野外測量水體溶解氧是什麼儀器
⑴ 有沒有測量水中含氧量的儀器最好是小點的能攜帶的那種
溶解氧儀,可以在線監測溶解氧含量.在環境工程公司或者水設備公司應該有賣或是能幫助找到廠家,給水和污水處理中基本都要測這個的.精度高低看價格,需要精確到多少都可以.
⑵ 極譜型溶氧電極怎麼測量水質的實際溶解氧值
JENCO的9010m溶氧儀,測量單位有選項,百分比還是ppm,如果選擇ppm那麼測量的數字就是實際溶解氧值了。其他儀器不太清楚,感覺應該都是一樣的。
⑶ 溶解氧儀的儀器特點
溶解氧儀是測量溶解在水溶液內的氧氣的含量。氧氣通過周圍的空氣、空氣流動和光合作用溶解於水中。
通過呼吸和分解作用,溶解氧會在水中消耗,主要依靠空氣和光合作用進行補充。水中氧的含量主要取決於溫度。溫水的氧濃度要低於冷水。但溶氧含量過高對動植物會有害。
溶氧電極可以用來測量現場或實驗室內被測樣品水溶液內的溶氧含量。由於溶解氧是水的質量的主要指標之一,因此溶氧電極可廣泛用於各種場合下的溶氧含量的測量,尤其是養殖水、光合作用和呼吸作用及現場測量。在對溪水和湖水支持生物存活的能力進行評估時,要進行生化需氧量測試(BOD)在消耗氧氣的含有有機物的樣品水溶液變腐時對其進行測量並確定溶氧濃度和樣品水溶液溫度之間的關系。
BDO-200A型中文在線溶氧儀是高智能化在線連續監測儀。可以配極譜式電極,自動實現從ppb級到ppm級的寬范圍測量,是檢測鍋爐給水、凝結水、環保污水等行業的液體中氧含量測量的專用儀器。溶氧電極用一薄膜將鉑陰極,銀陽極,以及電解質與外界隔開,一般情況下陰極幾乎是和這層膜直接接觸的。氧以和其分壓成正比的比率透過膜擴散,氧分壓越大,透過膜的氧就越多。當溶解氧不斷地透過膜滲入腔體,在陰極上還原而產生電流,此電流在儀表上顯示出來。由於此電流和溶氧濃度直接成正比,因此校正儀表只需將測得的電流轉換為濃度單位即可。
溶氧濃度通常用mg/L(每升水的溶氧量)或ppm(百萬分之幾)。有些儀表將計算出的氧含量和觀察到的濃度進行比較得出飽和度百分比(O2% sat.)
確定溶氧有兩種方式,極譜式和原電池式。極譜式電極需儀表輸入一電壓對電極進行極化。由於外加電壓可能要15分鍾才能穩定,因此極譜式電極使用前通常要進行預熱確保電極能妥當極化。原電池式的兩個極由兩種不同的能自發極化產生電壓的金屬構成。由於原電池式的電壓是自發產生而不是外界提供的,因此原電池式電極使用時無需極譜式電極極化所需的「預熱」。
⑷ 測量鹽度和溶解氧的儀器
台式COD測定儀是測量鹽度和溶解氧的儀器,
⑸ 什麼儀器用來測水質最好
一般水質檢測儀器有三種,一種是便攜儀器,外觀設計能夠滿足現場檢測版的需求,包括權容易攜帶、防震防水、操作簡便;一種是實驗室儀器,要把水樣取回實驗室檢測;第三種是在線儀器,將儀器安裝在養殖場地,通過數據線實時傳回到控制室,或者通過無線信號的方式將水質檢測結果傳輸到用戶的引動設備(如手機),實現不出門也對水質情況了如指掌。在現實的水產養殖中,便攜儀器和在線儀器是養殖戶或者養殖企業選擇最多的方式。
便攜儀器——便攜儀器非常適合於巡塘使用。在巡塘過程中,直接將探頭垂入水中,即可了解水溫、PH、溶解氧等數據,避免了試劑盒的不準確,也避免了將水樣取到實驗室的過程中對各種參數的影響。在過去,儀器操作、維護相對復雜,對技術的要求一直是阻礙水產養殖行業使用儀器的一個原因。
在線儀器——對於規模稍大的養殖戶,巡塘是一個大的工作量,同時增氧機的電耗也是一筆巨大支出,而如果有水質變化影響水產品產量甚至增大病死風險,養殖戶的損失將是巨大的。在線儀器在這方面則有其突出的優勢。
⑹ 溶解氧測量儀器原理
溶解氧是一個重要的水質指標,隨著工農業的發展.人民生活水平的提高.環回保意識的增答強,測量溶解氧日益廣泛:如環保工程、過程式控制制、鍋爐供水等都需要測量溶解氧。而臭氧應用的領域也迅速擴展如飲用水的消毒、食品的保鮮,及各種水處理等。由於應用的擴大.以往的傳統方法不能完全滿足需要.因此國際上研發了一些新產品克服了傳統方法的缺點和不足。
⑺ 水中溶氧檢測
摘 要:本文綜述了水體溶解氧的各種檢測方法及原理,諸如碘量法、電流測定法(Clark溶氧電極)、電導測定法、熒光淬滅法等,比較各種方法的優缺點,對熒光淬滅法的應用前景進行了初步探討。
關鍵詞:溶解氧、熒光淬滅、環境監測
0.引言
隨著當今世界工業、農業的迅猛發展,大量的工業廢水、農田排水向江河湖海排放,同時,我國城市生活污水大約有80%未經處理直接排放,小城鎮及廣大農村生活污水大多處於無序排放狀態[1],使得許多地方的水質日益惡化,水污染和水資源短缺日益嚴重,所以迫切需要對污水進行及時監控和有效處理。其中,水中溶解氧含量是進行水質監測時的一項重要指標。
溶解氧(Dissolved Oxygen)是指溶解於水中分子狀態的氧,即水中的O2,用DO表示。溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。溶解氧的一個來源是水中溶解氧未飽和時,大氣中的氧氣向水體滲入;另一個來源是水中植物通過光合作用釋放出的氧。溶解氧隨著溫度、氣壓、鹽分的變化而變化,一般說來,溫度越高,溶解的鹽分越大,水中的溶解氧越低;氣壓越高,水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亞硝酸根、亞鐵離子等還原性物質所消耗外,也被水中微生物的呼吸作用以及水中有機物質被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以說溶解氧是水體的資本,是水體自凈能力的表示。天然水中溶解氧近於飽和值(9ppm),藻類繁殖旺盛時,溶解氧含量下降。水體受有機物及還原性物質污染可使溶解氧降低,對於水產養殖業來說,水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關重要的影響,當溶解氧低於4mg/L時,就會引起魚類窒息死亡,對於人類來說,健康的飲用水中溶解氧含量不得小於6mg/L。當溶解氧(DO)消耗速率大於氧氣向水體中溶入的速率時,溶解氧的含量可趨近於0,此時厭氧菌得以繁殖,使水體惡化,所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染,特別是有機物污染的程度,它是水體污染程度的重要指標,也是衡量水質的綜合指標[2]。因此,水體溶解氧含量的測量,對於環境監測以及水產養殖業的發展都具有重要意義。
1.水體溶解氧的各種檢測方法及原理
1.1 碘量法(GB7489-87)(Iodometric)
碘量法(等效於國際標准ISO 5813-1983)是測定水中溶解氧的基準方法,使用化學檢測方法,測量准確度高,是最早用於檢測溶解氧的方法。其原理是在水樣中加入硫酸錳和鹼性碘化鉀,生成氫氧化錳沉澱。此時氫氧化錳性質極不穩定,迅速與水中溶解氧化合生成錳酸錳:
4MnSO4+8NaOH = 4Mn(OH)2↓+4Na2SO4 (1)
2Mn(OH)2+O2 = 2H2MnO3↓ (2)
2H2MnO3+2Mn(OH)3 = 2MnMnO3↓+4H2O (3)
加入濃硫酸使已化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)與溶液中所加入的碘化鉀發生反應而析出碘:
4KI+2H2SO4 = 4HI+2K2SO4 (4)
2MnMnO3+4H2SO4+HI = 4MnSO4+2I2+6H2O (5)
再以澱粉作指示劑,用硫代硫酸鈉滴定釋放出的碘,來計算溶解氧的含量[3],化學方程式為:
2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+4NaI (6)
設V為Na2S2O3溶液的用量(mL),M為Na2S2O3的濃度(mol/L),a為滴定時所取水樣體積(mL),DO可按下式計算[2]:
DO(mol/L)= (7)
在沒有干擾的情況下,此方法適用於各種溶解氧濃度大於0.2mg/L和小於氧的飽和度兩倍(約20mg/L)的水樣。當水中可能含有亞硝酸鹽、鐵離子、游離氯時,可能會對測定產生干擾,此時應採用碘量法的修正法。具體作法是在加硫酸錳和鹼性碘化鉀溶液固定水樣的時候,加入NaN3溶液,或配成鹼性碘化鉀-疊氮化鈉溶液加於水樣中,Fe3+較高時,加入KF絡合掩敝。碘量法適用於水源水,地面水等清潔水。碘量法是一種傳統的溶解氧測量方法,測量准確度高且准確性好,其測量不確定度為0.19mg/L[4]。但該法是一種純化學檢測方法,耗時長,程序繁瑣,無法滿足在線測量的要求[5]。同時易氧化的有機物,如丹寧酸、腐植酸和木質素等會對測定產生干擾。可氧化的硫的化合物,如硫化物硫脲,也如同易於消耗氧的呼吸系統那樣產生干擾。當含有這類物質時,宜採用電化學探頭法[6],包括下面將要介紹的電流測定法以及電導測定法等。
1.2 電流測定法(Clark溶氧電極)
當需要測量受污染的地面水和工業廢水時必須用修正的碘量法或電流測定法。電流測定法根據分子氧透過薄膜的擴散速率來測定水中溶解氧(DO)的含量。溶氧電極的薄膜只能透過氣體,透過氣體中的氧氣擴散到電解液中,立即在陰極(正極)上發生還原反應:
O2+2H2O+4e à 4OH- (8)
在陽極(負極),如銀-氯化銀電極上發生氧化反應:
4Ag+4Cl- à 4AgCl+4e (9)
(8)式和(9)式產生的電流與氧氣的濃度成正比,通過測定此電流就可以得到溶解氧(DO)的濃度。
電流測定法的測量速度比碘量法要快,操作簡便,干擾少(不受水樣色度、濁度及化學滴定法中干擾物質的影響),而且能夠現場自動連續檢測,但是由於它的透氧膜和電極比較容易老化,當水樣中含藻類、硫化物、碳酸鹽、油類等物質時,會使透氧膜堵塞或損壞,需要注意保護和及時更換,又由於它是依靠電極本身在氧的作用下發生氧化還原反應來測定氧濃度的特性,測定過程中需要消耗氧氣,所以在測量過程中樣品要不停地攪拌,一般速度要求至少為0.3m/s,且需要定期更換電解液,致使它的測量精度和響應時間都受到擴散因素的限制。目前市場上的儀器大多都是屬於Clark電極類型,每隔一段時間要活化,透氧膜也要經常更換。張葭冬[7]對膜電極的精密度作了研究,用膜電極法測量溶解氧的標准偏差為0.41mg/L,變異系數5.37%,碘量法測量溶解氧的標准偏差為0.3mg/L,變異系數為4.81%。同碘量法做對比實驗時,每個樣品測定值絕對誤差小於0.21mg/L,相對誤差不超過2.77%,兩種方法相對誤差在-2.52%~2.77%之間。代表產品有美國YSI公司的系列攜帶型溶解氧測量儀,如YSI58型溶解氧測量儀,該儀器可高質量地完成實驗室和野外環境的測試工件,操作簡便攜帶方便。測量范圍為0~20mg/L,精度為±0.03mg/L。
1.3 熒光猝滅法
熒光猝滅法的測定是基於氧分子對熒光物質的猝滅效應原理,根據試樣溶液所發生的熒光的強度來測定試樣溶液中熒光物質的含量。通過利用光纖感測器來實現光信號的傳輸,由於光纖感測器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高、便於利用現有光通信技術組成遙測網路等優點,對傳統的感測器能起到擴展、提高的作用,在很多情況下能完成傳統的感測器很難甚至不能完成的任務,因此非常適合於熒光的傳輸與檢測。從80年代初起,人們已開始了探索應用於氧探頭的熒光指示劑的工作。早期曾採用四烷基氨基乙烯為化學發光劑,但由於其在應用中對氧氣的響應在12小時內逐漸衰減而很快被淘汰。芘、芘丁酸、氟蒽等是一類很好的氧指示劑〔8〕,如1984年Wolfbeis等報告了一種對氧氣快速響應的熒光感測器,就是以芘丁酸為指示劑,固定於多孔玻璃。這種感測器的優點是響應速度快(可低於50ms),並有很好的穩定性。1989年,Philip等〔9〕將香豆素1、香豆素103、香豆素153三種熒光指示劑分別固定於有機高聚物XAD-4、XAD-8及硅膠三種支持基體中進行實驗。從靈敏度、發射強度和穩定性幾個方面進行比較,得出了香豆素102固定於XAD-4支持基體中是作為一種靈敏可逆的光纖氧感測器的中介的最佳選擇的結論。使用這種熒光指示劑的光纖氧感測器的應用范圍相當廣泛。
後來過渡金屬(Ru、Os、Re、Rh和Ir)的有機化合物以其特殊的性能受到關注,對光和熱以及強酸強鹼或有機溶劑等都非常穩定。一般選用金屬釕鉻合物作為熒光指示劑即分子探針。金屬釕鉻合物的熒光強度與氧分壓存在一一對應的關系,激發態壽命長,不耗氧,自身的化學成份很穩定,在水中基本不溶解。釕鉻合物的基態至激發態的金屬配體電荷轉移(MLCT)過程中,激發態的性質與配體結構有密切關系,通常隨著配體共軛體系的增大,熒光強度增強,熒光壽命增大,例如在熒光指示劑中把苯基插入到釕的配位空軌道上,從而增強絡合物的剛性,在這樣的剛性結構介質中,釕的熒光壽命延長,而氧分子與釕絡合物分子之間的碰撞猝滅機率提高,從而可增強氧感測膜對氧的靈敏度。目前的研究中,釕化合物的配體一般局限於2,2』-聯吡啶、1,10-鄰菲洛啉及其衍生物。Brian[10]在實驗中比較了在不同pH值介質條件下製得的Ru(bpy)2+3與Ru(ph2phen)2+3兩種不同塗料的感測器性能,結果顯示在pH=7時Ru(ph2phen)2+3顯示了更高的靈敏度。為延長敏感膜在水溶液中的工作壽命,較長時間保持其靈敏性,呂太平〔11〕等合成Ru(Ⅱ)與4,7-二苯基-1,10-鄰菲洛啉的親脂性衍生物生成的新的熒光試劑配合物Ru(I)[4,7-雙(4』-丙苯基)-1,10-鄰菲洛啉]2(ClO4)2和Ru(Ⅱ)[4,7-雙(4』-庚苯基)-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。Kerry[12]等合成Ru(Ⅱ)[5-丙烯醯胺基-1,10-鄰菲洛啉]3(ClO4)2。實驗均發現隨著配體碳鏈的增長,熒光試劑的憎水性增大,流失現象減少,可延長膜的使用壽命。Ignacy[13]等研究還發現極化後的[Ru(dpp)3Cl2]氧感測膜對氧具有更高的靈敏度。吸附在硅膠60上的釕(Ⅱ)絡合物在藍光的激發下發出既強烈又穩定的粉紅色熒光,該熒光可以有效地被分子氧淬滅。
其檢測原理是根據Stern-Vlomer的猝滅方程[14]:F0/F=1+Ksv[Q],其中F0為無氧水的熒光強度,F為待檢測水樣的熒光強度,Ksv為方程常數,[Q]為溶解氧濃度,根據實際測得的熒光強度F0、F及已知的Ksv,可計算出溶解氧的濃度[Q]。
實驗證明這種檢測方法克服了碘量法和電流測定法的不足,具有很好的光化學穩定性、重現性,無延遲,精度高,壽命長,可對水中溶解氧進行實時在線監測。其測量范圍一般為0~20mg/L,精度一般≤1%,響應時間≤60s。
1.4 其他檢測方法
電導測定法:用導電的金屬鉈或其他化合物與水中溶解氧(DO)反應生成能導電的鉈離子。通過測定水樣中電導率的增量,就能求得溶解氧(DO)的濃度。實驗表明,每增加0.035S/cm的電導率相當於1mg/L的溶解氧(DO)。此方法是測定溶解氧(DO)最靈敏的方法之一,可連續監測。
陽極溶出伏安法:同樣利用金屬鉈與溶解氧(DO)定量反應生成亞鉈離子:
4Tl+O2+2H2Oà4Tl++4OH- (10)
然後用溶出法測定Tl+離子的濃度,從而間接求得溶解氧(DO)的濃度。使用該方法取樣量少,靈敏度高,而且受溫度影響不大。
2.國內外在水體溶解氧檢測領域研究的現狀
我國目前對水質檢驗的常規程序是取樣後拿到實驗室檢驗分析,中間的工作環節復雜,導致檢測時間長,不能及時得到水質情況。國內目前一些單位和研究機構已經開發研製出一些小型溶解氧檢測儀,一般都基於電流測定法,如上海雷磁儀器廠生產的JPSJ-605型溶解氧分析儀,北京北斗星工業化學研究所研製的H-BD5W手持式水質通用測試儀等,其速度方面同國外同類儀器還有一定的差距;國內對熒光溶解氧感測器也有一些研究[5][15],技術已經達到國外平均水平,但研究實現商品化的較少。國外一般採用新型的基於熒光淬滅效應的溶解氧測量儀[16],代表產品有瑞士DMP公司的MICROXI型的溶解氧測量儀,美國OXYMON氧氣測量系統等等,測量精確,快速,並可以遠程測量等。總的來說,目前市場上大多數商品化溶解氧測量儀都是基於Clark溶氧電極的,基於熒光淬滅法的光纖溶解氧感測器較少。
我國環境監測、監控技術在環境領域的應用等方面的研究與發達國家相比還存在顯著差距。目前國內在水質監測系統上還沒有自己開發的完整的設備,大多數採用國外的設備和技術,如ECOTECH公司的WQMS(水質監測系統),美國SIGMA900系列水質采樣器等等,但是國外的水質檢測設備和系統大多數價格高,體積大,有的不完全符合中國的環境條件。據海關統計,2000年我國進口各類儀器儀表總額70億美元,接近我國儀器儀表工業總產值的50%。全國每年用於儀器儀表進口的費用大大超過用於購買國產儀器的費用,價格昂貴、采購周期長以及各種配件難以獲得等原因,嚴重地約束了我國科學技術的發展[1]。因此我國急需研究開發自行生產的環境水質自動監測儀器。
3.小結
目前國際上發展的主流是基於熒光淬滅原理的光纖溶解氧感測器,儀器的性能一般為:重復性誤差±0.3㎎/L,零點漂移和量程漂移±0.3㎎/L,響應時間(T90)≤2min,溫度補償精度±0.3㎎/L,MTBF≥720h/次。根據上述熒光淬滅的特性,擬使用如下方法實現溶解氧檢測儀:光源發出的光信號經濾光片送到有熒光指示劑的區域,水中溶解氧與熒光指示劑相作用,引起光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等光學特徵發生變化後送到光探測器和信號處理裝置,得到溶解氧濃度的信息。為了防止污染物、水體生物的腐蝕、干擾,儀器的抗干擾能力是關鍵。應該從感測膜的化學穩定性,儀器的防腐蝕性能,電路的工作穩定性方面多加以研究。
鑒於基於熒光淬滅法測量儀的光纖感測器具有較高的測量精度和較強的抗干擾能力,以及較好的重復性和穩定性,可以用於農業中水產養殖業水質的測量以及各種農業用水污染程度的測量,因此對此種感測器的研究具有重要的實際應用價值和商品化價值。
⑻ 什麼是溶解氧光學溶解氧測定儀有什麼好處
溶解在水中的分子態氧稱為溶解氧,天然水中的溶解氧含量取決於水體與大氣中氧的平衡。水中溶解氧的飽和含量和空氣中氧的分壓、大氣壓力、水溫、水中含鹽量等有密切關系。清潔地面水中溶解氧一般接近飽和,20℃清潔水中飽和溶解氧含量約為9mg/L。水體受有機、無機還原性物質污染,會使溶解氧降低,當水中溶解氧低於2mg/L時,水體即產生惡臭。
溶解氧分析儀是測定水中溶解氧含量的儀器,根據測量原理,有電化學式和光化學式兩類。目前,大多數溶解氧分析儀使用的是電化學感測器。盡管電化學感測器的精確性和可用性被廣泛認可,但當用在污水處理時,其缺點便顯現出來,電化學感測器存在明顯的問題和局限性。包括日常維護比較復雜和頻繁,經常需要校準;而且電極的透氣膜容易老化;以及它需要電極本身的氧化還原反應來測定氧的濃度,測定過程中需消耗被測樣品中的溶解氧;並且限制了測量流速,為了使電化學電池內受擴散控制的電化學反應達到平衡,需要在膜表面維持一個最小的流量,一般為200mL/min,在這個流量以下,測定結果受水流的影響非常大。此外,過高的流速也會對膜和陰極電解液層厚度產生影響,從而影響測量結果。
因此,出現了基於熒光技術的光學式溶解氧感測器,例如HACH公司的LDO,並得到了廣泛的應用。它主要用於市政污水、工業污水處理廠等場所,連續監測水中的溶解氧濃度。與電化學感測器相比,它的優點是它無需消耗氧氣,因而不受樣品流動速度的影響,沒有電解液,不需要經常做校準,維護工作量也很小。
LDO溶解氧感測器的光學部分由兩個發光二極體和一個硅光電檢測器組成。感測器帽表面有一層熒光塗層,感測器中的藍色LED光源發出一束藍色光,照射在熒光物質上,該塗層的熒光物質隨即被這束藍光激發,此激發態並不穩定,遇到氧以後會迅速釋放出紅色的光線並回復至原始狀態。此紅光和先前LED發射的藍光存在一個時間滯後,光電檢測器可以監測到藍光和紅光之間的這個相位滯後,即測量熒光物質從被藍光激發到發射紅光後恢復原態的時間,根據這個來計算水中溶解氧的含量。該相位滯後與發光體附近的溶解氧濃度成反比。當氧氣與熒光物質接觸後,則其產生的紅色光的強度會降低,同時其產生紅光的時間也會縮短,水樣中溶解的氧氣的濃度越高,則感測器產生的紅光的強度就會越低。
並且,探頭發光體外面鍍有一層炭黑色的聚苯乙烯,可實現光絕緣,並且,當感測器帽附著在感測器上時,可以保護感測器不受外部光源干擾。由於感測器並非化學原理,因此該感測器的測量不受水中各種重金屬離子、H2S、NH4等化學物質的干擾。
⑼ 環境監測時使用什麼測定溶解氧,ph,電導率儀器
1.測定懸浮物、ph、溶解氧、bod、油類、硫化物、余氯、放射性、微生物等項目需單專獨采樣;在測定溶解屬氧、bod和有機污染物等項目的水樣必須充滿容器;測定ph、溶解氧和電導率等項目宜在現場測定。采樣時要同步測量水文和氣象參數。
2.填寫登記表
水樣的保存
1.保存要求
不發生物理、化學、生物變化;不損失組分
不玷污(不增加待測組分和干擾組分)
2.容器的要求
選性能穩定,不易吸附預測組分,雜質含量低的材料製成的容器,如聚乙烯和硼硅玻璃材質的容器是常規監測中廣泛使用的,也可用石英或聚四氟乙烯製成的容器,但價格昂貴。
3.保存時間要求:
即最長貯放時間,一般污水的存放時間越短越好。
清潔水樣72h;輕污染水樣48h;嚴重污染水樣12h;運輸時間24h以內。
4.保存方法
(1)冷藏或冷凍法
(2)加入化學試劑保存法:加入生物抑制劑、調節ph值、加入氧化劑或還原劑。