溶氧
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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。
溶氧的名词解释在我们日常生活中,溶氧是一个广为人知的词汇。
众所周知,氧气是地球上生物活动所必需的气体之一。
溶氧指的是氧气在液体中的溶解过程。
溶氧是一个重要的概念,它涉及到许多领域,如生物学、化学以及环境科学等。
了解溶氧的定义、作用以及影响因素对我们理解生命和环境的运行机制至关重要。
溶氧是指氧气在液体中的溶解过程。
一般来说,氧气以分子形式存在于空气中,但当接触到液体时,它会与液体中的分子或离子发生相互作用,从而溶解到液体中。
溶解的氧气分子与液体分子之间的相互作用可以是物理性的,例如分子之间的吸引力;也可以是化学性的,例如氧气与液体中的物质发生反应形成氧化物。
溶氧的溶解过程在自然界中非常常见。
例如,氧气可以溶解在水中,形成水中的溶解氧。
这对于水生生物来说是至关重要的,因为它们需要氧气进行呼吸。
溶解氧的存在也影响着水的化学性质,如氧化还原反应的进行速率等。
溶解氧的含量受到多种因素的影响。
其中,温度是一个重要的因素。
一般来说,温度越低,氧气分子与液体分子之间的相互作用越强,溶解氧的含量越高。
相反,温度越高,氧气分子的运动速度越快,溶解氧的含量越低。
此外,压力也会影响氧气的溶解度。
在相同温度下,压力越高,则氧气的溶解度越高。
溶解氧的含量对于生物体的生存和繁殖有重要意义。
水生生物依赖水中的溶解氧进行呼吸,以维持其生命活动。
较高的溶氧含量能够满足水生生物对氧气的需求,有利于它们的生长和繁殖。
相反,溶氧含量过低时,水生生物可能会受到氧气不足的影响,甚至导致大规模的死亡。
这也说明了溶氧对于水体生态系统的稳定和健康至关重要。
溶氧还在环境科学中扮演着重要角色。
环境中的溶解氧含量不仅受到生物活动的影响,还受到一些人为因素的干扰。
例如,工业排放物和农业废水中的有机物和化学物质可能会降低水体中的溶氧含量。
此外,高温天气和富营养化也可能导致水体中的溶解氧含量下降。
为了保护水生生物和维持健康的水体生态系统,我们应该关注和监测水体中的溶解氧含量。
溶氧仪原理引言溶氧仪是一种用于测量液体中溶解氧浓度的仪器,被广泛应用于水质监测、水处理和环境保护等领域。
本文将详细介绍溶氧仪的原理,包括其工作原理、测量方法和应用场景。
工作原理溶氧仪基于氧分压测定溶解氧浓度的原理。
它利用了氧气在液体中的溶解度与氧气在气相中的分压之间的关系,通过测量液体中溶解氧气的分压从而计算出溶解氧浓度。
溶氧仪一般由氧电极和温度补偿电极组成。
氧电极是通过电化学方法测量溶液中的溶解氧,其内部有一根带有电极的薄玻璃棒,外部包裹一个氧透气膜。
氧电极融合了氧化银和液态电解质,当氧气透过透气膜到达液体表面时,氧化银发生还原反应,产生电流信号,通过该电流信号可以计算出溶解氧浓度。
温度补偿电极用于校正液体温度对溶氧测量的影响。
溶氧与温度密切相关,温度增加会降低氧气在液体中的溶解度。
温度补偿电极能够实时测量液体温度,并通过温度补偿算法对溶解氧浓度进行修正,以确保测量结果的准确性。
测量方法溶氧仪的测量方法主要有两种:阻抗法和光学法。
阻抗法阻抗法利用了溶液中的溶解氧对电解质的电导率造成的影响来测量溶解氧浓度。
它通过测量液体中溶解氧对电极的阻抗来计算溶解氧浓度。
阻抗法具有响应快、精度高的优点,适用于液体中溶解氧浓度较低的情况。
光学法光学法利用氧气分子对特定波长的光的吸收特性来测量溶解氧浓度。
它通过测量光源经过溶液时的吸光度变化来计算溶解氧浓度。
光学法具有测量范围广、不受电解质干扰的优点,适用于液体中溶解氧浓度较高的情况。
应用场景溶氧仪广泛应用于水质监测、水处理和环境保护等领域。
下面介绍几个典型的应用场景:池塘和湖泊养殖在池塘和湖泊养殖中,溶氧仪可用于监测水体中的溶解氧浓度。
溶解氧是水体中养殖生物呼吸和新陈代谢的重要指标,合适的溶解氧浓度有助于维持水体生态平衡和养殖物种的健康生长。
水处理工艺在水处理工艺中,溶氧仪可用于监测和控制水体中的溶解氧浓度。
溶解氧浓度对于水的氧化还原电位和氧化物的生成具有重要影响,通过控制溶解氧浓度可以提高水质和防止管道和设备腐蚀。
溶氧知识溶解氧,氧是气态存在水的分子间隙中,水在一定温度下溶入气体的量是一定的,温度越高溶入的气体就越少,盐度越高溶解氧也就越少。
就像一桶沙子可以倒进去水一样,当水把沙子空间充满后就不可能再加进去一样,所以,水分子的间隙被别的气充满后氧也不能溶入,爆塘就是水中的有害气体过多,水分子的间隙被有害气体充满加不上氧所造成的。
水体溶氧是利用物理作用,使缔合的大的水分子团分散成为独立的单个分子,增加了水分子间的空隙率,同时将氧气分子同样细化后,溶入到水分子间的空隙里。
提高了水、气分子的活性、活力及活化能力,增加了接触面积,提高了气、液均质混合及传质速度,改变了物质反应环境,提高了体系界面自由能及浓度扩散传递推力。
水分子是聚合为大的分子团存在水分子是H2O,通常情况下:水分子是聚合为大的分子团存在,其活性下降,自净能力丧失,水质恶化,自然界是通过水的流动、撞击使水分子团变小,以增加其活性,但是经过一段时间的滞留,其又聚合为大的水分子团。
小水分子团水能使溶氧能力成倍增加将水分子团变小,使水中的饱和溶氧量提高3-5倍,也就是当常温下水的饱和溶氧量为10mg/L,使其达到30 mg/L(无驱动力)或50mg/L(有驱动力),氧利用率达90%以上,现有技术为氧利用率30-60%。
使用膜技术也可以达到如此高的饱和溶氧,但是其设备价格高出溶氧机十至几十倍,同时其使用条件苛刻无法用于污水处理,只能做饮用富氧水,应用范围极窄。
细分子化技术污水经细分子化装置细化以后,提高了水、气和水中物质的活性、活力及活化能力,增加了接触面积,提高了气、固、液均质混合及传质速度,改变了物质反应环境,提高了体系界面自由能及浓度扩散传递推力,从而有效地提高了各种物质在水中的溶解能力,为微生物的生长和繁殖,提供了适宜的环境。
溶解氧的饱和度饱和度是表示溶氧含量的另一种方法,溶解氧饱和度%=溶解氧的实测含量÷实测条件下溶解氧的饱和含量×100% 。
溶解氧的分布变化规律溶氧变化是指:同一水体内,同一水层、水区在不同时刻溶氧含量差别情况。
水体中增氧、耗氧作用及其影响因素的复杂性,决定了水体内溶氧分布变化的多样性与复杂性。
一般说:贫营养水体,溶氧多近饱和,变化不达;相反,富营养或或受污染水体,溶氧浓度很不稳定,大起大落,变差很大,下面着重讨论其动态规律。
一、溶解氧的日变化及日较差溶氧日变化的一般规律是:1.表层水中溶氧含量昼夜变化极大,最小值通常出现在早晨日出之前,最大值则出现在下午日落之前。
早上日出后的整个白天,溶氧量从最小值逐渐增高,至日落前达最女值,而在日落后的整个黑夜,溶氧则从最大值不断降低,到早晨日出前又达到最小值。
如此循环不止,变化不息。
表层水中溶氧含量的这种变化规律,是水中P—R矛盾运动的必然反映,其原因在于,日出之后,表层水中浮游植物开始进行光合作用,P>R,放出大量氧气,终于使表层水中增氧作用超过耗氧作用;因而水中溶氧实际含量逐渐增高,经过整个白天的积累,在日落之前,便积累到最大值。
日落之后表层水中的浮游植物,不仅不能进行光合作用,放出氧气,反而要进行呼吸,消耗氧气, R》P,耗氧作用大大超过增氧作用,溶氧实际含量迅速减小,经过漫长黑夜的积累,到日出之前,达到最小值.溶氧最大值与最小值出现的具体时间,不仅与光照有关,也受温度影响。
寒冷季节,早,晚气温很低,光合作用较弱,与温暖炎热季节相比,溶氧最大值出现时间常会提早2~4小时,溶氧最小值的出现时间,则往往推迟1—2小时。
溶氧日变化最大直与最小值之差称为“昼夜变化幅度” 简称“日较差”。
溶氧日较差的大小,主要与水体本身的生产性能有关,其一般规律是:①其他条件相同或近似时,水体越肥,水中浮游植物密度越大,则溶氧日较差越大。
凝结水溶氧高的原因及处理凝结水是指在供热系统中,由于热量传递和冷却作用导致的蒸汽或热水冷凝后形成的水,其水流量大、温度高、含有大量的溶气。
凝结水在供热系统中的应用广泛,但若溶氧含量过高会导致一系列问题,如腐蚀设备、降低热交换效率等。
本文将探讨凝结水溶氧高的原因和处理方法。
1.溶氧的吸入:溶氧通常来自外界,如空气、供水等。
当凝结水长时间暴露在空气中或通过供水中的气体溶入到凝结水中,使凝结水溶氧含量增加。
2.供水溶氧高:若供水中氧含量较高,凝结水也会相应地具有较高的溶氧含量。
3.温度变化:凝结水的温度波动也会影响其溶氧含量。
高温会使凝结水中的溶氧含量降低,而低温则会有相反效应。
因此,当供热系统中的温度变化不稳定时,凝结水溶氧含量也会受到影响。
为了处理凝结水溶氧高的问题,可以采取以下方法:1.增加通气设备:通过增设通气设备,如放气阀、通气管等,可以将凝结水中的溶氧释放到空气中。
通气设备应布置在凝结水水箱的高位,以利于氧气的有效排出。
2.采用除气设备:在供热系统中加装除气设备,如除气器、空气预热器等,可以有效地去除凝结水中的氧气。
4.控制温度波动:合理调节供热系统的运行参数,保持稳定的温度。
避免过高或过低的温度变化,减少凝结水中溶氧含量的波动。
5.使用氧化剂:可以在凝结水中添加适量的氧化剂,如NaClO、KClO、H_2O_2等,使溶氧得到氧化,从而减少溶氧含量。
6.增加抗腐蚀剂:针对凝结水中存在的腐蚀问题,可以添加抗腐蚀剂来保护设备。
抗腐蚀剂可以在一定程度上降低凝结水中溶氧的影响。