野外测量水体溶解氧是什么仪器
⑴ 有没有测量水中含氧量的仪器最好是小点的能携带的那种
溶解氧仪,可以在线监测溶解氧含量.在环境工程公司或者水设备公司应该有卖或是能帮助找到厂家,给水和污水处理中基本都要测这个的.精度高低看价格,需要精确到多少都可以.
⑵ 极谱型溶氧电极怎么测量水质的实际溶解氧值
JENCO的9010m溶氧仪,测量单位有选项,百分比还是ppm,如果选择ppm那么测量的数字就是实际溶解氧值了。其他仪器不太清楚,感觉应该都是一样的。
⑶ 溶解氧仪的仪器特点
溶解氧仪是测量溶解在水溶液内的氧气的含量。氧气通过周围的空气、空气流动和光合作用溶解于水中。
通过呼吸和分解作用,溶解氧会在水中消耗,主要依靠空气和光合作用进行补充。水中氧的含量主要取决于温度。温水的氧浓度要低于冷水。但溶氧含量过高对动植物会有害。
溶氧电极可以用来测量现场或实验室内被测样品水溶液内的溶氧含量。由于溶解氧是水的质量的主要指标之一,因此溶氧电极可广泛用于各种场合下的溶氧含量的测量,尤其是养殖水、光合作用和呼吸作用及现场测量。在对溪水和湖水支持生物存活的能力进行评估时,要进行生化需氧量测试(BOD)在消耗氧气的含有有机物的样品水溶液变腐时对其进行测量并确定溶氧浓度和样品水溶液温度之间的关系。
BDO-200A型中文在线溶氧仪是高智能化在线连续监测仪。可以配极谱式电极,自动实现从ppb级到ppm级的宽范围测量,是检测锅炉给水、凝结水、环保污水等行业的液体中氧含量测量的专用仪器。溶氧电极用一薄膜将铂阴极,银阳极,以及电解质与外界隔开,一般情况下阴极几乎是和这层膜直接接触的。氧以和其分压成正比的比率透过膜扩散,氧分压越大,透过膜的氧就越多。当溶解氧不断地透过膜渗入腔体,在阴极上还原而产生电流,此电流在仪表上显示出来。由于此电流和溶氧浓度直接成正比,因此校正仪表只需将测得的电流转换为浓度单位即可。
溶氧浓度通常用mg/L(每升水的溶氧量)或ppm(百万分之几)。有些仪表将计算出的氧含量和观察到的浓度进行比较得出饱和度百分比(O2% sat.)
确定溶氧有两种方式,极谱式和原电池式。极谱式电极需仪表输入一电压对电极进行极化。由于外加电压可能要15分钟才能稳定,因此极谱式电极使用前通常要进行预热确保电极能妥当极化。原电池式的两个极由两种不同的能自发极化产生电压的金属构成。由于原电池式的电压是自发产生而不是外界提供的,因此原电池式电极使用时无需极谱式电极极化所需的“预热”。
⑷ 测量盐度和溶解氧的仪器
台式COD测定仪是测量盐度和溶解氧的仪器,
⑸ 什么仪器用来测水质最好
一般水质检测仪器有三种,一种是便携仪器,外观设计能够满足现场检测版的需求,包括权容易携带、防震防水、操作简便;一种是实验室仪器,要把水样取回实验室检测;第三种是在线仪器,将仪器安装在养殖场地,通过数据线实时传回到控制室,或者通过无线信号的方式将水质检测结果传输到用户的引动设备(如手机),实现不出门也对水质情况了如指掌。在现实的水产养殖中,便携仪器和在线仪器是养殖户或者养殖企业选择最多的方式。
便携仪器——便携仪器非常适合于巡塘使用。在巡塘过程中,直接将探头垂入水中,即可了解水温、PH、溶解氧等数据,避免了试剂盒的不准确,也避免了将水样取到实验室的过程中对各种参数的影响。在过去,仪器操作、维护相对复杂,对技术的要求一直是阻碍水产养殖行业使用仪器的一个原因。
在线仪器——对于规模稍大的养殖户,巡塘是一个大的工作量,同时增氧机的电耗也是一笔巨大支出,而如果有水质变化影响水产品产量甚至增大病死风险,养殖户的损失将是巨大的。在线仪器在这方面则有其突出的优势。
⑹ 溶解氧测量仪器原理
溶解氧是一个重要的水质指标,随着工农业的发展.人民生活水平的提高.环回保意识的增答强,测量溶解氧日益广泛:如环保工程、过程控制、锅炉供水等都需要测量溶解氧。而臭氧应用的领域也迅速扩展如饮用水的消毒、食品的保鲜,及各种水处理等。由于应用的扩大.以往的传统方法不能完全满足需要.因此国际上研发了一些新产品克服了传统方法的缺点和不足。
⑺ 水中溶氧检测
摘 要:本文综述了水体溶解氧的各种检测方法及原理,诸如碘量法、电流测定法(Clark溶氧电极)、电导测定法、荧光淬灭法等,比较各种方法的优缺点,对荧光淬灭法的应用前景进行了初步探讨。
关键词:溶解氧、荧光淬灭、环境监测
0.引言
随着当今世界工业、农业的迅猛发展,大量的工业废水、农田排水向江河湖海排放,同时,我国城市生活污水大约有80%未经处理直接排放,小城镇及广大农村生活污水大多处于无序排放状态[1],使得许多地方的水质日益恶化,水污染和水资源短缺日益严重,所以迫切需要对污水进行及时监控和有效处理。其中,水中溶解氧含量是进行水质监测时的一项重要指标。
溶解氧(Dissolved Oxygen)是指溶解于水中分子状态的氧,即水中的O2,用DO表示。溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。溶解氧的一个来源是水中溶解氧未饱和时,大气中的氧气向水体渗入;另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。溶解氧随着温度、气压、盐分的变化而变化,一般说来,温度越高,溶解的盐分越大,水中的溶解氧越低;气压越高,水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亚硝酸根、亚铁离子等还原性物质所消耗外,也被水中微生物的呼吸作用以及水中有机物质被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以说溶解氧是水体的资本,是水体自净能力的表示。天然水中溶解氧近于饱和值(9ppm),藻类繁殖旺盛时,溶解氧含量下降。水体受有机物及还原性物质污染可使溶解氧降低,对于水产养殖业来说,水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响,当溶解氧低于4mg/L时,就会引起鱼类窒息死亡,对于人类来说,健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。当溶解氧(DO)消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时,溶解氧的含量可趋近于0,此时厌氧菌得以繁殖,使水体恶化,所以溶解氧大小能够反映出水体受到的污染,特别是有机物污染的程度,它是水体污染程度的重要指标,也是衡量水质的综合指标[2]。因此,水体溶解氧含量的测量,对于环境监测以及水产养殖业的发展都具有重要意义。
1.水体溶解氧的各种检测方法及原理
1.1 碘量法(GB7489-87)(Iodometric)
碘量法(等效于国际标准ISO 5813-1983)是测定水中溶解氧的基准方法,使用化学检测方法,测量准确度高,是最早用于检测溶解氧的方法。其原理是在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾,生成氢氧化锰沉淀。此时氢氧化锰性质极不稳定,迅速与水中溶解氧化合生成锰酸锰:
4MnSO4+8NaOH = 4Mn(OH)2↓+4Na2SO4 (1)
2Mn(OH)2+O2 = 2H2MnO3↓ (2)
2H2MnO3+2Mn(OH)3 = 2MnMnO3↓+4H2O (3)
加入浓硫酸使已化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)与溶液中所加入的碘化钾发生反应而析出碘:
4KI+2H2SO4 = 4HI+2K2SO4 (4)
2MnMnO3+4H2SO4+HI = 4MnSO4+2I2+6H2O (5)
再以淀粉作指示剂,用硫代硫酸钠滴定释放出的碘,来计算溶解氧的含量[3],化学方程式为:
2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+4NaI (6)
设V为Na2S2O3溶液的用量(mL),M为Na2S2O3的浓度(mol/L),a为滴定时所取水样体积(mL),DO可按下式计算[2]:
DO(mol/L)= (7)
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和小于氧的饱和度两倍(约20mg/L)的水样。当水中可能含有亚硝酸盐、铁离子、游离氯时,可能会对测定产生干扰,此时应采用碘量法的修正法。具体作法是在加硫酸锰和碱性碘化钾溶液固定水样的时候,加入NaN3溶液,或配成碱性碘化钾-叠氮化钠溶液加于水样中,Fe3+较高时,加入KF络合掩敝。碘量法适用于水源水,地面水等清洁水。碘量法是一种传统的溶解氧测量方法,测量准确度高且准确性好,其测量不确定度为0.19mg/L[4]。但该法是一种纯化学检测方法,耗时长,程序繁琐,无法满足在线测量的要求[5]。同时易氧化的有机物,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[6],包括下面将要介绍的电流测定法以及电导测定法等。
1.2 电流测定法(Clark溶氧电极)
当需要测量受污染的地面水和工业废水时必须用修正的碘量法或电流测定法。电流测定法根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中溶解氧(DO)的含量。溶氧电极的薄膜只能透过气体,透过气体中的氧气扩散到电解液中,立即在阴极(正极)上发生还原反应:
O2+2H2O+4e à 4OH- (8)
在阳极(负极),如银-氯化银电极上发生氧化反应:
4Ag+4Cl- à 4AgCl+4e (9)
(8)式和(9)式产生的电流与氧气的浓度成正比,通过测定此电流就可以得到溶解氧(DO)的浓度。
电流测定法的测量速度比碘量法要快,操作简便,干扰少(不受水样色度、浊度及化学滴定法中干扰物质的影响),而且能够现场自动连续检测,但是由于它的透氧膜和电极比较容易老化,当水样中含藻类、硫化物、碳酸盐、油类等物质时,会使透氧膜堵塞或损坏,需要注意保护和及时更换,又由于它是依靠电极本身在氧的作用下发生氧化还原反应来测定氧浓度的特性,测定过程中需要消耗氧气,所以在测量过程中样品要不停地搅拌,一般速度要求至少为0.3m/s,且需要定期更换电解液,致使它的测量精度和响应时间都受到扩散因素的限制。目前市场上的仪器大多都是属于Clark电极类型,每隔一段时间要活化,透氧膜也要经常更换。张葭冬[7]对膜电极的精密度作了研究,用膜电极法测量溶解氧的标准偏差为0.41mg/L,变异系数5.37%,碘量法测量溶解氧的标准偏差为0.3mg/L,变异系数为4.81%。同碘量法做对比实验时,每个样品测定值绝对误差小于0.21mg/L,相对误差不超过2.77%,两种方法相对误差在-2.52%~2.77%之间。代表产品有美国YSI公司的系列便携式溶解氧测量仪,如YSI58型溶解氧测量仪,该仪器可高质量地完成实验室和野外环境的测试工件,操作简便携带方便。测量范围为0~20mg/L,精度为±0.03mg/L。
1.3 荧光猝灭法
荧光猝灭法的测定是基于氧分子对荧光物质的猝灭效应原理,根据试样溶液所发生的荧光的强度来测定试样溶液中荧光物质的含量。通过利用光纤传感器来实现光信号的传输,由于光纤传感器具有体积小、重量轻、电绝缘性好、无电火花、安全、抗电磁干扰、灵敏度高、便于利用现有光通信技术组成遥测网络等优点,对传统的传感器能起到扩展、提高的作用,在很多情况下能完成传统的传感器很难甚至不能完成的任务,因此非常适合于荧光的传输与检测。从80年代初起,人们已开始了探索应用于氧探头的荧光指示剂的工作。早期曾采用四烷基氨基乙烯为化学发光剂,但由于其在应用中对氧气的响应在12小时内逐渐衰减而很快被淘汰。芘、芘丁酸、氟蒽等是一类很好的氧指示剂〔8〕,如1984年Wolfbeis等报告了一种对氧气快速响应的荧光传感器,就是以芘丁酸为指示剂,固定于多孔玻璃。这种传感器的优点是响应速度快(可低于50ms),并有很好的稳定性。1989年,Philip等〔9〕将香豆素1、香豆素103、香豆素153三种荧光指示剂分别固定于有机高聚物XAD-4、XAD-8及硅胶三种支持基体中进行实验。从灵敏度、发射强度和稳定性几个方面进行比较,得出了香豆素102固定于XAD-4支持基体中是作为一种灵敏可逆的光纤氧传感器的中介的最佳选择的结论。使用这种荧光指示剂的光纤氧传感器的应用范围相当广泛。
后来过渡金属(Ru、Os、Re、Rh和Ir)的有机化合物以其特殊的性能受到关注,对光和热以及强酸强碱或有机溶剂等都非常稳定。一般选用金属钌铬合物作为荧光指示剂即分子探针。金属钌铬合物的荧光强度与氧分压存在一一对应的关系,激发态寿命长,不耗氧,自身的化学成份很稳定,在水中基本不溶解。钌铬合物的基态至激发态的金属配体电荷转移(MLCT)过程中,激发态的性质与配体结构有密切关系,通常随着配体共轭体系的增大,荧光强度增强,荧光寿命增大,例如在荧光指示剂中把苯基插入到钌的配位空轨道上,从而增强络合物的刚性,在这样的刚性结构介质中,钌的荧光寿命延长,而氧分子与钌络合物分子之间的碰撞猝灭机率提高,从而可增强氧传感膜对氧的灵敏度。目前的研究中,钌化合物的配体一般局限于2,2’-联吡啶、1,10-邻菲洛啉及其衍生物。Brian[10]在实验中比较了在不同pH值介质条件下制得的Ru(bpy)2+3与Ru(ph2phen)2+3两种不同涂料的传感器性能,结果显示在pH=7时Ru(ph2phen)2+3显示了更高的灵敏度。为延长敏感膜在水溶液中的工作寿命,较长时间保持其灵敏性,吕太平〔11〕等合成Ru(Ⅱ)与4,7-二苯基-1,10-邻菲洛啉的亲脂性衍生物生成的新的荧光试剂配合物Ru(I)[4,7-双(4’-丙苯基)-1,10-邻菲洛啉]2(ClO4)2和Ru(Ⅱ)[4,7-双(4’-庚苯基)-1,10-邻菲洛啉]3(ClO4)2。Kerry[12]等合成Ru(Ⅱ)[5-丙烯酰胺基-1,10-邻菲洛啉]3(ClO4)2。实验均发现随着配体碳链的增长,荧光试剂的憎水性增大,流失现象减少,可延长膜的使用寿命。Ignacy[13]等研究还发现极化后的[Ru(dpp)3Cl2]氧传感膜对氧具有更高的灵敏度。吸附在硅胶60上的钌(Ⅱ)络合物在蓝光的激发下发出既强烈又稳定的粉红色荧光,该荧光可以有效地被分子氧淬灭。
其检测原理是根据Stern-Vlomer的猝灭方程[14]:F0/F=1+Ksv[Q],其中F0为无氧水的荧光强度,F为待检测水样的荧光强度,Ksv为方程常数,[Q]为溶解氧浓度,根据实际测得的荧光强度F0、F及已知的Ksv,可计算出溶解氧的浓度[Q]。
实验证明这种检测方法克服了碘量法和电流测定法的不足,具有很好的光化学稳定性、重现性,无延迟,精度高,寿命长,可对水中溶解氧进行实时在线监测。其测量范围一般为0~20mg/L,精度一般≤1%,响应时间≤60s。
1.4 其他检测方法
电导测定法:用导电的金属铊或其他化合物与水中溶解氧(DO)反应生成能导电的铊离子。通过测定水样中电导率的增量,就能求得溶解氧(DO)的浓度。实验表明,每增加0.035S/cm的电导率相当于1mg/L的溶解氧(DO)。此方法是测定溶解氧(DO)最灵敏的方法之一,可连续监测。
阳极溶出伏安法:同样利用金属铊与溶解氧(DO)定量反应生成亚铊离子:
4Tl+O2+2H2Oà4Tl++4OH- (10)
然后用溶出法测定Tl+离子的浓度,从而间接求得溶解氧(DO)的浓度。使用该方法取样量少,灵敏度高,而且受温度影响不大。
2.国内外在水体溶解氧检测领域研究的现状
我国目前对水质检验的常规程序是取样后拿到实验室检验分析,中间的工作环节复杂,导致检测时间长,不能及时得到水质情况。国内目前一些单位和研究机构已经开发研制出一些小型溶解氧检测仪,一般都基于电流测定法,如上海雷磁仪器厂生产的JPSJ-605型溶解氧分析仪,北京北斗星工业化学研究所研制的H-BD5W手持式水质通用测试仪等,其速度方面同国外同类仪器还有一定的差距;国内对荧光溶解氧传感器也有一些研究[5][15],技术已经达到国外平均水平,但研究实现商品化的较少。国外一般采用新型的基于荧光淬灭效应的溶解氧测量仪[16],代表产品有瑞士DMP公司的MICROXI型的溶解氧测量仪,美国OXYMON氧气测量系统等等,测量精确,快速,并可以远程测量等。总的来说,目前市场上大多数商品化溶解氧测量仪都是基于Clark溶氧电极的,基于荧光淬灭法的光纤溶解氧传感器较少。
我国环境监测、监控技术在环境领域的应用等方面的研究与发达国家相比还存在显著差距。目前国内在水质监测系统上还没有自己开发的完整的设备,大多数采用国外的设备和技术,如ECOTECH公司的WQMS(水质监测系统),美国SIGMA900系列水质采样器等等,但是国外的水质检测设备和系统大多数价格高,体积大,有的不完全符合中国的环境条件。据海关统计,2000年我国进口各类仪器仪表总额70亿美元,接近我国仪器仪表工业总产值的50%。全国每年用于仪器仪表进口的费用大大超过用于购买国产仪器的费用,价格昂贵、采购周期长以及各种配件难以获得等原因,严重地约束了我国科学技术的发展[1]。因此我国急需研究开发自行生产的环境水质自动监测仪器。
3.小结
目前国际上发展的主流是基于荧光淬灭原理的光纤溶解氧传感器,仪器的性能一般为:重复性误差±0.3㎎/L,零点漂移和量程漂移±0.3㎎/L,响应时间(T90)≤2min,温度补偿精度±0.3㎎/L,MTBF≥720h/次。根据上述荧光淬灭的特性,拟使用如下方法实现溶解氧检测仪:光源发出的光信号经滤光片送到有荧光指示剂的区域,水中溶解氧与荧光指示剂相作用,引起光的强度、波长、频率、相位、偏振态等光学特征发生变化后送到光探测器和信号处理装置,得到溶解氧浓度的信息。为了防止污染物、水体生物的腐蚀、干扰,仪器的抗干扰能力是关键。应该从传感膜的化学稳定性,仪器的防腐蚀性能,电路的工作稳定性方面多加以研究。
鉴于基于荧光淬灭法测量仪的光纤传感器具有较高的测量精度和较强的抗干扰能力,以及较好的重复性和稳定性,可以用于农业中水产养殖业水质的测量以及各种农业用水污染程度的测量,因此对此种传感器的研究具有重要的实际应用价值和商品化价值。
⑻ 什么是溶解氧光学溶解氧测定仪有什么好处
溶解在水中的分子态氧称为溶解氧,天然水中的溶解氧含量取决于水体与大气中氧的平衡。水中溶解氧的饱和含量和空气中氧的分压、大气压力、水温、水中含盐量等有密切关系。清洁地面水中溶解氧一般接近饱和,20℃清洁水中饱和溶解氧含量约为9mg/L。水体受有机、无机还原性物质污染,会使溶解氧降低,当水中溶解氧低于2mg/L时,水体即产生恶臭。
溶解氧分析仪是测定水中溶解氧含量的仪器,根据测量原理,有电化学式和光化学式两类。目前,大多数溶解氧分析仪使用的是电化学传感器。尽管电化学传感器的精确性和可用性被广泛认可,但当用在污水处理时,其缺点便显现出来,电化学传感器存在明显的问题和局限性。包括日常维护比较复杂和频繁,经常需要校准;而且电极的透气膜容易老化;以及它需要电极本身的氧化还原反应来测定氧的浓度,测定过程中需消耗被测样品中的溶解氧;并且限制了测量流速,为了使电化学电池内受扩散控制的电化学反应达到平衡,需要在膜表面维持一个最小的流量,一般为200mL/min,在这个流量以下,测定结果受水流的影响非常大。此外,过高的流速也会对膜和阴极电解液层厚度产生影响,从而影响测量结果。
因此,出现了基于荧光技术的光学式溶解氧传感器,例如HACH公司的LDO,并得到了广泛的应用。它主要用于市政污水、工业污水处理厂等场所,连续监测水中的溶解氧浓度。与电化学传感器相比,它的优点是它无需消耗氧气,因而不受样品流动速度的影响,没有电解液,不需要经常做校准,维护工作量也很小。
LDO溶解氧传感器的光学部分由两个发光二极管和一个硅光电检测器组成。传感器帽表面有一层荧光涂层,传感器中的蓝色LED光源发出一束蓝色光,照射在荧光物质上,该涂层的荧光物质随即被这束蓝光激发,此激发态并不稳定,遇到氧以后会迅速释放出红色的光线并回复至原始状态。此红光和先前LED发射的蓝光存在一个时间滞后,光电检测器可以监测到蓝光和红光之间的这个相位滞后,即测量荧光物质从被蓝光激发到发射红光后恢复原态的时间,根据这个来计算水中溶解氧的含量。该相位滞后与发光体附近的溶解氧浓度成反比。当氧气与荧光物质接触后,则其产生的红色光的强度会降低,同时其产生红光的时间也会缩短,水样中溶解的氧气的浓度越高,则传感器产生的红光的强度就会越低。
并且,探头发光体外面镀有一层炭黑色的聚苯乙烯,可实现光绝缘,并且,当传感器帽附着在传感器上时,可以保护传感器不受外部光源干扰。由于传感器并非化学原理,因此该传感器的测量不受水中各种重金属离子、H2S、NH4等化学物质的干扰。
⑼ 环境监测时使用什么测定溶解氧,ph,电导率仪器
1.测定悬浮物、ph、溶解氧、bod、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等项目需单专独采样;在测定溶解属氧、bod和有机污染物等项目的水样必须充满容器;测定ph、溶解氧和电导率等项目宜在现场测定。采样时要同步测量水文和气象参数。
2.填写登记表
水样的保存
1.保存要求
不发生物理、化学、生物变化;不损失组分
不玷污(不增加待测组分和干扰组分)
2.容器的要求
选性能稳定,不易吸附预测组分,杂质含量低的材料制成的容器,如聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器是常规监测中广泛使用的,也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器,但价格昂贵。
3.保存时间要求:
即最长贮放时间,一般污水的存放时间越短越好。
清洁水样72h;轻污染水样48h;严重污染水样12h;运输时间24h以内。
4.保存方法
(1)冷藏或冷冻法
(2)加入化学试剂保存法:加入生物抑制剂、调节ph值、加入氧化剂或还原剂。