熒光法在線測定黃河水中溶解氧

丁丹丹 趙妍 李照德

摘? 要：溶解氧是衡量水質(zhì)的綜合指標，哈希LDO便攜式溶解氧儀采用的熒光法能夠快速進行水中溶解氧的測定，通過傳統(tǒng)方法和熒光法的比較，用熒光法測定黃河水中溶解氧、五日生化需氧量更加便捷快速，可以替代傳統(tǒng)的測量方法。

關鍵詞：溶解氧;五日生化需氧量;熒光法;黃河

中圖分類號：X832? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）27-0130-03

Abstract： Dissolved oxygen is a comprehensive index to measure water quality. The fluorescence method used by Hach LDO portable dissolved oxygen meter can quickly determine dissolved oxygen in water. The fluorescence method for the determination of dissolved oxygen and five-day biochemical oxygen demand （BOD）in the Yellow River water is more convenient and rapid， and can replace the traditional measurement method.

Keywords： dissolved oxygen; five-day biochemical oxygen demand （BOD）; fluorescence method; Yellow River

溶解氧是反映水體受到的污染，特別是有機物污染的程度，是水體污染程度的重要指標，也是衡量水質(zhì)的綜合指標。因此，水體溶解氧含量的測量，對于環(huán)境監(jiān)測以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。

SL219-98《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》[1]規(guī)定，對水溫、pH、溶解氧、電導率等項目在現(xiàn)場進行測定。目前黃河水質(zhì)監(jiān)測中溶解氧的測量仍延續(xù)國家環(huán)保局編委會編制的《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）[2]溶解氧測定中的碘量法，該方法的常規(guī)程序是取樣后現(xiàn)場固定，再帶回實驗室進行分析。由于溶解氧屬易變項目，而黃河斷面大多交通不便，單程采樣就需要1～2天時間，導致水樣耽擱時間過長，不能及時得到準確的水質(zhì)狀況。

1 碘量法測定溶解氧存在的問題

碘量法（中華人民共和國國家標準 GB7489-87）[3]是測定水中溶解氧的基準方法，在沒有干擾的情況下，此方法適用于各種溶解氧濃度大于0.2mg/L和小于氧的飽和度兩倍（約20mg/L）的水樣。但當水樣中存在易氧化的有機物，如丹寧酸、腐植酸和木質(zhì)素等或可氧化的硫的化合物，如硫化物硫脲[4]等則會對測定產(chǎn)生干擾。

另外，按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》中規(guī)定，用碘量法測溶解氧有嚴格規(guī)定：

（1）采集水樣時，先用水樣沖洗溶氧瓶三次，然后用虹吸法取樣，不得使水樣曝氣或有氣泡殘存在采樣瓶中。

（2）水樣采集后需在現(xiàn)場立即加入固定劑于樣品中，并保存于冷暗處，24小時內(nèi)測定。

（3）溶解氧固定后加入濃硫酸，搖勻至沉淀物全部溶解，放置暗處沉淀5分鐘后方可滴定。

傳統(tǒng)法測量溶解氧是一種純化學檢測方法，耗時長，程序繁瑣，無法滿足在線測量的要求。該方法存在很多弊端，主要有：

（1）天氣較冷時，用虹吸軟管取樣容易結冰，給取水樣帶來麻煩。

（2）溶解氧測定需配制六種試劑，每次測定前需對硫代硫酸鈉進行標定，過程繁瑣。

（3）觀察滴定終點顏色變化時，受主客觀條件影響誤差較大。

（4）水樣中含有氧化性或還原性物質(zhì)時，會對測量結果產(chǎn)生影響。

（5）夏季水體中含沙量較大時會對測定產(chǎn)生干擾。

2 熒光法測定溶解氧的原理及優(yōu)點

哈希LDO便攜式溶氧儀測量原理：溶解氧傳感器涂有熒光膜，當LED光源發(fā)出的藍光照射到傳感器表面的熒光物質(zhì)時，熒光物質(zhì)受到激發(fā)釋放出紅光。從發(fā)出藍光到釋放出紅光的這段時間被記錄下來。水中的氧氣濃度越高，釋放紅光的時間就越短。在紅光釋放時間與溶解氧濃度之間建立相關性，儀器通過測定紅光的釋放時間計算出溶解氧濃度，進而在儀表中直接顯示出溶解氧濃度和飽和百分率。探頭附有溫度補償裝置，可直接讀出水溫。

便攜式LDO溶氧儀的優(yōu)點：

在測量溶解氧的技術方面，帶有LDO探頭的便攜式測定儀與傳統(tǒng)的基于電流或極譜法的溶氧儀相比，具有諸多優(yōu)點：

（1）無需極化：在測量溶解氧時，LDO溶解氧探頭不需要極化時間。傳統(tǒng)溶解氧探頭在使用前通常有極化過程。

（2）無需校準：LDO溶解氧探頭在出廠前已經(jīng)校準，因此用戶在使用時無需校準，可直接測量溶解氧濃度。而傳統(tǒng)的溶解氧儀在使用時，通常有校準步驟，校準通過后，方可進行溶解氧的測定。

（3）維護量低：LDO探頭為無膜式探頭，無需更換膜組件、無需填充電解液，維護量大大降低，既節(jié)省了時間 又降低了用戶的維護成本。

（4）抗干擾能力強：LDO探頭為無膜式探頭，因此不受典型廢水中化學物質(zhì)的干擾。

（5）耐用的熒光帽：熒光帽在被刮蹭或部分污染的情況下，仍能保持其準確度，清洗方便。

（6）不需要使用任何試劑，通常一個水樣只需30秒即可讀出結果。

3 比測方案

2014年11月至2015年3月，分別使用碘量法和熒光法對黃河下游水體中的溶解氧進行了測定，測定結果見表1。對25個斷面取規(guī)定水深處左中右3組數(shù)據(jù)，在比測的75組數(shù)據(jù)中，兩種方法互差小于0.5的數(shù)據(jù)達到64組，占到比測結果的85.3%，大于0.5的數(shù)據(jù)11組，占總比測結果的14.7%。相對誤差最大為0.7%，符合《水和廢水監(jiān)測分析方法》第四版的要求。

4 結論

受比測次數(shù)和比測條件的限制，報告沒有完全做到在各種條件下的比測試驗，但從已經(jīng)開展的比測數(shù)據(jù)看，熒光法可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的碘量法測試，測量的精度符合地表水環(huán)境質(zhì)量標準要求，對水體的評價結果相當。

參考文獻：

[1]中華人民共和國行業(yè)標準.SL219-98.水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范[S].1998.

[2]國家環(huán)境保護總局.水和廢水監(jiān)測分析方法[S].2009.

[3]中華人民共和國國家標準.GB 7489-87.水質(zhì)溶解氧的測定碘量法[S].1987.

[4]彭虹，王艷，張萬順，等.淺水水體水質(zhì)生態(tài)修復的數(shù)值模擬[J].水利規(guī)劃與設計，2007（1）.

[5]中華人民共和國國家環(huán)境保護標準.HJ505-2009.水質(zhì)五日生化需氧量（BOD5）的測定稀釋與接種法[S].2009.