溶解氧与生化需氧量(DOANDBOD)

1溶解氧生化需氧量DissolvedOxygen（DO）BiochemicalOxygenDemand（BOD）溶解氧3概念溶解氧（dissolvedoxygen），缩写为DO，指溶解在水中的分子态氧，单位为mg/l。水中溶解氧量是水质重要指标之一，也是水体净化的重要因素之一，溶解氧高有利于对水体中各类污染物的降解，从而使水体较快得以净化；反之，溶解氧低，水体中污染物降解较缓慢。4水中溶氧的来源SourcesofDOinWaters空气中氧气的溶解植物光合作用增氧随水源补给5水中溶氧的消耗ConsumptionofDOinwaters•物理作用消耗通常指水中溶氧到饱和时向空气的扩散•水呼吸耗氧水中化学物质氧化及浮游动、植物和细菌等小型生物呼吸耗氧•鱼类呼吸耗氧一般只占10%~15%，载鱼量大可达20%•底质耗氧底质中无机还原性物质如H2S、NH3等及有机物在细菌作用下所消耗的氧气6溶氧动态对水质的影响DynamicsofDOandItsEffectonwaterQuality•决定水质及底质的氧化还原条件DO↗，Eh↗，则具有可变化合价的元素由低价态向高价态转化；反之，DO↘，Eh↘，则具有可变化合价的元素由高低价态向低价态转化溶氧的变化必然改变水体内的氧化还原状态，进而改变物质的存在形式，对水生生物产生不同的影响•决定不同种类微生物的活动与分布DO充足：利于好气微生物活动，以氧作电子接受体对有机物进行氧化，氧化产物多为元素的高价态。如CO2、H2O、NO3-、SO42-、PO43-等。这些化学形式，都可作营养元素的有效形式，对水生生物无毒DO不足：利于嫌气微生物活动（这些微生物可以相应的CO2、NO3-、SO42-、PO43-作电子受体，最终生成CH4、NH3、H2S、PH3等——这些形式一般不能作营养元素的有效形式，且对水生生物有毒7测定方法1.碘量法（GB7489-87）本方法等效采用国际标准ISO5813-1983（温克勒Winkler测定法)2.电化学探头法（GB11913-89）本方法等效采用国际标准ISO5814-1990HJ506—2009代替GB11913-892009-12-01实施3.荧光法美国材料与检测协会国际标准开发组织(ASTM)最近已经把荧光溶解氧测量法正式确认为测量水中溶解氧的三个美国材料与检测协会标准方法之一。经过严格的评估之后，负责水相关业务的美国材料与检测协会D19委员会已将哈希公司冷光溶解氧测量法和美国环保局实验室内对比验证的实验结果写入了美国材料与检测协会D888标准-水中溶解氧的标准测量方法。修订后的标准将把荧光溶解氧测量法（C方法）与原有的传统化学滴定法（A方法）和电化学（膜）测量法（B方法）并列，该修订标准将收录在美国材料与检测协会标准年鉴第11.01和11.02卷上的D888-05标准内。4.其他方法8原理将水中溶解氧用锰固氧技术固定，酸溶解析出I2后，用Na2S2O3滴定。反应：计算：)()(21)(222褐色OHMnOOOHMnOHMnIIHOHMnO2222)(IOSOSI2642322水VVCLmgDO10008)/(119步骤1、溶解氧的固定：用吸液管插入溶解氧瓶的液面下，加入1mL硫酸锰溶液，2mL碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，颠倒混合数次，静置。一般在取样现场固定，并用棕色瓶保存。2、打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入1.5mL硫酸。盖好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解，放于暗处静置5min。3、吸取100.00mL上述溶液于250mL锥形瓶中，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好退去，记录硫代硫酸钠溶液用量。10注意事项碘量法是测定水中溶解氧的基准方法。在没有干扰的情况下此方法适用于各种溶解氧浓度大于0.2mg/L和小于氧的饱和浓度两倍(约20mg/L)的水样。易氧化的有机物如丹宁酸、腐植酸和木质素等会对测定产生干扰，可氧化的硫的化合物如硫化物、硫脲也如同易于消耗氧的呼吸系统那样产生干扰，当含有这类物质时宜采用电化学探头法。亚硝酸盐浓度不高于15mg/L时就不会产生干扰，因为它们会被加入的叠氮化钠破坏掉，如存在氧化物质或还原物质，则需预处理，采用修正后的碘量法。采样时要注意不使水样曝气或有气泡存在采样瓶中。可用水样冲洗溶解氧瓶后，沿瓶壁直接倾注水样或用虹吸法将细管插入溶氧瓶底部，注入水样至溢流出瓶容积的1/3~1/2左右。采集后迅速加入固定剂，吸管要没入液面以下，并储存于冷暗处，固定后保存时间不超过24小时。1112131.原理溶解氧电化学探头是一个用选择性薄膜封闭的小室，室内有两个金属电极并充有电解质。氧和一定数量的其他气体及亲液物质可透过这层薄膜，但水和可溶性物质的离子几乎不能透过这层膜。将探头浸入水中进行溶解氧的测定时，由于电池作用或外加电压在两个电极间产生电位差,使金属离子在阳极进入溶液，同时氧气通过薄膜扩散在阴极获得电子被还原，产生的电流与穿过薄膜和电解质层的氧的传递速度成正比，即在一定的温度下该电流与水中氧的分压（或浓度）成正比。141.原理薄膜对气体的渗透性受温度变化的影响较大，要采用数学方法对温度进行校正，也可在电路中安装热敏元件对温度变化进行自动补偿。若仪器在电路中未安装压力传感器不能对压力进行补偿时，仪器仅显示与气压有关的表观读数，当测定样品的气压与校准仪器时的气压不同时，应进行校正。若测定海水、港湾水等含盐量高的水，应根据含盐量对测量值进行修正。152.步骤HACHSension6按照仪器说明书进行，用水饱和空气进行校准。测定时，将探头浸入样品，不能有空气泡截留在膜上，停留足够的时间，待探头温度与水温达到平衡，且数字显示稳定时读数。必要时，根据所用仪器的型号及对测量结果的要求，检验水温、气压或含盐量，并对测量结果进行校正。探头的膜接触样品时，样品要保持一定的流速，防止与膜接触的瞬间将该部位样品中的溶解氧耗尽，使读数发生波动。162.步骤对于流动样品（例如河水）：应检查水样是否有足够的流速（不得小于0.3m/s），若水流速低于0.3m/s，需在水样中往复移动探头，或者取分散样品进行测定。对于分散样品：容器能密封以隔绝空气并带有搅拌器。将样品充满容器至溢出，密闭后进行测量。调整搅拌速度，使读数达到平衡后保持稳定，并不得夹带空气。171819202122233.注意事项测定时，注意手不要碰触热敏元件，并应将其没入液面以下。当将探头浸入样品中时，应保证没有空气泡截留在膜上。样品接触探头的膜时，应保持一定的流速，以防止与膜接触的瞬时将该部位样品中的溶解氧耗尽而出现错误的读数。应保证样品的流速不致使读数发生波动，在这方面要参照仪器制造厂家的说明。243.注意事项电极的维护任何时候都不得用手触摸膜的活性表面。电极和膜片的清洗，若膜片和电极上有污染物，会引起测量误差，一般1～2周清洗一次。清洗时要小心，将电极和膜片放入清水中涮洗，注意不要损坏膜片。经常使用的电极建议存放在存有蒸馏水的容器中，以保持膜片的湿润。干燥的膜片在使用前应该用蒸馏水湿润活化。253.注意事项电极的再生当电极的线性不合格时，就需要对电极进行再生。电极的再生约一年一次。电极的再生包括更换溶解氧膜罩、电解液和清洗电极。每隔一定时间或当膜被损坏和污染时，需要更换溶解氧膜罩并补充新的填充电解液。如果膜未被损坏和污染，建议2个月更换一次填充电解液。更换电解质和膜之后，或当膜干燥时，都要使膜湿润，只有在读数稳定后，才能进行校准，仪器达到稳定所需要的时间取决于电解质中溶解氧消耗所需要的时间。263.注意事项线性检查新仪器投入使用前、更换电极或电解液以后，应检查仪器的线性，一般每隔2个月运行一次线性检查。检查方法通过测定一系列不同浓度蒸馏水样品中溶解氧的浓度来检查仪器的线性。向3～4个250ml完全充满蒸馏水的细口瓶中缓缓通入氮气泡，去除水中氧气，用探头时刻测量剩余的溶解氧含量，直到获得所需溶解氧的近似浓度，然后立刻停止通氮气，用GB7489测定水中准确的溶解氧浓度。若探头法测定的溶解氧浓度值与碘量法在显著性水平为5%时无显著性差异，则认为探头的响应呈线性。否则，应查找偏离线性的原因。273.注意事项干扰水中存在的一些气体和蒸汽，例如氯、二氧化硫、硫化氢、胺、氨、二氧化碳、溴和碘等物质，通过膜扩散影响被测电流而干扰测定。水样中的其他物质如溶剂、油类、硫化物、碳酸盐和藻类等物质可能堵塞薄膜、引起薄膜损坏和电极腐蚀，影响被测电流而干扰测定。281.原理HACH说明书的介绍:传感器被一种荧光材料覆盖，从LED光源发出的蓝光被传输到传感器表面，蓝光激发荧光材料，使其发出红光。从发出蓝光到释放出红光这段时间被记录下来。存在氧气越多，这段时间则越短。由此，这段时间被记录下来，关联到氧含量。291.原理YSI6150光学溶解氧传感器说明书的介绍：6150传感器发射出一束波长适当的蓝光，照射在位于基质中的固定荧光染料上，形成一个直径约1.3厘米的光圈。蓝光使固定染料发出荧光，同时通过传感器中的一个光电二极管检测染料荧光寿命。为提高这项技术的精度和稳定性，在一个测量周期内，传感器还会发射红光照射在固定染料上发出荧光，作为荧光寿命的一个参考。301.原理YSI6150光学溶解氧传感器说明书的介绍无氧状态下，荧光寿命是最长的；当氧气被引入传感器膜的表面时，荧光寿命会缩短。因此，荧光寿命与当前含氧量成反比，同时传感器外部的氧气压力与荧光寿命的关系可以通过Stern-Volmer方程定量。对于大多数基于荧光寿命的光学溶解氧传感器，Stern-Volmer关系与氧气压力的比值并不是严格的线性关系（特别在氧气压力较高时），数据必须用多项式非线性回归方法进行处理，而不是用大多数极谱法溶解氧传感器的简单线性回归方法处理。幸运的是，非线性不会随时间发生显著改变，所以，只要每个传感器对其改变氧压的反应有固定特性，在一段时间内，关系曲度并不影响传感器精确测量氧气的能力。6150探头保修2年，传感器模块保修1年。YSI6150光学溶解氧传感器只有膜，没有电解液，YSI建议膜一年一换。312.步骤YSI6150一点法：用水饱和空气校准，YSI推荐这种方法校准6150溶解氧传感器可以获得最大精度。校准杯中水高0.3厘米。达到饱和稳定时间至少30分钟。两点法：用零氧介质和水饱和空气校准，只有在怀疑6150光学溶解氧传感器的精度低于确定的低氧值时才需要用两点法校准。323.注意事项一般校准注意事项如果用水饱和空气作为校准媒介，开始校准前要注意溶解氧读数和温度读数都要稳定（30分钟）。热敏电阻沾水会因为蒸发出现低温度数值，这种情况会导致较差的温度补偿和较差的精度。如果传感器是放在装有水饱和空气的校准杯中校准，要注意拧开一些螺纹以便内外大气相通。确认气压计输入为当前大气压，而不是当地气象部门所发布的与海平面修正过的数值。如果气饱和水被用于校准媒介，那么要保证至少用气泵打气一个小时。333.注意事项清洁扫维护6150光学溶解氧传感器使用黑色清洁刷。适用于YSI叶绿素和罗丹明WT传感器的橙色清洁刷，不能用于6150传感器，因为它很有可能会停位不准确。使用清洁刷保持传感器表面干净的效果会慢慢减弱，这种减弱速度取决于被测水体和清洁周期。YSI推荐：定期检查清洁刷垫，以确定清洁刷刷毛是否老化或有生物附着。此外，作为预防措施，在每次长期监测前，请更换清洁刷。清洁刷是可拆卸的，随配的一个1.3毫米起钉器可拧松清洁扫的固定螺丝。YSI6627清洁刷套件可以订购。此外，如只需更换清洁刷垫，用户也可选择购买YSI6144光学清洁刷垫套件。343.注意事项6150光学溶解氧维护当6150传感器处于非工作状态时，必须保存在湿润的环境中，如浸没在水中或贮藏在水饱和空气中，浸在水中的效果会更好。如果传感器的膜暴露在空气中变干了，下次使用时数据可能会有轻微的漂移，除非再次水合。因此，为了便于以后使用，强烈建议在湿润的环境中贮存传感器。最简单的贮存方法是使用随探头一起发出的塑料