溶氧設(shè)備檢定介紹

　　上海博取儀器有限公司主要經(jīng)營：溶氧儀,微量溶氧儀,高溫溶氧儀,工業(yè)溶氧儀,在線溶氧儀

　　空氣中的分子態(tài)氧溶解在水中稱為溶解氧。水中的溶解氧的含量與空氣中氧的分壓、水的溫度都有密切關(guān)系。在自然情況下，空氣中的含氧量變動(dòng)不大，故水溫是主要的因素，水溫愈低，水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧，通常記作DO，用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo)。

　　人類及其他陸上動(dòng)物，是靠呼吸空氣中的氧氣生存。空氣中氧氣量多而穩(wěn)定，一般都是210毫升O2／升空 氣。因此，在空氣中生存的動(dòng)物，從來沒有感到缺氧的威脅。水中溶解的氧氣卻量少多變。例如淡水中溶解氧飽和 含量僅8—10毫升／升水，還不到空氣中氧氣含量的1／20。海水中溶解氧更少。這表明：水中魚、蝦、貝、 藻類的呼吸條件較差，不時(shí)面臨缺氧窒死的威脅。有人估計(jì)：直接間接缺氧致死的魚類，約占養(yǎng)殖魚類死 亡總數(shù)60％。 由此可見，掌握水中溶解氧的動(dòng)態(tài)規(guī)律，熟悉缺氧的原因及對策，對于正確組織養(yǎng)殖生產(chǎn)，改進(jìn)技術(shù)、奪取高產(chǎn)，是很重要的。

　　一、溶解氧的飽和含量

　　溶解氧是指以分子狀態(tài)溶存于水中的氧氣單質(zhì)，不是化合態(tài)的氧元素，也不是氧氣氣泡。溶解氧通常簡記為“DO”。 氧氣溶于水中是一可逆過程，O2溶入水中的速度與水中逸出O2的速度相等時(shí)，溶解即達(dá)成動(dòng)態(tài)平衡。此時(shí)，水中溶解 O2的濃度，即為該條件下溶解氧的飽和含量，在其他條件一定時(shí)，溶解氧飽和含量隨溫度、含鹽量升高而下降。

　　二、影響溶解氧飽和含量的因素

　　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)物濃度有關(guān)。

　　水溫：在氧氣分壓，含鹽量一定時(shí)，溶解氧的飽和含量隨著水溫的升高而降低。低溫下溶解氧的飽和含量隨溫度的變化更加顯著。含鹽量：在水溫，氧氣分壓一定時(shí)，水的含鹽 量越高，水中溶解氧的飽和含量越小。海水的 含鹽量比淡水的含鹽量高的多，在相同條件下，溶解氧在海水中的飽和含量比在淡水中要低得多。天然淡水水體內(nèi)含鹽量的變化幅度很小，所以含鹽量對溶解氧的飽和含量影響不大，可近似以純水中的飽和含量計(jì)算。

　　氧氣的分壓：在水溫含鹽量一定時(shí)，水中溶解氧的飽和含量隨液面上氧氣分壓的增大而增大。

　　亨利定律水面上氧氣分壓的大小與水面上大氣壓強(qiáng)有關(guān)。 隨著海拔的增高，大氣壓強(qiáng)逐漸降低，所以對 于地處高原區(qū)域的天然水，溶解氧的飽和含量 較低。　　水中溶解氧含量還受到兩種作用的影響：一種是 使DO下降的耗氧作用，包括好氧有機(jī)物降解的 耗氧，生物呼吸耗氧；另一種是使DO增加的復(fù) 氧作用，主要有空氣中氧的溶解，水生植物的 光合作用等。這兩種作用的相互消長，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)。

　　溶氧儀

　　溶氧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 解氧儀_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。

　　制約溶氧儀氧測量的因素：溫度、壓力和水中溶解的鹽，流速。

　　1. 溫度的影響 由于溫度變化，膜的擴(kuò)散系數(shù)和氧的溶解度都將 發(fā)生變化，直接影響到溶氧電極電流輸出，常采用熱 敏電阻來消除溫度的影響。溫度上升，擴(kuò)散系數(shù)增加，溶解度反而減小。溫度對溶解度系數(shù)a 的影響可以根 據(jù)Henry 定律來估算，溫度對膜擴(kuò)散系數(shù)β可以通過阿侖尼烏斯定律來估算。當(dāng)溶解度系數(shù)a 計(jì)算出來后，可通過儀表指示和化驗(yàn)分析值對比計(jì)算出膜的擴(kuò)散系數(shù)(這里略去計(jì)算過程)， 膜的擴(kuò)散系數(shù)在25℃時(shí)為1.5%/℃。

　　(1) 氧的溶解度系數(shù)：由于溶解度系數(shù)不僅受溫度的影響，而且受溶液的成分的影響。在相同氧分壓下，不同組分的實(shí)際氧濃度也可能不同。根據(jù)亨利定律可知氧濃度與其分壓成正比，對于稀溶液，溫度變化溶解度系數(shù)a 的變化約 為2%/℃。

　　(2) 膜的擴(kuò)散系數(shù)：根據(jù)阿侖尼烏斯定律，溶 解度系數(shù)β與溫度T 的關(guān)系為：C=KPo2· exp(β／T)，其中假定K、Po2 為常數(shù)，則可以計(jì) 算出β在25℃時(shí)為2.3%/℃。

　　2. 大氣壓的影響根據(jù)Henry定律，氣體的溶解度與其分壓成正比。氧分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān)，高 原地區(qū)和平原地區(qū)的差可達(dá)20%，使用前必須 根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮哼M(jìn)行補(bǔ)償。有些儀表內(nèi)部配有氣壓表，在標(biāo)定時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行校正；有些儀表未配置氣壓表，在標(biāo)定時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁┑臄?shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，如果數(shù)據(jù)有誤，將導(dǎo)致較大的測量誤差。

　　3. 溶液中含鹽量鹽水中的溶解氧明顯低于自來水中的溶解氧，為了準(zhǔn)確測量，必須考慮含鹽量對溶解氧 的影響。在溫度不變的情況下，鹽含量每增加 100mg/L，溶解氧降低約1%。如果儀表在標(biāo) 定時(shí)使用的溶液的含鹽量低，而實(shí)際測量的溶液的含鹽量高，也會(huì)導(dǎo)致誤差。在實(shí)際使用中必須對測量介質(zhì)的含鹽量進(jìn)行分析，以便準(zhǔn)確 測量及正確補(bǔ)償。

　　4. 樣品的流速 氧通過膜擴(kuò)散比通過樣品進(jìn)行擴(kuò)散要慢，必須保證電極膜與溶液*接觸。對于流通式檢測方式，溶液中的氧會(huì)向流通池內(nèi)擴(kuò)散，使靠近膜的溶液中的氧損失，產(chǎn)生擴(kuò)散干擾，影響測量。為了溶解氧儀測量準(zhǔn)確，應(yīng)增加流過 膜的溶液的流量來補(bǔ)償擴(kuò)散失去的氧，樣品的zui小流速為0.3m/s。

　　總結(jié)：由于溫度變化對電極膜的擴(kuò)散和氧溶解度有較大影響，標(biāo)定時(shí)需較長時(shí)間(約10min)，以使溫補(bǔ)電阻達(dá)到平衡；氧分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān)，溶氧儀在使用前必須根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮?進(jìn)行補(bǔ)償；測量溶液的含鹽量高時(shí)，儀表標(biāo)定時(shí)應(yīng)使用含鹽量相當(dāng)?shù)娜芤海粚τ诹魍ㄊ綔y量方式，要求流過電極的zui小流速為0.3m/s。