一、溶解氧介紹

　　溶解氧(Dissolved Oxygen)是指溶解于水中分子狀態(tài)的氧，即水中的O2，用DO表示。溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。溶解氧的一個(gè)來源是水中溶解氧未飽和時(shí)，大氣中的氧氣向水體滲入;另一個(gè)來源是水中植物通過光合作用釋放出的氧。

　　溶解氧隨著溫度、氣壓、鹽分的變化而變化，一般說來，溫度越高，溶解的鹽分越大，水中的溶解氧越低;氣壓越高，水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亞硝酸根、亞鐵離子等還原性物質(zhì)所消耗外，也被水中微生物的呼吸作用以及水中有機(jī)物質(zhì)被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以說溶解氧是水體的資本，是水體自凈能力的表示。天然水中溶解氧近于飽和值(9ppm)，藻類繁殖旺盛時(shí)，溶解氧含量下降。水體受有機(jī)物及還原性物質(zhì)污染可使溶解氧降低，對于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)來說，水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關(guān)重要的影響，當(dāng)溶解氧低于4mg/L時(shí)，就會引起魚類窒息死亡，對于人類來說，健康的飲用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。當(dāng)溶解氧(DO)消耗速率大于氧氣向水體中溶入的速率時(shí)，溶解氧的含量可趨近于0，此時(shí)厭氧菌得以繁殖，使水體惡化，所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染，特別是有機(jī)物污染的程度，它是水體污染程度的重要指標(biāo)，也是衡量水質(zhì)的綜合指標(biāo)。因此，水體溶解氧含量的測量，對于環(huán)境監(jiān)測以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽

　　二、溶解氧原理

　　1.膜法

　　溶解氧分析儀測量原理氧在水中的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽。溶解氧分析儀傳感部分是由金電極(陰極)和銀電極(陽極)及氯化鉀或氫氧化鉀電解液組成，氧通過膜擴(kuò)散進(jìn)入電解液與金電極和銀電極構(gòu)成測量回路。當(dāng)給溶解氧分析儀電極加上0.6～ 0.8V 的極化電壓時(shí)，氧通過膜擴(kuò)散，陰極釋放電子，陽極接受電子，產(chǎn)生電流，整個(gè)反應(yīng)過程為：陽極 Ag+Cl→AgCl+2e- 陰極 O2+2H2O+4e→4OH- 根據(jù)法拉第定律：流過溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關(guān)系。

　　2.熒光法

　　熒光法探頭里面內(nèi)置光源，發(fā)出藍(lán)光照射在熒光層上，熒光物質(zhì)收到激發(fā)發(fā)出紅光，由于氧分子可以帶走能量(猝熄效應(yīng))，所以激發(fā)的紅光的時(shí)間和強(qiáng)度與氧分子的濃度成反比。通過測量激發(fā)紅光與參比光的相位差，并與內(nèi)部標(biāo)定值對比，從而可計(jì)算出氧分子的濃度。測量時(shí)不消耗氧氣，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，性能可靠，沒有干擾。

　　三、表示方法

　　溶解氧含量的表示方法溶解氧含量有3 種不同的表示方法：氧分壓(mmHg);百分飽和度(%);氧濃度(mg/L 或10-6)，這3 種方法本質(zhì)上沒什么不同。

　?、欧謮罕硎痉ǎ貉醴謮罕硎痉ㄊ亲罨竞妥畋举|(zhì)的表示法。根據(jù)Henry 定律可得，P=(Po2+P H2O)×0.209，其中，P 為總壓;Po2 為氧分壓(mmHg);P H2O 為水蒸氣分壓;0.209 為空氣中氧的含量。

　?、瓢俜诛柡投缺硎痉ǎ河捎谄貧獍l(fā)酵十分復(fù)雜，氧分壓不能計(jì)算得到，在此情況下用百分飽和度的表示法是最合適的。例如將標(biāo)定時(shí)溶解氧定為100%，零氧時(shí)為0%，則反應(yīng)過程中的溶解氧含量即為標(biāo)定時(shí)的百分?jǐn)?shù)。

　?、茄鯘舛缺硎痉ǎ焊鶕?jù)Henry 定律可知氧濃度與其分壓成正比，即：C=Po2 ×a，其中C 為氧濃度(mg/L);Po2 為氧分壓(mmHg);a 為溶解度系數(shù)(mg/mmHg·L)。溶解度系數(shù)a 不僅與溫度有關(guān)，還與溶液的成分有關(guān)。對于溫度恒定的水溶液，a 為常數(shù)，則可測量氧的濃度。氧濃度表示法在發(fā)酵工業(yè)中不常用，但在污水處理、生活飲用水等過程中都用氧濃度來表示。

　　四、注意的問題

　　注意的問題對溶解氧分析儀來說，只要選型、設(shè)置、維護(hù)得當(dāng)，一般均能滿足工藝的測量要求。溶解氧分析儀的使用不好的主要問題出在：使用維護(hù)不正確;電極內(nèi)部泄露造成溫度補(bǔ)償不正常;電極輸入阻抗降低等。

　?、?日常維護(hù)儀表的日常維護(hù)主要包括定期對電極進(jìn)行清洗、校驗(yàn)、再生。

　?、?～2 周應(yīng)清洗一次電極，如果膜片上有污染物，會引起測量誤差。清洗時(shí)應(yīng)小心，注意不要損壞膜片。將電極放入清水中涮洗，如污物不能洗去，用軟布或棉布小心擦洗。

　?、?～3 月應(yīng)重新校驗(yàn)一次零點(diǎn)和量程。

　?、请姌O的再生大約1 年左右進(jìn)行一次。當(dāng)測量范圍調(diào)整不過來，就需要對溶解氧電極再生。電極再生包括更換內(nèi)部電解液、更換膜片、清洗銀電極。如果觀察銀電極有氧化現(xiàn)象，可用細(xì)砂紙拋光。

　　⑷在使用中如發(fā)現(xiàn)電極泄露，就必須更換電解液。

　　下圖分別為杭州美控自動化的熒光法溶氧儀和膜法溶氧儀。