溶解氧(DO)作為水質(zhì)的重要指標(biāo)之一,不僅影響著水體的自凈能力,還直接關(guān)系到水生生物的生存環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)。因此,準(zhǔn)確、高效地測(cè)定溶解氧含量對(duì)于環(huán)境保護(hù)、水資源管理和水質(zhì)監(jiān)測(cè)具有重要意義。本文將詳細(xì)介紹幾種常見的溶解氧測(cè)定方法,并分析各自的優(yōu)缺點(diǎn),以便讀者根據(jù)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(yīng)用廣泛的溶解氧測(cè)定方法,被譽(yù)為溶解氧檢測(cè)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。該方法基于化學(xué)反應(yīng)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(jù)滴定過(guò)程中消耗的硫代硫酸鈉量來(lái)計(jì)算溶解氧的濃度。


優(yōu)點(diǎn):


準(zhǔn)確度高,適用于需要高精度數(shù)據(jù)的研究或監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。


方法成熟,歷史悠久,有完善的標(biāo)準(zhǔn)操作程序。


缺點(diǎn):


操作步驟相對(duì)繁瑣,需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和操作技能。


采樣要求高,需現(xiàn)場(chǎng)固定,保存條件嚴(yán)格,易受干擾物質(zhì)影響。例如,易氧化的有機(jī)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(duì)測(cè)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(cè)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(yīng)將溶解氧轉(zhuǎn)化為電流信號(hào),通過(guò)測(cè)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(cè)定并現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)。


響應(yīng)速度快,適合現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定和長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)。


缺點(diǎn):


電極的穩(wěn)定性和壽命會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,需要定期維護(hù)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(kuò)散影響被測(cè)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(cè)方法。該方法利用熒光物質(zhì)在特定波長(zhǎng)光的激發(fā)下發(fā)出的熒光強(qiáng)度與溶解氧濃度成反比的特性,通過(guò)測(cè)量熒光強(qiáng)度的變化來(lái)間接計(jì)算溶解氧的濃度。


優(yōu)點(diǎn):


靈敏度高,響應(yīng)速度快。


儀器小巧便攜,適合野外監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)快速分析。


不消耗氧氣,沒有流速和攪動(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(shè)備成本相對(duì)較高。


熒光物質(zhì)的穩(wěn)定性和壽命也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。


水中濁度和鹽度對(duì)其結(jié)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(yīng)物不同而有所差異,但其基本原理都是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和顏色變化來(lái)測(cè)定溶解氧的含量。這類方法通常包括向水樣中加入含有反應(yīng)物的指示液,使水樣中的溶解氧與反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并觀察和計(jì)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,可用于不同類型的水樣。


通過(guò)顏色變化直觀反映溶解氧含量。


缺點(diǎn):


操作相對(duì)繁瑣,需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)備。


準(zhǔn)確性受多種因素影響,如指示劑的選擇、反應(yīng)條件等。

五、在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備


隨著智能化技術(shù)的發(fā)展,在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備在水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。這些設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)、連續(xù)地監(jiān)測(cè)溶解氧等水質(zhì)參數(shù),并將數(shù)據(jù)傳輸至中心控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理。


優(yōu)點(diǎn):


提高了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。


大大降低了人工干預(yù)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。


適合需要長(zhǎng)期、連續(xù)監(jiān)測(cè)的大型項(xiàng)目或科研機(jī)構(gòu)。


缺點(diǎn):


設(shè)備成本和維護(hù)成本相對(duì)較高。


對(duì)操作人員的專業(yè)技能有一定要求。


六、方法選擇建議


在選擇溶解氧測(cè)定方法時(shí),應(yīng)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(cè)精度要求:對(duì)于需要高精度數(shù)據(jù)的研究或監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,應(yīng)優(yōu)先考慮碘量法或電化學(xué)法中的高精度設(shè)備。


操作簡(jiǎn)便性:現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定和長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)的需求不同,應(yīng)選擇操作簡(jiǎn)便、響應(yīng)速度快的方法。


成本:考慮設(shè)備成本、試劑成本以及維護(hù)成本等因素,選擇性價(jià)比高的方法。


綜上所述,溶解氧測(cè)定方法多種多樣,各有優(yōu)缺點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)具體需求和條件選擇合適的方法。無(wú)論是傳統(tǒng)的碘量法、電化學(xué)法、熒光法還是現(xiàn)代化的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備,都是水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的重要工具。最重要的是,無(wú)論采用哪種方法,都應(yīng)嚴(yán)格遵循操作步驟和注意事項(xiàng),確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。