氧化态靛
玉田、刘蕊、侯培国等以此为基础,研制了基于氧蓝试剂制备还原态的靛蓝试剂,制成了一种测定溶
传感器的智能污水溶解氧浓度测量系统,该系统以解氧专用的液体试剂。将此试剂封装在特制的玻璃
单片机为核心,进行控制和信号处理,并具有温度、管中,分别采用目视比色和手持式光度计定量测定
大气压等的自动补偿功能,现场测试表明该仪器性水中的溶解氧含量,用于现场快速测定,测定结果
能可靠,抗干扰能力强,具有较高的精度与稳定性,与标准吻合,误差不超过5%。
可用于环境监测、对水产养殖废水、锅炉供水、发酵
废水溶解氧的测定,有较好的效果。
4荧光猝灭法
3分光光度法
氧对一些荧光物质的荧光具有猝灭作用,从而
可以降低荧光物质的荧光强度和缩短荧光维持寿
分光光度法测定水中溶解氧是基于分子吸收光命。根据这一原理,可以通过测量荧光物质的荧光
谱原理。水样经硫酸锰和碱性碘化钾固定后,生成维持寿命或强度来测定试样中氧的含量,即氧分子
Mn(OH2棕色沉淀,后经浓HSO4溶解,溶液呈黄色,含量越多,荧光寿命越短,对应强度越低。荧光的
溶解氧的含量与溶液黄色深浅有关,测量黄色物质的强度或寿命与氧气浓度的关系可用Stem- Volmoer
吸光度可以计算出水中溶解氧。另外,还可加入显色方程来描述:M=ro/=1+K[Q"リ。式中bo分别
剂与溶液中锰、碘元素生成有色物质,在特征波长下为有氧条件下的荧光强度和寿命;1,r分别为无氧
测量有色物质吸光度,换算成水中氧气的浓度。
条件下的荧光强度和寿命;[]为溶解氧浓度,K为
该方法能比较方便地测出水中溶解氧的浓度,Stem- Volmoer常数,固定指示剂K值一定,通过测定
但直接测量的浓度比较小,经常需要稀释再进行测∥I或rr可测定溶解氧的浓度。
量,对于溶解氧含量小的样品测量比较合适。水中
荧光光度法是近年来研究比较活跃的领域,其
的色度,浊度,以及各种杂质离子都会对吸光度的有不耗氧,无需参比电极,没有电磁场的干扰等优
測量产生影响,从而影响溶解氧的浓度。因此该方点,几平可以用于大部分的工业废水、生活污水的溶
法不适于有色及高浊度的工业废水的测量,但对于解氧测量。但是在用荧光光度法测量过程中荧光剂
地表水,锅炉废水的测量比较适宜。陈晓湘等根会出现流失现象,导致测量结果出现偏差,所以要适
据水中溶解氧经MnSO2,NaOH-KI固定,加浓H2SO2时补充荧光剂的量。以该种方法为主要原理测量溶
溶解后,水中溶解氧的浓度与溶液黄色深浅有关,通解氧的光化学传感器正在被研究开发。张建标等
过实验确定分光光度法测定水中溶解氧的最佳波长以 Ru(bpy)AC2为指示剂,研制一种测定溶解氧的光
为450m,用此法与碘量法测量同一水样,经统计无纤氧传感器。该传感器的响应时间小于308,检测准
显著性差别。沙鸥等根据碘与淀粉反应生成蓝确度为0.0lmg?L2,抗干扰能力强,重复性和稳定
色络合物,及此络合物在574nm处有吸收峰,以碘性好,可用于对环境水质的在线