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。無論是環境監測、水產養殖、污水處理還是科研實驗,獲取準確的溶解氧數據都至關重要。然而,溶解氧測定并非簡單的讀數過程,其結果極易受到多種因素的干擾。了解并控制這些影響因素,是確保數據準確可靠的前提。本文將深入解析影響溶解氧測定的幾個重要因素。 一、測定方法的選擇 溶解氧的測定主要有兩大類方法,碘量法與膜電極法。對于存在強氧化還原性物質的水樣(如某些工業廢水、厭氧水),碘量法結果可能嚴重失真,應優先考慮膜電極法(尤其是光學法)。對于清潔水體或標準溶液校準,碘量法仍有參考價值,但需嚴格排除干擾。 二、環境物理參數的校正 溶解氧在水中的飽和溶解度以及傳感器的響應,直接受以下物理參數影響: 溫度: 氧的溶解度隨溫度升高而顯著下降。例如,在1個大氣壓下,淡水中的飽和溶解氧在0°C時約為14.6 mg/L,而在30°C時僅為約7.5 mg/L。任何溶解氧測定值,如果不注明溫度,意義不大。 傳感器響應影響: 膜電極(尤其是電化學法)的膜透氧速率、擴散系數以及電極反應本身都受溫度影響。傳感器內置的溫度探頭和補償電路至關重要。 校正要求: 必須進行溫度補償! 所有現代溶解氧儀都要求實時準確測量水樣溫度,并自動或手動根據內置算法進行補償。探頭溫度傳感器需定期校準。 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)導致飽和溶解氧值降低。 校正要求: 對于需要報告飽和度(%)或計算飽和濃度時,必須進行氣壓校正。許多儀器內置氣壓傳感器或允許手動輸入當地氣壓值進行校正。報告濃度(mg/L)時,實測值本身不受氣壓影響(反映的是實際濃度),但理解其飽和狀態需要知道氣壓。 鹽度(或電導率/TDS): 水中溶解的鹽分會降低氧的溶解度。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,采樣與操作不當仍是誤差的主要來源采樣時劇烈攪動、搖晃、產生氣泡,會將空氣卷入水樣(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)應避光、低溫保存,并在規定時間內完成滴定,防止沉淀溶解或碘揮發損失。 四、水體自身化學與生物因素 氧化還原性物質: 如前所述,對碘量法干擾巨大。即使膜電極法(特別是光學法)抗干擾強,極高濃度的強還原劑(如大量H?S)仍可能穿透膜(電化學法)或污染膜表面影響性能。 生物活性: 對于需要運輸或保存的樣品,水中微生物(細菌、藻類)的呼吸作用會持續消耗溶解氧,光合作用則可能產生氧。強調盡快測定或現場固定。 水中溶解氧的測定是一個受多重因素影響的精密過程。要獲得準確可靠的數據,必須系統性地考慮并控制這些因素,科學選擇方法,嚴格環境參數校正,規范采樣操作,重視儀器維護校準。只有深刻理解并嚴謹把控上述每一個環節,才能有效駕馭溶解氧測定的復雜性,為水質評價、生態保護、水產養殖和污染治理提供真正有價值的科學依據。
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