常用溶解氧测量方法及溶解氧分析仪校正

常用溶解氧测量方法及溶解氧分析仪校正

李鑫淼

东北电力大学化学工程学院 吉林省吉林市 132000

摘要：本文结合资料分析了溶解氧测量目前的几种方法，并比较了这几种方法的优缺点，还通过查阅和总结文献思考了提高溶解氧校正的准确度的方法。

关键词：溶解氧测量 溶解氧测量方法

溶解氧是用来表征空气中的分子态氧溶解在水中的量的指标，使用每升水中氧气的质量表示。溶解氧作为评价水资源品质的重要参数已经被广泛接受并使用，并广泛用于工业，环境水质的监测和评价标准。以下介绍了几种常用的溶解氧含量测定的方法及其各自的优缺点。

1常用溶解氧测量方法及其优缺点

1.1碘量法

目前测量溶解氧的国标方法是碘量法，作为我国检测水体溶解氧含量的基准方法，碘量法可以测量20-200mg/L浓度范围内的溶解氧。碘量法使用原理为：首先将氧氧化钠加入到二价硫酸锰溶液中制得二价氢氧化锰。二价氢氧化锰十分不稳定，极易与液体中的氧分子发生反应，形成棕色沉淀。使用浓硫酸将溶液酸化加入碘化钾溶液，使得溶液中析出碘单质。

碘量法作为一种常见化学测定溶液中溶解氧含量的方法，优点十分明显，在其量程范围内，精度非常高和可重复性也很高。但是这种方法的的缺点也不少：首先该方法并不适合进行在线测量；其次碘量法需要使用大量的化学试剂，对待测溶液进行了破坏；再就是该方法过程繁琐，不易操作，消耗的时间长；并且还易受到其他化学成分尤其是亚硝酸盐的干扰；最重要的是碘量法其量程下限只能测量到浓度的溶解氧，无法满足更低浓度的溶解氧测量要求。^[1]

1.2分光光度法

分光光度法是在碘量法的基础上的一种改进，研究人员在进行碘量法实验时发现水体 中的溶解氧经过硫酸锰，碱性碘化钾后充分固定，加入硫酸溶液溶解后，溶解氧浓度与溶液中析出的碘单质导致溶液黄色深浅变化具有相关性，进而尝试用分光光度法进行溶解氧的浓度测量。^[2]

由于分光光度法是在碘量法的基础上发展而来的，其也具有和碘量法相似的精度高，可重复性好的优点。但是也无法避免和碘量法相似的缺陷，如操作复杂繁琐需要专业人员，无法实现连续在线监测等。

1.3荧光猝灭法

该测量方法的工作机理是基于荧光猝灭原理，即任何溶剂分子之间或与荧光物质之间发生化学或物理的反应，会使得荧光物质的荧光强度发生下降。荧光猝灭机理又可以分为静态猝灭、动态猝灭、内过滤与共振能量转移等多种形式。用于检测溶解氧含量的检测仪主要是基于动态猝灭原理构成，在使用该方法检测溶解氧浓度的时候，首先要通过实验得出猝灭常数的具体数值。使用荧光分光光度计分别测量荧光物质在饱和氧和无氧水中的荧光强度。再使用碘量法测得饱和氧溶液中的氧气浓度，计算出猝灭常数。最后检测待测溶液的荧光强度，即可获得其中的溶解氧浓度。^[3]

荧光猝灭法测量溶液中的溶解氧念量具有良好的线性度、较高的分辨率、以及相当的测量稳定性。与传统的碘量法相比较，其测量范围有很大提高，与碘量法相比有能力测量微量溶解氧。但是由于稀有金属的有机络合物制作而成的传感膜十分难于制作，荧光猝灭的氧传感器价格非常高昂。^[3-5]

1.4电化学方法

电化学溶解氧传感器主要由阴、阳两个电极、电解液以及选择性透氧膜构成。在传感器工作的时候，在阴、阳电极两端加载极化电压，由电解液导通阴、阳两极，构成回路。待测溶液中的氧分子通过选择性透氧膜与阳电极发生反应，产生扩散电流，且回路上的扩散电流与所测量的溶液中的溶解氧成正比关系，可以通过测量电流的大小来计算出溶解氧的浓度。通常选择贵金属作为传感器电极的制作材料。贵金属具有一定的金属稳定性，不容易被氧化，内阻小。^[1]

电化学方法测量溶解氧不会污染被测量样品，可以实现在线测量的功能。同时具有原理简单、制作容易等诸多优点。但是目前的电化学溶解氧传感器在测量微量溶解氧方面能力不佳，而且传感器极化时间长，使用寿命短。^[6]

2提高溶解氧校正准确度方法

2.1提前预热、除气

溶解氧仪分析仪在用极谱式电极进行实验时，需要提早预热一段时间，防止温度对测量或者校正结果的影响。另外膜帽在装上头部时，需求把液腔内部的空气悉数扫除干净，确保膜内电解液内没有气泡;膜的表面也不能出现气泡，若出现气泡会扰乱实验的结果，出现误差。

2.2校对和补偿

溶解氧仪是否带有温度补偿，它的校对都需要在和测定样品的温度等同的条件下进行，防止一些客观因素导致校对偏差的状况呈现。一般校正都应当在空气中进行，以在空气中的测量结果为标准参考。

2.3仪器注意事项

溶解氧仪使用前后，都需要先查看外表的膜层，对膜层有破损或者有破损痕迹的要及时进行更换，排除影响。在测量氧气浓度过程中，电极在触碰到液体时消耗掉一部分氧气，导致误差，所以在测量过程中应先把探头深入到溶解液进行缓慢均匀搅拌，这样比较精确和严谨。

参考文献

[1]辛联庆. 电化学式微量溶解氧检测方法的研究[D].北京化工大学,2014.

[2]邱发强. 溶解氧检测及传感技术的研究[D].北京化工大学,2012.

[3]高亚. 基于荧光猝灭法的溶解氧传感器研制[D].浙江大学,2018.

[4]顾浩,王志强,吴昊,蒋永年,郭亚. 基于荧光法的溶解氧传感器研制及试验[J]. 智慧农业(中英文),2020,2(02):48-58.

[5]杨亦睿. 基于荧光猝灭原理的溶解氧浓度传感器的研究设计[D].青岛理工大学,2017.

[6]辛联庆,陈娟,朱祥庭.微量溶解氧传感器的研制[J].电子测量技术,2014,37(03):89-92.