溶解氧的測(cè)量方法有兩種:
1、碘量法:水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀,水中溶解氧將低價(jià)錳氧化成高價(jià)錳,生成四價(jià)錳的氫氧化物棕色沉淀。加酸后,氫氧化物沉淀溶解,并與碘離子反應(yīng)而釋放出游離碘。以淀粉為指示劑,用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出的碘,據(jù)滴定溶液消耗量計(jì)算溶解氧含量。
2、溶解氧儀法:溶氧儀由傳感器和顯示儀表兩個(gè)部分組成。溶解氧分析儀傳感部分是由金電極(陰極)和銀電極(陽(yáng)極)及特殊的電解液組成,氧通過(guò)膜擴(kuò)散進(jìn)人電解液與金電極和銀電極構(gòu)成測(cè)量回路。 溶解氧測(cè)定儀只要選型、設(shè)置、維護(hù)得當(dāng),一般均能滿足工藝的測(cè)量要求。莆田梅特勒溶解氧電極
天然水中溶解氧近于飽和值(9ppm),藻類(lèi)繁殖旺盛時(shí),溶解氧含量下降。水體受有機(jī)物及還原性物質(zhì)污染可使溶解氧降低,對(duì)于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)來(lái)說(shuō),水體溶解氧對(duì)水中生物如魚(yú)類(lèi)的生存有著至關(guān)重要的影響,當(dāng)溶解氧低于4mg/L時(shí),就會(huì)引起魚(yú)類(lèi)窒息死亡,對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō),健康的飲用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。當(dāng)溶解氧(DO)消耗速率大于氧氣向水體中溶入的速率時(shí),溶解氧的含量可趨近于0,此時(shí)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(jī)物污染的程度,它是水體污染程度的重要指標(biāo),也是衡量水質(zhì)的綜合指標(biāo)。因此,水體溶解氧含量的測(cè)量,對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。廈門(mén)羅斯蒙特rosemount溶解氧電極溶氧電極用一薄膜將鉑陰極, 銀陽(yáng)極,以及電解質(zhì)與外界隔開(kāi),一般情況下陰極幾乎是和這層膜直接接觸的。
在養(yǎng)殖生產(chǎn)實(shí)踐中,長(zhǎng)期以來(lái)由于普遍缺乏對(duì)水體溶氧進(jìn)行及時(shí)有效監(jiān)測(cè),以及對(duì)水體低氧的潛在危害認(rèn)識(shí)不足,很多養(yǎng)殖者往往顧及增氧成本,把養(yǎng)殖動(dòng)物有無(wú)浮頭現(xiàn)象作為水體溶氧是否充足的判斷標(biāo)準(zhǔn),看到魚(yú)蝦浮頭以后才采取增氧措施,這實(shí)際上是把增氧當(dāng)作一種“救命”措施而非科學(xué)的管理方法,常常導(dǎo)致不必要的損失或降低潛在的收益。本文將就池塘養(yǎng)殖中溶氧的作用、影響因素、變化規(guī)律以及養(yǎng)殖條件下的管理措施等進(jìn)行較為系統(tǒng)的闡述,為提高池塘養(yǎng)殖的水質(zhì)管理水平提供參考。
提供養(yǎng)殖動(dòng)物生命活動(dòng)所必需的氧氣從能量學(xué)和生物化學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看,動(dòng)物攝食是為了將儲(chǔ)存在食物中的能量轉(zhuǎn)化為其自身生命活動(dòng)所必需的、能夠直接利用的能量,而呼吸攝入的氧氣正是從分子水平上通過(guò)生化反應(yīng)為Z終實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化提供了保證。一旦缺少氧氣,這些生化反應(yīng)過(guò)程將被終止,生命即宣告結(jié)束。實(shí)踐中人們對(duì)增氧能夠解決養(yǎng)殖動(dòng)物浮頭問(wèn)題和預(yù)防泛塘都有比較清楚的認(rèn)識(shí),但正因如此,很多養(yǎng)殖者把增氧看成一種“救命”措施,而沒(méi)有充分意識(shí)到在此之前低氧早已對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物和水體環(huán)境所造成了危害。
一般來(lái)說(shuō),溶氧分析儀主要就是測(cè)量溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的含量。
測(cè)定氧含量主要有三種方法:自動(dòng)比色分析和化學(xué)分析測(cè)量、電化學(xué)法測(cè)量-熒光法。
水中溶氧量一般采用電化學(xué)法測(cè)量。根據(jù)不同的量程要求,溶解氧測(cè)量分常量氧和微量氧。微量氧測(cè)量主要用在鍋爐進(jìn)水氧含量測(cè)量。主要是對(duì)氧含量影響反應(yīng)速度、流程效率或環(huán)境的流程進(jìn)行監(jiān)控。
在過(guò)去的50多年里,一直采用原電池法和極譜法測(cè)量溶解氧。這種方法對(duì)于市政和工業(yè)廢水中的溶解氧監(jiān)測(cè)曾起著非常重要的作用,但是,傳統(tǒng)的電化學(xué)方法的使用膜、電極和電解液,由于技術(shù)上的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致很多誤差,即使定期進(jìn)行維護(hù),也無(wú)法得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
現(xiàn)在儀表多采用的熒光法溶解氧測(cè)量?jī)x基于熒光猝滅原理:探頭點(diǎn)亮藍(lán)光照射到熒光物質(zhì)上使熒光物質(zhì)激發(fā)并發(fā)出紅光,由于氧分子可以帶走能量(猝滅效應(yīng)),所以激發(fā)的紅光的時(shí)間和強(qiáng)度與氧分子的濃度成反比。通過(guò)測(cè)量激發(fā)紅光與參比光的相位差,并與內(nèi)部標(biāo)定值對(duì)比,從而可計(jì)算出氧分子的濃度。創(chuàng)新的新型熒光技術(shù),不需要更換膜片和電解液,熒光帽更換簡(jiǎn)單,且不受硫化物等化學(xué)物質(zhì)的干擾,測(cè)量精度和分辨率也更準(zhǔn)確和更清晰。 溶氧含量過(guò)高對(duì)動(dòng)植物會(huì)有害。
溶解氧傳感器的分類(lèi)溶解氧傳感器的原理可以分為熒光法和極譜法兩種。
溶解氧傳感器的基本技術(shù)參數(shù):量程0~20mg/L分辨率0.01mg/L精度±1.5%F.S工作溫度0~50℃工作壓力<0.2MPa供電DC5V功耗小于0.2W響應(yīng)時(shí)間是一個(gè)重要的性能參數(shù)。
響應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短決定傳感器能否及時(shí)地反映出溶液中溶解氧濃度的變化情況。
極譜法溶解氧測(cè)量原理:極譜法傳感器包括一個(gè)銀質(zhì)的陽(yáng)極和在底部呈環(huán)形的金質(zhì)的陰極,一個(gè)薄的半透過(guò)性膜,在傳感器上展開(kāi),可以將電極和外部隔離的同時(shí)允許氣體進(jìn)入。在操作時(shí)傳感器的底部會(huì)充滿含少量的表面活性劑電解液以提高濕潤(rùn)效果。當(dāng)極譜法傳感器的電極上施加了極化電壓,氧氣會(huì)穿透膜在陰極上發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生了電流。流過(guò)電極的電流和氧成正比,在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關(guān)系。
極譜法溶解氧傳感器:極譜型溶解氧傳感器根據(jù)Clark原理設(shè)計(jì)復(fù)膜電極,Clark電極是一種被氣體滲透膜覆蓋的電流型電極,早在上個(gè)世紀(jì)60年代由L.R.Clark設(shè)計(jì)完成。Clark電極利用膜的滲透性允許氧分子透過(guò),不允許其它電解質(zhì)透過(guò)的原理,排除被測(cè)水體中各種離子電解反應(yīng)的干擾,從而提高了溶解氧傳感器的靈敏度。 溶解氧儀電極可以用來(lái)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)被測(cè)樣品水溶液內(nèi)的溶氧含量。蕪湖ABB溶解氧電極
氧的濃度和分壓之間的關(guān)系隨著每份樣品溶液鹽度的不同而變化。莆田梅特勒溶解氧電極
水體中溶氧的消耗大概有三個(gè)方面:
一是魚(yú)類(lèi)的呼吸耗氧;
二是“水呼吸”耗氧,即是指水體的懸浮物質(zhì)、浮游生物,溶解的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物氧化時(shí)所消耗的氧氣;
三是底泥的耗氧。其中魚(yú)類(lèi)的呼吸耗氧占5%~20%,只是少部分;底泥耗氧約占10%;“水呼吸”耗氧約占70%在魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)適宜的溫度范圍內(nèi),魚(yú)類(lèi)呼吸耗用的氧是隨溫度升高而增大的,在水溫較高的時(shí)候,魚(yú)類(lèi)的呼吸成為消耗水中溶解氧的重要原因之一。如在15°C時(shí),每千克體重的鯉魚(yú)每小時(shí)需要呼吸58~75毫克的氧氣;當(dāng)水溫在30°C時(shí),便增加到200毫克。魚(yú)類(lèi)為了維持正常的生命活動(dòng),必須不斷地呼吸,消耗氧氣。其消耗氧氣的速度與魚(yú)類(lèi)的種類(lèi)年齡、體重、體長(zhǎng)、性別及食物質(zhì)量等狀況有關(guān);與水中溶解氣體、含鹽量、酸堿度、溫度等有關(guān)。對(duì)于淡水魚(yú)類(lèi)溶氧的致死限度,是隨魚(yú)類(lèi)種類(lèi)的不同以及水體中許多理化因素的不同而不同的。同一種魚(yú)類(lèi)在不同的生長(zhǎng)階段也會(huì)有不同的缺氧耐力。鯉科魚(yú)類(lèi)對(duì)溶氧量的致死限度為0.7~1毫克/升,適合的溶氧量為5.5毫克/升左右,但一般在4毫克/升以上時(shí)就可保持正常生長(zhǎng)。氧氣對(duì)羅非魚(yú)的致死限度為0.5毫克/升。作為魚(yú)類(lèi)飼料的浮游生物、底棲生物在含氧量為3毫克/升時(shí)都能正常地繁殖。 莆田梅特勒溶解氧電極
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