水中溶解氧测定原理

1 碘量法

碘量法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）

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。

3 荧光猝灭法

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]。

4 其他检测方法

电导测定法：用导电的金属tuo或其他化合物与水中溶解氧（DO）反应生成能导电的tuo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。

阳极溶出伏安法：同样利用金属tuo与溶解氧（DO）定量反应生成亚tuo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。

溶解氧的测定是水环境污染检测的主要手段，因此，开展水中溶解氧的测定分析研究就显得尤为必要。水中溶解氧检测方法：

碘量法测定溶氧

碘量法测定是目前水中溶解氧测定的主要方法之一。

主要是在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，形成氢氧化锰。氢氧化锰的化学特性非常不稳定，能够和水中的溶解氧快速反应，形成硫酸锰。

静置15~20分钟之后，加入浓硫酸，促使棕色的沉淀和溶液中加入的碘化钾充分反应，从而逐步析出碘。水中溶解氧越多，则析出的碘也就越多，溶液的颜色也越深。通过高精度移液管取出一定量反应完成之后的水样，然后用淀粉作为指示剂，通过标准溶液进行滴定，就可以获知水中溶解氧的具体含量。

电极极谱法测定溶氧

相比于碘量法测定，电极极谱法测定更加先进。

主要机理是在两极之间加上恒定电压，促进电子从阴极流向阳极，从而形成一定的量的扩散电流。

通过测量扩散电流就能获知水中溶解氧的含量，因为一定温度下，水样中的扩散电流和水中溶解氧浓度成正比，通过定量分析，利用仪器就能读出水样中溶解氧的具体数值。

荧光法测定溶氧

荧光法测定的主要机理是利用荧光物质的猝灭作用，降低荧光物质中的荧光强度和缩短荧光维持的寿命，从而获知水中溶解氧的含量。

水中溶解氧的含量越多，荧光的寿命也就越短。将调制好的蓝光，照射到荧光物质上，可发出相应的红光。水中溶解氧可带走荧光能量，因此，红光持续的时间和强度和溶解氧的浓度成反比，通过测量红光和参比光之间的相位差，就能获知水中的溶解氧的含量。

荧光法测定是目前的水中溶解氧测定时简单便捷的方法，和碘量法和电极极谱法相比，荧光法测定时无须特意标定水中的溶解氧，而测定速度比较快，整个测量过程比较稳定，测量结果精度较高，而且对流量也没有严格要求，受到外界因素的干扰比较小，可降低清洗频率，维护成本比较低。

溶解氧的测定方法如下：

1、荧光法溶解氧传感器

测量溶解氧，首先要说的是荧光法溶解氧传感器，其利用的则是荧光法测量原理：调制的蓝光照到荧光物质上使其激发，并发出红光，由于氧分子可以带走能量（猝息效应），所以激发红光的时间和强度与氧分子的浓度成反比。

2、碘量法

碘量法是一种用化学检测方法，测量准确。是较早用于检测溶解氧的方法。在水中加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液，生成氢氧化锰沉淀。由于氢氧化锰性质极不稳定，迅速与水中溶解氧反应生成硫酸锰。15分钟后加入浓硫酸使沉淀与溶液中所加入的碘化钾发生反应，而析出碘。溶解氧越多，析出的碘也越多，取一定量的反应水样，以淀粉做指示剂，用标准溶液滴定，就可计算出水样中溶解氧的含量。

碘量法适用于水源水，地面水等清洁水。

3、电流测定法

电流测定法的测量速度比碘量法要快，操作简便，干扰少，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。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，且需要定期更换电解液。

4、电极极谱法

电极极谱法是指在两极间加恒定电压，电子由阴极流向阳极，产生扩散电流；一定温度下，扩散电流与溶解氧浓度成正比；建立电流与溶解氧浓度的定量关系，然后仪器可将电流计读数自动转换为溶解氧浓度。

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