溶解氧及其濃度測(cè)量

一、溶解氧的概述

溶氧(DO)是溶解氧（Dissolved Oxygen）的簡(jiǎn)寫，是表征水溶液中氧濃度的參數(shù)，是溶解在水中的分子態(tài)氧。溶解氧的單位是mg/L，以每升水含氧毫克數(shù)表示。水中溶解氧的多少是水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo)。高溶解氧有利于水體中各種污染物的降解，使水體快速得到凈化；反之，溶解氧低，水體中污染物降解緩慢。

二、影響溶解氧的因素

水中溶解氧含量受兩種作用的影響：一種是使DO下降的耗氧作用，包括好氧有機(jī)物降解和生物呼吸的耗氧量；另一種是增加DO的復(fù)氧作用，主要包括：空氣中氧氣的溶解、水生植物的光合作用等。這兩種作用的相互消長(zhǎng)，使水中溶解氧含量呈現(xiàn)出時(shí)空變化。在自然條件下，水在流動(dòng)時(shí)，復(fù)氧過程比較迅速，較易補(bǔ)充水中氧的消耗，使水體中溶解氧保持一定的水平，反之，在靜水條件下，復(fù)氧過程緩慢，水中含氧得不到及時(shí)補(bǔ)充，處于嫌氣狀態(tài)。當(dāng)工業(yè)廢水和生活污水?dāng)y帶大量有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入水體時(shí)，水體脫氧嚴(yán)重，這時(shí)即使在流動(dòng)的河水中，由于復(fù)氧過程彌補(bǔ)不了這樣大幅度的脫氧，也會(huì)出現(xiàn)溶解氧迅速下降，造成魚類和需氧生物死亡及水質(zhì)惡化。水體受有機(jī)物及還原物質(zhì)污染,可使溶解氧降低。天然水體中DO的含量，除與水體中的生物數(shù)量和有機(jī)物的數(shù)量有關(guān)外，還與水溫和水層有關(guān)。在正常情況下地表水中溶解氧量為5-10mg/L，在有風(fēng)浪時(shí)，海水中溶解氧可達(dá)14 mg/L，在水藻繁生的水體中，由于光合作用使放氧量增加，也可能使水中的氧達(dá)到過飽和狀態(tài)，地下水中一般溶解氧較少，深層水中甚至完全無氧。水中溶解氧的含量與水溫，氧分壓，鹽度，水深深度，水生生物的活動(dòng)和耗氧有機(jī)物濃度等因素有關(guān)。

水溫：當(dāng)氧分壓和鹽分含量一定時(shí)，溶解氧飽和含量隨水溫升高而降低。低溫下溶解氧飽和度隨溫度變化更顯著。

含鹽量：在水溫和氧分壓不變的情況下，水的含鹽量越高，水中溶解氧的飽和含量越低，海水的含鹽量遠(yuǎn)高于淡水。在相同條件下，溶解氧海水中的氧飽和度遠(yuǎn)低于淡水。天然淡水中鹽分的變化很小，所以鹽分對(duì)溶解氧飽和度的影響不大，可以用近似以純水中的飽和含量計(jì)算。

氧分壓：當(dāng)水溫和含鹽量恒定時(shí)，水中溶解氧的飽和含鹽量隨液面上氧分壓的增加而增加。

三、溶解氧的測(cè)量方法

溶解氧的測(cè)定方法很多，以化學(xué)法與儀器法為主。化學(xué)法主要包括滴定法以及目視比色法，而儀器法則包括光學(xué)分析法，色譜分析法和電化學(xué)法等。儀器法就是利用各種儀器測(cè)定溶解氧在化學(xué)反應(yīng)過程中或其生成的各種物理信號(hào)，然后將這些信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，或者直接測(cè)定溶解氧在電極反應(yīng)中的電信號(hào)，電信號(hào)再經(jīng)過放大處理或數(shù)模轉(zhuǎn)換，zui后將結(jié)果輸出到儀器表頭，從而可以直接測(cè)出溶解氧的含量。

儀器法中特別要強(qiáng)調(diào)的是傳感器法已日益成熟并得到廣泛的應(yīng)用，它分為光學(xué)與電化學(xué)兩類。其中，覆膜電極法就是通過具有選擇性的透氧膜使水中的溶解氧在電極上直接產(chǎn)生與氧濃度成正比的電信號(hào)（電流或者電位）再將這一電信號(hào)經(jīng)放大，轉(zhuǎn)換及溫度補(bǔ)償后輸出到儀器讀數(shù)中。

四、溶解氧測(cè)量中出現(xiàn)的問題及分析 

1、溶解氧過飽和現(xiàn)象 

采樣時(shí)，溶解氧經(jīng)常出現(xiàn)過飽和現(xiàn)象。氣壓與鹽度波動(dòng)不大，因此不會(huì)是主要影響因素。分析其主要原因，首先，如果是冬季，水溫低將會(huì)是一大影響因素；其次，采樣不規(guī)范，固定溶解氧時(shí)發(fā)生曝氣；再次，藻類水草或其他水生植物在表層大量繁殖進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，造成富氧狀態(tài)；zui后，其他未知因素，干擾傳感器正常工作。 

2、溶解氧過低現(xiàn)象 

采樣時(shí)，地表水溶解氧也經(jīng)常出現(xiàn)過低現(xiàn)象。分析其原因，首先，這一現(xiàn)象一般出現(xiàn)在夏季天氣炎熱時(shí)，溫度升高造成水中氧的溶解量降低；其次，夏季天氣悶熱，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；其次，水體生態(tài)環(huán)境本身原因，深度、溫度、時(shí)間、光照條件、水生生物的呼吸作用，水體的耗氧與復(fù)氧作用，氧垂曲線的變化等；再次，水體中的干擾物質(zhì)對(duì)傳感器的影響。