溶解氧及其浓度测量

一、溶解氧的概述

溶氧(DO)是溶解氧（Dissolved Oxygen）的简写，是表征水溶液中氧浓度的参数，是溶解在水中的分子态氧。溶解氧的单位是mg/L，以每升水含氧毫克数表示。水中溶解氧的多少是水体自净能力的一个指标。高溶解氧有利于水体中各种污染物的降解，使水体快速得到净化；反之，溶解氧低，水体中污染物降解缓慢。

二、影响溶解氧的因素

水中溶解氧含量受两种作用的影响：一种是使DO下降的耗氧作用，包括好氧有机物降解和生物呼吸的耗氧量；另一种是增加DO的复氧作用，主要包括：空气中氧气的溶解、水生植物的光合作用等。这两种作用的相互消长，使水中溶解氧含量呈现出时空变化。在自然条件下，水在流动时，复氧过程比较迅速，较易补充水中氧的消耗，使水体中溶解氧保持一定的水平，反之，在静水条件下，复氧过程缓慢，水中含氧得不到及时补充，处于嫌气状态。当工业废水和生活污水携带大量有机物质进入水体时，水体脱氧严重，这时即使在流动的河水中，由于复氧过程弥补不了这样大幅度的脱氧，也会出现溶解氧迅速下降，造成鱼类和需氧生物死亡及水质恶化。水体受有机物及还原物质污染,可使溶解氧降低。天然水体中DO的含量，除与水体中的生物数量和有机物的数量有关外，还与水温和水层有关。在正常情况下地表水中溶解氧量为5-10mg/L，在有风浪时，海水中溶解氧可达14 mg/L，在水藻繁生的水体中，由于光合作用使放氧量增加，也可能使水中的氧达到过饱和状态，地下水中一般溶解氧较少，深层水中甚至完全无氧。水中溶解氧的含量与水温，氧分压，盐度，水深深度，水生生物的活动和耗氧有机物浓度等因素有关。

水温：当氧分压和盐分含量一定时，溶解氧饱和含量随水温升高而降低。低温下溶解氧饱和度随温度变化更显着。

含盐量：在水温和氧分压不变的情况下，水的含盐量越高，水中溶解氧的饱和含量越低，海水的含盐量远高于淡水。在相同条件下，溶解氧海水中的氧饱和度远低于淡水。天然淡水中盐分的变化很小，所以盐分对溶解氧饱和度的影响不大，可以用近似以纯水中的饱和含量计算。

氧分压：当水温和含盐量恒定时，水中溶解氧的饱和含盐量随液面上氧分压的增加而增加。

三、溶解氧的测量方法

溶解氧的测定方法很多，以化学法与仪器法为主。化学法主要包括滴定法以及目视比色法，而仪器法则包括光学分析法，色谱分析法和电化学法等。仪器法就是利用各种仪器测定溶解氧在化学反应过程中或其生成的各种物理信号，然后将这些信号转变成电信号，或者直接测定溶解氧在电极反应中的电信号，电信号再经过放大处理或数模转换，zui后将结果输出到仪器表头，从而可以直接测出溶解氧的含量。

仪器法中特别要强调的是传感器法已日益成熟并得到广泛的应用，它分为光学与电化学两类。其中，覆膜电极法就是通过具有选择性的透氧膜使水中的溶解氧在电极上直接产生与氧浓度成正比的电信号（电流或者电位）再将这一电信号经放大，转换及温度补偿后输出到仪器读数中。

四、溶解氧测量中出现的问题及分析 

1、溶解氧过饱和现象 

采样时，溶解氧经常出现过饱和现象。气压与盐度波动不大，因此不会是主要影响因素。分析其主要原因，首先，如果是冬季，水温低将会是一大影响因素；其次，采样不规范，固定溶解氧时发生曝气；再次，藻类水草或其他水生植物在表层大量繁殖进行光合作用产生氧气，造成富氧状态；zui后，其他未知因素，干扰传感器正常工作。 

2、溶解氧过低现象 

采样时，地表水溶解氧也经常出现过低现象。分析其原因，首先，这一现象一般出现在夏季天气炎热时，温度升高造成水中氧的溶解量降低；其次，夏季天气闷热，气压低，氧分压也低，造成溶解氧有所降低，如果径流补给少于蒸发量，造成水体盐度升高，也会造成溶解氧的降低；其次，水体生态环境本身原因，深度、温度、时间、光照条件、水生生物的呼吸作用，水体的耗氧与复氧作用，氧垂曲线的变化等；再次，水体中的干扰物质对传感器的影响。