溶解氧(DO)是衡量水體健康程度、自凈能力及水生生物生存狀況的核心指標(biāo)。無論是環(huán)境監(jiān)測(cè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、污水處理還是科研實(shí)驗(yàn),獲取準(zhǔn)確的溶解氧數(shù)據(jù)都至關(guān)重要。然而,溶解氧測(cè)定并非簡單的讀數(shù)過程,其結(jié)果極易受到多種因素的干擾。了解并控制這些影響因素,是確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的前提。本文將深入解析影響溶解氧測(cè)定的幾個(gè)重要因素。 一、測(cè)定方法的選擇 溶解氧的測(cè)定主要有兩大類方法,碘量法與膜電極法。對(duì)于存在強(qiáng)氧化還原性物質(zhì)的水樣(如某些工業(yè)廢水、厭氧水),碘量法結(jié)果可能嚴(yán)重失真,應(yīng)優(yōu)先考慮膜電極法(尤其是光學(xué)法)。對(duì)于清潔水體或標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn),碘量法仍有參考價(jià)值,但需嚴(yán)格排除干擾。 二、環(huán)境物理參數(shù)的校正 溶解氧在水中的飽和溶解度以及傳感器的響應(yīng),直接受以下物理參數(shù)影響: 溫度: 氧的溶解度隨溫度升高而顯著下降。例如,在1個(gè)大氣壓下,淡水中的飽和溶解氧在0°C時(shí)約為14.6 mg/L,而在30°C時(shí)僅為約7.5 mg/L。任何溶解氧測(cè)定值,如果不注明溫度,意義不大。 傳感器響應(yīng)影響: 膜電極(尤其是電化學(xué)法)的膜透氧速率、擴(kuò)散系數(shù)以及電極反應(yīng)本身都受溫度影響。傳感器內(nèi)置的溫度探頭和補(bǔ)償電路至關(guān)重要。 校正要求: 必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償! 所有現(xiàn)代溶解氧儀都要求實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量水樣溫度,并自動(dòng)或手動(dòng)根據(jù)內(nèi)置算法進(jìn)行補(bǔ)償。探頭溫度傳感器需定期校準(zhǔn)。 大氣壓力: 溶解氧濃度與氧的分壓成正比,而氧分壓與大氣壓成正比。海拔升高(氣壓降低)導(dǎo)致飽和溶解氧值降低。 校正要求: 對(duì)于需要報(bào)告飽和度(%)或計(jì)算飽和濃度時(shí),必須進(jìn)行氣壓校正。許多儀器內(nèi)置氣壓傳感器或允許手動(dòng)輸入當(dāng)?shù)貧鈮褐颠M(jìn)行校正。報(bào)告濃度(mg/L)時(shí),實(shí)測(cè)值本身不受氣壓影響(反映的是實(shí)際濃度),但理解其飽和狀態(tài)需要知道氣壓。 鹽度(或電導(dǎo)率/TDS): 水中溶解的鹽分會(huì)降低氧的溶解度。鹽度越高,相同溫度和氣壓下的飽和溶解氧值越低。海水中的飽和溶解氧比淡水低約20%。 三、采樣與操作過程 即使選擇了合適的方法和儀器,采樣與操作不當(dāng)仍是誤差的主要來源采樣時(shí)劇烈攪動(dòng)、搖晃、產(chǎn)生氣泡,會(huì)將空氣卷入水樣(增加DO)或使水中過飽和的氧逸出(減少DO)。應(yīng)使用專門的溶解氧采樣瓶(如BOD瓶),沿瓶壁緩慢注滿,避免氣泡殘留,并立即固定(碘量法)或測(cè)定(電極法)。 樣品保存(僅限碘量法): 固定后的樣品(加入硫酸錳和堿性碘化鉀-疊氮化鈉后)應(yīng)避光、低溫保存,并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成滴定,防止沉淀溶解或碘揮發(fā)損失。 四、水體自身化學(xué)與生物因素 氧化還原性物質(zhì): 如前所述,對(duì)碘量法干擾巨大。即使膜電極法(特別是光學(xué)法)抗干擾強(qiáng),極高濃度的強(qiáng)還原劑(如大量H?S)仍可能穿透膜(電化學(xué)法)或污染膜表面影響性能。 生物活性: 對(duì)于需要運(yùn)輸或保存的樣品,水中微生物(細(xì)菌、藻類)的呼吸作用會(huì)持續(xù)消耗溶解氧,光合作用則可能產(chǎn)生氧。強(qiáng)調(diào)盡快測(cè)定或現(xiàn)場(chǎng)固定。 水中溶解氧的測(cè)定是一個(gè)受多重因素影響的精密過程。要獲得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù),必須系統(tǒng)性地考慮并控制這些因素,科學(xué)選擇方法,嚴(yán)格環(huán)境參數(shù)校正,規(guī)范采樣操作,重視儀器維護(hù)校準(zhǔn)。只有深刻理解并嚴(yán)謹(jǐn)把控上述每一個(gè)環(huán)節(jié),才能有效駕馭溶解氧測(cè)定的復(fù)雜性,為水質(zhì)評(píng)價(jià)、生態(tài)保護(hù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和污染治理提供真正有價(jià)值的科學(xué)依據(jù)。
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