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溶解氧(DO)的重要性与DO测量


发布日期:[2010-07-05] 共阅[3695]次

溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。溶解氧的一个来源是水中溶解氧未饱和时,大气中的氧气向水体渗入;另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。溶解氧随着温度、气压、盐分的变化而变化,一般说来,温度越高,溶解的盐分越大,水中的溶解氧越低;气压越高,水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亚硝酸根、亚铁离子等还原性物质所消耗外,也被水中微生物的呼吸作用以及水中有机物质被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以说溶解氧是水体的资本,是水体自净能力的表示。天然水中溶解氧近于饱和值,藻类繁殖旺盛时,溶解氧含量下降。水体受有机物及还原性物质污染可使溶解氧降低,对于水产养殖业来说,水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响,当溶解氧低于4mg/L时,就会引起鱼类窒息死亡,对于人类来说,健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。当溶解氧消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时,溶解氧的含量可趋近于0,此时厌氧菌得以繁殖,使水体恶化,所以溶解氧大小能够反映出水体受到的污染,特别是有机物污染的程度,它是水体污染程度的重要指标,也是衡量水质的综合指标。因此,水体溶解氧含量的测量,对于环境监测以及水产养殖业的发展都具有重要意义。目前国际上发展的主流是基于荧光淬灭原理的光纤溶解氧仪,仪器的性能一般为:重复性误差±0.3㎎/L,零点漂移和量程漂移±0.3㎎/L,响应时间(T90)≤2min,温度补偿精度±0.3㎎/L,MTBF≥720h/次。根据上述荧光淬灭的特性,拟使用如下方法实现溶解氧检测仪:光源发出的光信号经滤光片送到有荧光指示剂的区域,水中溶解氧与荧光指示剂相作用,引起光的强度、波长、频率、相位、偏振态等光学特征发生变化后送到光探测器和信号处理装置,得到溶解氧浓度的信息。为了防止污染物、水体生物的腐蚀、干扰,仪器的抗干扰能力是关键。应该从传感膜的化学稳定性,仪器的防腐蚀性能,电路的工作稳定性方面多加以研究。
鉴于基于荧光淬灭法测量仪的光纤传感器具有较高的测量精度和较强的抗干扰能力,以及较好的重复性和稳定性,可以用于农业中水产养殖业水质的测量以及各种农业用水污染程度的测量,因此对此种传感器的研究具有重要的实际应用价值和商品化价值。

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