溶解氧（DO）

溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧。水中溶解氧的含量與大氣壓力、水溫及含鹽量等因素有關(guān)。大氣壓力下降、水溫升高、含鹽量增加，都會(huì)導(dǎo)致溶解氧含量降低。

清潔地表水溶解氧接近飽和。當(dāng)有大量藻類繁殖時(shí)，溶解氧可能過飽和；當(dāng)水體受到有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)還原物質(zhì)污染時(shí)，會(huì)使溶解氧含量降低，甚至趨于零，此時(shí)厭氧**繁殖活躍，水質(zhì)惡化。水中溶解氧低于3—4mg/L時(shí)，許多魚類呼吸困難；繼續(xù)減少，則會(huì)窒息死亡。一般規(guī)定水體中的溶解氧至少在4mg/L以上。在廢水生化處理過程中，溶解氧也是一項(xiàng)重要控制指標(biāo)。

測(cè)定水中溶解氧的方法有碘量法及其修正法和氧電極法。清潔水可用碘量法；受污染的地面水和工業(yè)廢水必須用修正的碘量法或氧電極法。

（一）碘量法

在水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中的溶解氧將二價(jià)錳氧化成四價(jià)錳，并生成氫氧化物沉淀。加酸后，沉淀溶解，四價(jià)錳又可氧化碘離子而釋放出與溶解氧量相當(dāng)?shù)挠坞x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，可計(jì)算出溶解氧含量。反應(yīng)式如下：

MnSO₄＋2NaOH＝Na₂SO₄＋Mn（OH）₂↓

2Mn（OH）₂+O₂＝2MnO（OH）₂↓

（棕色沉淀）

MnO（OH）₂＋2H₂SO₄＝Mn（SO₄）₂＋3H₂O

Mn（SO₄）₂＋2KI＝MnSO₄＋K₂SO₄＋I₂

2Na₂S₂O₃＋I₂＝Na₂S₄O₆＋2Nal

當(dāng)水中含有氧化性物質(zhì)、還原性物質(zhì)及有機(jī)物時(shí)，會(huì)干擾測(cè)定，應(yīng)預(yù)先消除并根據(jù)不同的干擾物質(zhì)采用修正的碘量法。

（二）修正的碘量法

1.疊氮化鈉修正法

水樣中含有亞硝酸鹽會(huì)干擾碘量法測(cè)定溶解氧，可用疊氮化鈉將亞硝酸鹽分解后再用碘量法測(cè)定。分解亞硝酸鹽的反應(yīng)如下：

2NaN₃＋H₂SO₄＝2HN₃+Na₂SO₄

HNO₂＋NH₃＝N₂O＋N₂＋H₂O

亞硝酸鹽主要存在于經(jīng)生化處理的廢水和河水中，它能與碘化鉀作用釋放出游離碘而產(chǎn)生正干擾，即

2HNO₂＋2KI＋H₂SO₄＝K₂SO₄＋2H₂O＋N₂O₂＋I₂

如果反應(yīng)到此為止，引入誤差尚不大；但當(dāng)水樣和空氣接觸時(shí)，新溶入的氧將和N₂O₂作用，再形成亞硝酸鹽：

2N₂O₂＋2H₂O＋O₂＝4HNO₂

如此循環(huán)，不斷地釋放出碘，將會(huì)引入相當(dāng)大的誤差。

當(dāng)水樣中三價(jià)鐵離子含量較高時(shí)，干擾測(cè)定，可加入氟化鉀或用磷酸代替硫酸酸化來消除。

測(cè)定結(jié)果按下式計(jì)算：

式中：M—硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol/L）；

V—滴定消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）；

V_水—水樣體積（mL）；

8—氧換算值（g）。

應(yīng)當(dāng)注意，疊氮化鈉是劇毒、易爆試劑，不能將堿性碘化鉀-疊氮化鈉溶液直接酸化，以免產(chǎn)生有毒的疊氮酸霧。

2.高錳酸鉀修正法

該方法適用于含大量亞鐵離子，不含其他還原劑及有機(jī)物的水樣。用高錳酸鉀氧化亞鐵離子，消除干擾，過量的高錳酸鉀用草酸鈉溶液除去，生成的高價(jià)鐵離子用氟化鉀掩蔽。其他同碘量法。

（三）氧電極法

廣泛應(yīng)用的溶解氧電極是聚四氟乙烯薄膜電極。根據(jù)其工作原理，分為極譜型和原電池型兩種。極譜型氧電極的結(jié)構(gòu)如圖2－30（圖略）所示。由黃金陰極、銀-氯化銀陽極、聚四氟乙烯薄膜、殼體等部分組成。電極腔內(nèi)充入氯化鉀溶液，聚四氟乙烯薄膜將內(nèi)電解液和被測(cè)水樣隔開，溶解氧通過薄膜滲透擴(kuò)散。當(dāng)兩極間加上0.5—0.8V固定極化電壓時(shí)，則水樣中的溶解氧擴(kuò)散通過薄膜，并在陰極上還原，產(chǎn)生與氧濃度成正比的擴(kuò)散電流。電極反應(yīng)如下：

陰極：O₂＋2H₂O＋4e＝4OH^-

陽極：4Ag＋4Cl^-＝4AgCl＋4e

產(chǎn)生的還原電流i_還可表示為：

式中：K——比例常數(shù)；

n——電極反應(yīng)得失電子數(shù)；

F——法拉第常數(shù)；

A——陰極面積；

p_m——薄膜的滲透系數(shù)；

L——薄膜的厚度；

c₀——溶解氧的分壓或濃度。

可見，當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件固定后，上式除c₀外的其他項(xiàng)均為定值，故只要測(cè)得還原電流就可以求出水樣中溶解氧的濃度。各種溶解氧測(cè)定儀就是依據(jù)這一原理工作的。測(cè)定時(shí)，首先用無氧水樣校正零點(diǎn)，再用化學(xué)法校準(zhǔn)儀器刻度值，*后測(cè)定水樣，便可直接顯示其溶解氧濃度。儀器設(shè)有自動(dòng)或手動(dòng)溫度補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償由于溫度變化造成的測(cè)量誤差。

溶解氧電極法測(cè)定溶解氧不受水樣色度、濁度及化學(xué)滴定法中干擾物質(zhì)的影響；快速簡(jiǎn)便，適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)測(cè)量。但水樣中含藻類、硫化物、碳酸鹽、油等物質(zhì)時(shí)，會(huì)使薄膜堵塞或損壞，應(yīng)及時(shí)更換薄膜。