溶解氧（DO）

溶解氧（DO）

溶解于水中的分子态氧称为溶解氧。水中溶解氧的含量与大气压力、水温及含盐量等因素有关。大气压力下降、水温升高、含盐量增加，都会导致溶解氧含量降低。

清洁地表水溶解氧接近饱和。当有大量藻类繁殖时，溶解氧可能过饱和；当水体受到有机物质、无机还原物质污染时，会使溶解氧含量降低，甚至趋于零，此时厌氧**繁殖活跃，水质恶化。水中溶解氧低于3—4mg/L时，许多鱼类呼吸困难；继续减少，则会窒息死亡。一般规定水体中的溶解氧至少在4mg/L以上。在废水生化处理过程中，溶解氧也是一项重要控制指标。

测定水中溶解氧的方法有碘量法及其修正法和氧电极法。清洁水可用碘量法；受污染的地面水和工业废水必须用修正的碘量法或氧电极法。

（一）碘量法

在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中的溶解氧将二价锰氧化成四价锰，并生成氢氧化物沉淀。加酸后，沉淀溶解，四价锰又可氧化碘离子而释放出与溶解氧量相当的游离碘。以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，可计算出溶解氧含量。反应式如下：

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

当水中含有氧化性物质、还原性物质及有机物时，会干扰测定，应预先消除并根据不同的干扰物质采用修正的碘量法。

（二）修正的碘量法

1.叠氮化钠修正法

水样中含有亚硝酸盐会干扰碘量法测定溶解氧，可用叠氮化钠将亚硝酸盐分解后再用碘量法测定。分解亚硝酸盐的反应如下：

2NaN₃＋H₂SO₄＝2HN₃+Na₂SO₄

HNO₂＋NH₃＝N₂O＋N₂＋H₂O

亚硝酸盐主要存在于经生化处理的废水和河水中，它能与碘化钾作用释放出游离碘而产生正干扰，即

2HNO₂＋2KI＋H₂SO₄＝K₂SO₄＋2H₂O＋N₂O₂＋I₂

如果反应到此为止，引入误差尚不大；但当水样和空气接触时，新溶入的氧将和N₂O₂作用，再形成亚硝酸盐：

2N₂O₂＋2H₂O＋O₂＝4HNO₂

如此循环，不断地释放出碘，将会引入相当大的误差。

当水样中三价铁离子含量较高时，干扰测定，可加入氟化钾或用磷酸代替硫酸酸化来消除。

测定结果按下式计算：

式中：M—硫代硫酸钠标准溶液浓度（mol/L）；

V—滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液体积（mL）；

V_水—水样体积（mL）；

8—氧换算值（g）。

应当注意，叠氮化钠是剧毒、易爆试剂，不能将碱性碘化钾-叠氮化钠溶液直接酸化，以免产生有毒的叠氮酸雾。

2.高锰酸钾修正法

该方法适用于含大量亚铁离子，不含其他还原剂及有机物的水样。用高锰酸钾氧化亚铁离子，消除干扰，过量的高锰酸钾用草酸钠溶液除去，生成的高价铁离子用氟化钾掩蔽。其他同碘量法。

（三）氧电极法

广泛应用的溶解氧电极是聚四氟乙烯薄膜电极。根据其工作原理，分为极谱型和原电池型两种。极谱型氧电极的结构如图2－30（图略）所示。由黄金阴极、银-氯化银阳极、聚四氟乙烯薄膜、壳体等部分组成。电极腔内充入氯化钾溶液，聚四氟乙烯薄膜将内电解液和被测水样隔开，溶解氧通过薄膜渗透扩散。当两极间加上0.5—0.8V固定极化电压时，则水样中的溶解氧扩散通过薄膜，并在阴极上还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流。电极反应如下：

阴极：O₂＋2H₂O＋4e＝4OH^-

阳极：4Ag＋4Cl^-＝4AgCl＋4e

产生的还原电流i_还可表示为：

式中：K——比例常数；

n——电极反应得失电子数；

F——法拉第常数；

A——阴极面积；

p_m——薄膜的渗透系数；

L——薄膜的厚度；

c₀——溶解氧的分压或浓度。

可见，当实验条件固定后，上式除c₀外的其他项均为定值，故只要测得还原电流就可以求出水样中溶解氧的浓度。各种溶解氧测定仪就是依据这一原理工作的。测定时，首先用无氧水样校正零点，再用化学法校准仪器刻度值，*后测定水样，便可直接显示其溶解氧浓度。仪器设有自动或手动温度补偿装置，补偿由于温度变化造成的测量误差。

溶解氧电极法测定溶解氧不受水样色度、浊度及化学滴定法中干扰物质的影响；快速简便，适用于现场测定；易于实现自动连续测量。但水样中含藻类、硫化物、碳酸盐、油等物质时，会使薄膜堵塞或损坏，应及时更换薄膜。