溶解氧測(cè)定方法分析與研究

陶淑蕓 王 震 王桂林

（江蘇省水文水資源勘測(cè)局連云港分局 連云港 222004）

溶解氧測(cè)定方法分析與研究

陶淑蕓 王 震 王桂林

（江蘇省水文水資源勘測(cè)局連云港分局 連云港 222004）

介紹了目前水質(zhì)監(jiān)測(cè)中溶解氧的幾種常規(guī)測(cè)定方法，并分析各方法的優(yōu)劣以及在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題。

溶解氧 測(cè)定方法 比對(duì)實(shí)驗(yàn)

溶解氧指溶解在水中的分子態(tài)氧。其含量與空氣中氧的分壓、水溫、深度、鹽度、水生生物的活動(dòng)、耗氧有機(jī)物濃度以及光照強(qiáng)度等多種條件有關(guān)。在水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中溶解氧可作為水體感官指標(biāo)及保護(hù)水生生物生存指標(biāo)，快速準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)溶解氧。在環(huán)境監(jiān)測(cè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、廢水生化處理等領(lǐng)域具有重要意義。

溶解氧的測(cè)定一般分為化學(xué)法和儀器法?；瘜W(xué)法主要為滴定法和目視比色法，儀器法則包括光學(xué)分析法、色譜分析法和電化學(xué)分析法等。其中電化學(xué)方法又分為極譜法、電位法、電量法、電導(dǎo)法和隔膜電極法（傳感器法）。眾多方法中目前應(yīng)用最廣泛的主要有碘量法、電化學(xué)探頭法和光學(xué)溶解氧傳感器法。下文就這三種方法在地表水溶解氧檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行比較分析。

1 方法介紹

我國(guó)采用的碘量法GB/T7489-87等效于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5813-1983Winkler測(cè)定法。電化學(xué)探頭法GB/T11913-89等效于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO5814-1990，HJ506—2009代替 GB/T 11913-89，2009年12月1日實(shí)施。

針對(duì)電化學(xué)探頭法具有膜和電極要定期維護(hù)，使用成本高等缺點(diǎn)，國(guó)外市場(chǎng)出現(xiàn)了一種新的基于熒光淬滅效應(yīng)的溶解氧檢測(cè)儀，能夠快速檢測(cè)溶解氧含量，傳感膜壽命長(zhǎng)，且在檢測(cè)時(shí)不消耗氧，使用簡(jiǎn)單方便。美國(guó)材料與檢測(cè)協(xié)會(huì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)組織（ASTM）最近已把此方法正式確認(rèn)為測(cè)量水中溶解氧的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法之一，并將其與化學(xué)滴定法（A方法）和電化學(xué)（膜）測(cè)量法（B方法）并列。

2 方法比較

碘量法測(cè)定溶解氧，需經(jīng)過(guò)溶解氧的固定、滴定及干擾的排除，需消耗化學(xué)試劑，步驟繁瑣耗時(shí)長(zhǎng)，干擾物質(zhì)影響多，現(xiàn)場(chǎng)固定保存條件嚴(yán)格，不適用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和野外快速監(jiān)測(cè)。當(dāng)然，排除干擾因素，規(guī)范操作，其結(jié)果是最準(zhǔn)確的。目前碘量法是測(cè)定水中溶解氧的基準(zhǔn)方法之一，應(yīng)用在結(jié)果比對(duì)、標(biāo)準(zhǔn)分析中。

表1 三種方法簡(jiǎn)介

表2 溶解氧實(shí)驗(yàn)室內(nèi)方法比對(duì)結(jié)果（單位mg/l）

電化學(xué)探頭法自動(dòng)化程度高，人為誤差小，與碘量法相比，具有操作簡(jiǎn)單、快捷高效的特點(diǎn)，無(wú)需配置試劑，可現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定，適于自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。但有些物質(zhì)會(huì)影響被測(cè)電流而干擾測(cè)定。

光學(xué)溶解氧傳感器法則彌補(bǔ)了電化學(xué)探頭法的很多缺陷，不需更換電解液，維護(hù)簡(jiǎn)單，測(cè)定時(shí)不消耗氧，因此沒(méi)有流動(dòng)速率和攪拌的要求，測(cè)定時(shí)受干擾影響小，且傳感器壽命長(zhǎng)。但作為一種新方法，目前應(yīng)用不夠普及，相關(guān)資料與研究較少，在實(shí)際使用中出現(xiàn)一些問(wèn)題，沒(méi)有參考依據(jù)，難以排查影響因素，需進(jìn)行方法比對(duì)。

3 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)方法比對(duì)

江蘇省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心連云港分中心開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室內(nèi)方法比對(duì)，采用碘量法、電化學(xué)探頭法和YSI 6600V2型多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀6150光學(xué)溶解氧傳感器法三種方法測(cè)定溶解氧，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果表明，碘量法室內(nèi)平行相對(duì)偏差為0.0%～0.6%，電化學(xué)探頭法室內(nèi)平行相對(duì)偏差為0.0%，可見(jiàn)方法本身精密度較高。碘量法和電化學(xué)探頭法比對(duì)實(shí)驗(yàn)相對(duì)偏差為0.6%～2.0%，碘量法和光學(xué)溶解氧傳感器法相對(duì)偏差為0.6%～9.8%，較室內(nèi)平行高，且偏差大的值出現(xiàn)在溶解氧值過(guò)飽和或很低的情況下，當(dāng)水體狀況良好時(shí)，偏差則較小。這說(shuō)明水質(zhì)不穩(wěn)定或存在干擾物質(zhì)對(duì)不同方法的測(cè)定結(jié)果影響很大。

4 問(wèn)題與分析

在日常水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，地表水溶解氧檢測(cè)值有時(shí)會(huì)出現(xiàn)過(guò)飽和或者過(guò)低的現(xiàn)象。

過(guò)飽和現(xiàn)象原因：大部分過(guò)飽和現(xiàn)象出現(xiàn)在冬季，低溫使水中氧的溶解度升高；采樣過(guò)程中發(fā)生曝氣；水生植物在表層大量繁殖進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，造成局部富氧狀態(tài)；干擾物質(zhì)對(duì)測(cè)定方法的影響。

過(guò)低現(xiàn)象原因：過(guò)低現(xiàn)象一般出現(xiàn)在夏季，溫度升高使水中氧的溶解度降低；天氣悶熱氣壓低，氧分壓也低，造成溶解氧有所降低；如果徑流補(bǔ)給少于蒸發(fā)量，造成水體鹽度升高，也會(huì)造成溶解氧的降低；干擾物質(zhì)對(duì)測(cè)定方法的影響。

總之，水中溶解氧的含量是溫度、鹽度、氣壓、水體環(huán)境等一系列因素綜合作用的結(jié)果。測(cè)定方法的不同也有可能是影響因素之一。經(jīng)過(guò)比對(duì)發(fā)現(xiàn)，以上三種方法在測(cè)定水質(zhì)較好水體，環(huán)境影響因素較小時(shí)，偏差很小。當(dāng)測(cè)定過(guò)小或過(guò)大值時(shí)，偏差變大，或水體含有干擾物質(zhì)，造成幾種方法的測(cè)定值波動(dòng)且偏差大