Какой метод используется для определения содержания растворенного кислорода в воде?

В нашей стране действуют следующие стандарты методов тестирования: «Определение растворенного кислорода в воде — йодометрический метод» (GB7489-1987), «Определение растворенного кислорода в воде — электрохимический зондовый метод» (HJ506-2009) и американский стандарт ASTM (D888-05). Первые два являются национальными и отраслевыми стандартами Китая, а последний — стандартным методом, признанным Агентством по охране окружающей среды США.

Принцип йодометрического метода измерения растворенного кислорода: Определение растворенного кислорода в воде обычно проводится йодометрическим методом. Для образования осадка гидроксида марганца добавляют сульфат марганца и щелочной раствор йодида калия в воду. Из-за крайне нестабильных свойств гидроксида марганца он быстро реагирует с растворенным в воде кислородом, образуя сульфат марганца. Через 15 минут добавление концентрированной серной кислоты вызывает реакцию коричневого осадка с добавленным в раствор йодидом калия; чем больше осадка йода, тем больше растворенного кислорода и тем темнее цвет раствора. С помощью пипетки берут определенное количество прореагировавшей пробы воды, используют крахмал в качестве индикатора, титруют стандартным раствором и рассчитывают содержание растворенного кислорода в пробе воды.

Метод измерения содержания йода имеет сложные этапы и не подходит для проведения измерений на месте, что приводит к относительно длительному времени обнаружения. В водоемах, где процветают водоросли, фотосинтез увеличивает количество выделяемого кислорода, что может привести к перенасыщению воды кислородом. В этом случае определение растворенного кислорода в воде с помощью йодного метода затруднено, а результаты измерений недостаточно точны.

Принцип электродной полярографии для измерения растворенного кислорода: Между двумя электродами подается постоянное напряжение, и электроны текут от катода к аноду, генерируя диффузионный ток; при определенной температуре диффузионный ток прямо пропорционален концентрации растворенного кислорода; устанавливается количественная зависимость между током и концентрацией растворенного кислорода; прибор автоматически преобразует показания амперметра в концентрацию растворенного кислорода и отображает значение растворенного кислорода на экране.

Метод электродной полярографии для определения растворенного кислорода в воде отличается простотой и быстротой, а стоимость прибора относительно невысока, что соответствует национальному стандарту. Однако по мере потребления кислорода на мембране и электроде образуются загрязнения, создающие градиент кислорода, который снижает скорость реакции. Если полупроницаемая мембрана повреждена, электролит легко загрязняется, что может вызвать дрейф потенциала батареи, и этот дрейф будет некорректно отображаться как концентрация растворенного кислорода в образце воды. Поэтому необходимо регулярно заменять электролит и полупроницаемую мембрану.

Принцип флуоресцентного метода измерения растворенного кислорода: Модулированный синий свет применяется к флуоресцентным веществам для их возбуждения и излучения красного света. Из-за эффекта гашения, вызываемого молекулами кислорода, время и интенсивность возбуждающего красного света обратно пропорциональны концентрации молекул кислорода. Используя источник красного света, синхронизированный с синим светом в качестве эталона, измеряется разность фаз между возбуждающим красным светом и эталонным светом, и, сравнивая значения внутренней калибровки, рассчитывается концентрация молекул кислорода. После некоторой обработки получается выходной растворенный кислород.

Метод флуоресцентного лазерного доплеровского осцилляторного измерения растворенного кислорода в воде является простым и быстрым. По сравнению с двумя первыми методами, метод флуоресцентного лазерного доплеровского осцилляторного измерения растворенного кислорода в воде не требует калибровки, имеет быстрое время отклика, стабильные результаты измерений, не требует расхода жидкости, не создает помех, снижает частоту очистки и требует минимального технического обслуживания.