检验氧气的方法 详解检测溶解氧的三大方法原理

目前检测溶解氧的方法主要有三种。通过对三种方法的原理、测量精度和时效性的介绍、分析和比较，论证了荧光LDO快速准确测定水中溶解氧的特点。

1、溶解氧的基本概念:

溶解氧(溶解氧)是指水中溶解氧的含量，以每升水中氧的毫克数表示。溶解氧以分子状态存在于水中。水中溶解氧是水质的重要指标之一，也是水质净化的重要因素之一。高溶解氧有利于水中各种污染物的降解，使水得到快速净化；反之，溶解氧低，水中污染物降解慢。

水中溶解氧受两个因素影响:(1)降低溶解氧的耗氧量，包括耗氧量和好氧有机物降解时生物呼吸的消耗；(2)增加DO的复氧主要包括空气体中氧气的溶解和水生植物光合作用产生的氧气。这两个作用使水中溶解氧含量呈现出时间空变化的特征。

水中溶解氧的含量与大气压、水温和含盐量有关。溶解氧在没有被耗氧物质(一般是有机物)污染的水中是饱和的，比如清洁的地表水中溶解氧接近饱和。当水中有大量有机物时，耗氧率超过供氧率，水中溶解氧会不断减少，甚至接近于零，使有机物在缺氧条件下分解，出现腐败发酵现象，严重恶化水质。因此，溶解氧在水质评价中被视为水污染程度的指标。

2.目前使用的三种主要检测方法:

目前我国的检测方法和标准有:碘量法测定水质溶解氧(GB7489-1987)、电化学探针法测定水质溶解氧(HJ506-2009)和美国ASTM标准(D888-05)。前两种是中国国家和行业标准方法，后一种是美国环保局认可的标准方法。

碘量法测定水中溶解氧的原理：

水中溶解氧的测定一般用碘量法。将硫酸锰和碱性碘化钾溶液加入水中，生成氢氧化锰沉淀。由于氢氧化锰的不稳定性，它很快与水中的溶解氧反应形成硫酸锰。15分钟后，加入浓硫酸使棕色沉淀与溶液中加入的碘化钾反应，碘沉淀。溶解氧越多，碘沉淀越多，溶液越暗。用移液管反应后取一定量的水样，以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，计算水样中溶解氧的含量。

电极极谱法测定水中溶解氧的原理：

在两个电极之间施加恒定电压，电子从阴极流向阳极，产生扩散电流；在一定温度下，扩散电流与溶解氧浓度成正比。建立电流和溶解氧浓度之间的定量关系；仪器自动将电流计读数转换为溶解氧浓度，并在屏幕上显示溶解氧值。

荧光LDO法测定水中溶解氧的原理：

调制后的蓝光照射在荧光物质上，激发荧光物质，发出红光。因为氧分子可以带走能量(猝灭效应)，激发红光的时间和强度与氧分子的浓度成反比。利用与蓝光同步的红光光源作为参考，测量激发红光与参考光的相位差，并与内部校准值进行比较，从而计算出氧分子的浓度。经过一些处理，溶解氧被输出。

碘量法测定比较复杂，不适合现场测定，检测时间比较长。在藻类增殖的水中，由于光合作用，氧气释放增加，这可能导致水中氧气过饱和。此时，用碘量法很难测量水中的溶解氧，测量结果不够准确。

电极极谱法测定水中溶解氧是一种国家标准方法，步骤简单快捷，仪器价格相对低廉。但是随着氧气的消耗，膜和电极上会发生结垢，氧气梯度的形成会降低反应速度。如果半透膜损坏，电解液容易被污染，造成电池电位漂移，漂移会误显示为水样中的溶解氧浓度，需要定期更换电解液和半透膜。

荧光LDO法测定水中溶解氧简单快速。与前两种方法相比，荧光LDO法具有无需校准、响应时间快、测量结果稳定、无需流动、无干扰、减少清洗次数、维护费用低等优点。但是仪器价格比较高，不属于国家标准方法。

日本费加罗公司进口的溶解氧传感器KDS-25B是一种独特的电偶传感器，是专门为水质控制而开发的。这种溶解氧传感器最显著的特点是使用寿命长，不受CO2影响。使用特殊的酸性电解液，阴极由惰性金属金制成，阳极由金属铅制成，氧气通过氟树脂膜扩散参与氧化还原反应，形成氧铅蓄电池，然后氧化还原反应产生的电流通过内阻转化为电压输出。产生的电流与溶解氧浓度成正比，与氧分压严格成正比(溶解氧含量越高，通过氟树脂膜参与反应的氧分子越多)。KDS-25B是环境监测和水质检测的理想传感器之一。广泛应用于水产养殖业、环境在线监测、水源监测、污水处理以及教育科研领域的水污染调查。产品以其稳定的性能和优异的质量受到世界各地客户的信任。