渭河（咸陽(yáng)段）水質(zhì)中溶解氧與水溫的相關(guān)研究

楊 岳

（咸陽(yáng)市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 陜西咸陽(yáng) 712000）

空氣中的氧溶解在水中即成為溶解氧，溶解氧的含量是地表水體自?xún)裟芰Φ呐袆e依據(jù)。水體里的溶解氧含量取決于水體與大氣中氧的平衡，它與空氣中氧分壓、大氣壓力、水體溫度有著密切的聯(lián)系。一般情況下清潔地表水中的溶解氧接近飽和，但是由于水體中藻類(lèi)的光合作用，溶解氧也可能過(guò)飽和。通常狀況下，空氣中氧分壓變動(dòng)不大，故水溫就成為水中溶解氧含量變化的主要影響因素。

為了弄清渭河（咸陽(yáng)段）水質(zhì)中溶解氧含量以及溶解氧隨溫度變化情況，本次試驗(yàn)采用碘量法（GB7489-1987）與便攜式溶解氧儀法分別對(duì)渭河不同斷面的溶解氧進(jìn)行測(cè)定，經(jīng)過(guò)對(duì)兩種方法的測(cè)定比對(duì)，驗(yàn)證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，并通過(guò)對(duì)鐵橋斷面的溶解氧和水溫的連續(xù)監(jiān)測(cè)，探討溶解氧隨水溫的變化關(guān)系。

2 斷面選擇

本次試驗(yàn)選擇渭河（咸陽(yáng)段）的鐵路橋斷面、玻璃鋼自動(dòng)站斷面、中隆斷面3個(gè)斷面進(jìn)行測(cè)試。

3 測(cè)定方法

試驗(yàn)采用便攜式溶解氧儀法和碘量法進(jìn)行同步測(cè)定。

3.1 便攜式溶解氧儀法的原理

測(cè)定溶解氧的電極由一個(gè)附有感應(yīng)器和一個(gè)溫度測(cè)量及補(bǔ)償?shù)臒崦綦娮杞M成。電極的可滲透膜為選擇性薄膜，把待測(cè)水樣和感應(yīng)器隔開(kāi)，水和可溶性物質(zhì)不能透過(guò)，只允許氧氣通過(guò)。當(dāng)給感應(yīng)器供應(yīng)電壓時(shí)，氧氣穿過(guò)薄膜發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生微弱的擴(kuò)散電流，通過(guò)測(cè)定電流值可測(cè)定溶解氧濃度[1]。

3.2 碘量法的原理

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，根據(jù)滴定溶液消耗量計(jì)算溶解氧含量[1]。

4 質(zhì)量保證

4.1 便攜式溶解氧儀測(cè)試前質(zhì)量保證

本次便攜式溶解氧儀采用HACH（HQ10型）便攜式溶氧儀。

4.1.1 外觀檢查：儀器干凈、探頭的薄膜完好無(wú)損。

4.1.2 探頭標(biāo)定：試驗(yàn)前用飽和溶解氧水進(jìn)行重復(fù)性測(cè)定，測(cè)量值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于±20%。

4.2 碘量法質(zhì)量保證

水樣采集前將采樣瓶清洗晾干，實(shí)驗(yàn)所用試劑均是新配置溶液，并在有效使用期限內(nèi)。

4.2.1 現(xiàn)場(chǎng)采集：用虹吸法將水樣采集到溶解氧瓶。

4.2.2 現(xiàn)場(chǎng)固定：在取樣現(xiàn)場(chǎng)用刻度管插入溶解氧瓶的液面下，加入1mL硫酸錳溶液，2mL堿性碘化鉀溶液，蓋好瓶塞，顛倒混合數(shù)次，暗處?kù)o置存放。

5 測(cè)定結(jié)果與討論

5.1 不同斷面溶解氧兩種方法測(cè)定結(jié)果的比較

于2015年2月5日取渭河（咸陽(yáng)段）確定的三個(gè)斷面的水樣于溶解氧瓶中，固定后帶回實(shí)驗(yàn)室用碘量法測(cè)定，同時(shí)用便攜式溶解氧儀法對(duì)表層水中的溶解氧進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。將兩種測(cè)定結(jié)果比較，結(jié)果表明，兩種測(cè)定方法的測(cè)定結(jié)果基本一致，相對(duì)偏差在10%以?xún)?nèi)，見(jiàn)表1。

表1 渭河（咸陽(yáng)段）各斷面溶解氧測(cè)定結(jié)果

5.2 不同月份溶解氧與水溫的相關(guān)性比較

2014年對(duì)鐵路橋斷面的表層溶解氧進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明1~3月，10~12月地表水?dāng)嗝娴乃疁氐停芙庋鹾扛撸?~9月水溫高，溶解氧低，經(jīng)過(guò)計(jì)算，水溫與溶解氧的含量成負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.9236，假設(shè)顯著水平為α=0.01，查表得兩者相關(guān)系數(shù)的臨界值γα=0.7079，所以地表水水溫與溶解氧的含量顯著負(fù)相關(guān)。鐵路橋斷面溶解氧與水體溫度變化情況見(jiàn)表2。溶解氧與水溫變化曲線見(jiàn)圖1。

表2 鐵路橋斷面不同月份溶解氧隨水溫變化情況

圖1 水溫與溶解氧變化曲線圖.

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果，在相同條件下用兩種測(cè)定方法測(cè)定渭河（咸陽(yáng)段）不同斷面的溶解氧時(shí)，測(cè)定結(jié)果基本一致，相對(duì)偏差小于10%；經(jīng)過(guò)對(duì)同一斷面的溶解氧進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)表明水溫與溶解氧的含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

[1]國(guó)家環(huán)保總局、水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）.中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.

[2]中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)(第二版）.化學(xué)工業(yè)出版社.