溶解氧测定方法与标准

一、概述

溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）是指溶解在水中的分子态氧，是水质评价的基本指标。溶解氧含量影响水生生物的生存环境，也是污水处理工艺控制的重要参数。在工业生产中，溶解氧监测对锅炉给水、水产养殖、环境监测等有实际意义。

二、测定原理

2.1 碘量法原理

碘量法是测定溶解氧的经典方法，基于氧氧化氢氧化锰生成高价锰氧化物，再与碘化钾反应析出碘，用硫代硫酸钠标准溶液滴定。反应过程：

1. 氧固定：Mn²⁺ + 2OH⁻ → Mn(OH)₂；2Mn(OH)₂ + O₂ → 2MnO(OH)₂
2. 酸化析碘：MnO(OH)₂ + 2I⁻ + 4H⁺ → Mn²⁺ + I₂ + 3H₂O
3. 滴定：I₂ + 2S₂O₃²⁻ → 2I⁻ + S₄O₆²⁻

2.2 电化学探头法原理

电化学探头法采用Clark型电极，由透气膜、阴极（金或铂）和阳极（银）组成。氧透过膜在阴极被还原产生电流，电流大小与溶解氧浓度成正比。膜电极法响应快，可连续监测。

2.3 光学法原理

光学溶解氧传感器基于荧光猝灭原理。传感膜中的荧光物质受激发后发射荧光，溶解氧会猝灭荧光，猝灭程度与氧浓度相关。光学法无需消耗电解质溶液，维护量小，适合长期在线监测。

三、测定方法与设备

3.1 碘量法（Winkler法）

碘量法是标准方法，适用于清洁水样。操作步骤：

• 采集水样时避免曝气，使用溶解氧瓶
• 现场加入硫酸锰和碱性碘化钾溶液固定溶解氧
• 酸化后析出碘，用硫代硫酸钠滴定
• 淀粉作指示剂，终点由蓝色变为无色

注意：水样含氧化性或还原性物质时会干扰测定，需采用修正方法。

3.2 电化学探头法

便携式溶解氧仪配薄膜电极，适用于现场快速测定：

• 测量前需进行校准，常用空气校准或零氧校准
• 测量时保持探头在样品中移动，避免氧气消耗造成读数偏低
• 定期更换膜和电解质溶液，清洗电极表面

3.3 光学溶解氧测定

光学溶解氧传感器适用于长期在线监测：

• 无需消耗电解质，维护周期长
• 不受样品流速影响，适合静止水体
• 抗干扰能力强，不受硫化氢等物质影响

四、标准方法与参考标准

4.1 标准

4.2 国内标准

五、样品采集与保存

5.1 采样要求

• 使用专用溶解氧瓶或BOD瓶，避免气泡
• 采样时橡皮管插至瓶底，溢流3倍体积后缓慢抽出
• 现场固定（碘量法）或立即测定（电极法）
• 记录采样时水温、气压等参数

5.2 保存条件

溶解氧不稳定，应在采样后立即测定。如需保存：

• 碘量法固定后可在暗处保存4-8小时
• 电极法和光学法应现场测定

六、测量注意事项

6.1 温度与气压补偿

溶解氧饱和度随温度和气压变化。现代仪器具备自动温度补偿（ATC）和气压补偿功能，测量结果通常换算为25°C、101.325 kPa条件下的数值。

6.2 盐度影响

盐度增加会降低氧的溶解度。海水和咸水测定时需进行盐度修正，或使用带盐度补偿功能的仪器。

6.3 干扰物质处理

水样中存在的干扰物质及处理方法：

七、质量控制

7.1 校准验证

• 碘量法：使用溶解氧标准溶液验证
• 电极法：空气饱和水校准，零氧溶液验证
• 定期进行多点校准

7.2 精密度与准确度

• 重复测定相对标准偏差应≤2%
• 加标回收率应在95%-105%
• 定期参加实验室间比对

八、应用场景

溶解氧测定在不同领域的应用：

• 环境监测：河流、湖泊、水库水质评价
• 污水处理：曝气池工艺控制，好氧/厌氧条件判断
• 水产养殖：养殖水体溶解氧监控，保障养殖生物健康
• 工业用水：锅炉给水除氧效果监测，防止腐蚀
• 饮用水：水源水水质监测

九、结论

溶解氧测定是水质监测的基础项目。碘量法准确度高但操作复杂，电化学探头法快速便捷适合现场测定，光学法维护量小适合长期在线监测。根据样品特点和分析需求选择合适的方法，按标准规范操作，可获得可靠的测定结果。