1.溶解氧的基础知识
空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下,空气中的含氧量变动不大,故水温是主要的因素,水温愈低,水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子态氧称为溶解氧,通常记作do,用每升水里氧气的毫克数表示,即mg/l。水里的溶解氧被消耗,要恢复到初始状态,所需时间短,说明该水体的自净能力强,或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重,自净能力弱,甚至失去自净能力。
碘量法测量溶解氧
原理:
水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾,水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰,生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后,氢氧化物沉淀溶解,并与碘离子反应而释放出游离碘。以淀粉为指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘,据滴定溶液消耗量计算溶解氧含量。
所用试剂:
1、硫酸锰溶液:称取480g硫酸锰(mnso4·4h2o)溶于水,用水稀释至1000ml。此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中,遇淀粉不得产生蓝色。
2、碱性碘化钾溶液:称取500g氢氧化钠溶解于300—400ml水中;另称取150g碘化钾溶于200ml水中,待氢氧化钠溶液冷却后,将两溶液合并,混匀,用水稀释至1000ml。如有沉淀,则放置过夜后,倾出上层清液,贮于棕色瓶中,用橡皮塞塞紧,避光保存。此溶液酸化后,遇淀粉应不呈蓝色。
3、1 5硫酸溶液。(一份体积的纯水加五份体积纯硫酸)
4、1%(m/v)淀粉溶液:称取1g可溶性淀粉,用少量水调成糊状,再用刚煮沸的水稀释至100ml。冷却后,加入0.1g水杨酸或0.4g氯化锌防腐。
5、0.02500mol/l(1/6k2cr2o7)重铬酸钾标准溶液:称取于105—110℃烘干2h,并冷却的重铬酸钾1.2258g,溶于水,移入1000ml容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
6、硫代硫酸钠溶液:称取6.2g硫代硫酸钠(na2s2o3·5h2o)溶于煮沸放冷的水中,加0.2g碳酸钠,用水稀释至1000ml,贮于棕色瓶中,使用前用0.02500mol/l重铬酸钾标准溶液标定。
7、硫酸,ρ=1.84。
测定步骤:
1、溶解氧的固定:用吸液管插入溶解氧瓶的液面下,加入1ml硫酸锰溶液,2ml碱性碘化钾溶液,盖好瓶塞,颠倒混合数次,静置。一般在取样现场固定。
2、打开瓶塞,立即用吸管插入液面下加入2.0ml硫酸。盖好瓶塞,颠倒混合摇匀,至沉淀物全部溶解,放于暗处静置5min。
3、吸取100.00ml上述溶液于250ml锥形瓶中,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色,加入1ml淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好退去,记录硫代硫酸钠溶液用量。
计算:
溶解氧(o2,mg/l)=m*v*8000/100
式中:m——硫代硫酸钠标准溶液的浓度(mol/l);
v——滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液体积(ml)。
注意事项:
1、当水样中含有亚硝酸盐时会干扰测定,可加入叠氮化钠使水中的亚硝酸盐分解而消除干扰。其加入方法是预*将叠氮化钠加入碱性碘化钾溶液中。
2、如水样中含fe3 达100—200mg/l时,可加入1ml40%氟化钾溶液消除干扰。
3、如水样中含氧化性物质(如游离氯等),应预*加入相当量的硫代硫酸钠去除。
另:关于水样的测定
1、检测有无氧化或还原物质存在
取50ml待测水(活性污泥沉淀后去上清液)加入0.5ml浓硫酸,少量碘化钾(约0.5g),加淀粉溶液,如果溶液呈蓝色,则有氧化性物质存在。如果保持无色,加入0.2ml碘溶液,震荡,放置30s,如果没成蓝色,则有还原物质。
2、取样
从生物池取出水样后,立刻用虹吸法将污泥抽入1000ml具塞细口瓶中,溢出三分之一体积,立刻用吸管于液面以下加入10ml硫酸铜-氨基磺酸抑制剂,盖好瓶盖,颠倒馄匀。精致,等沉淀下沉后,将上清液吸入2个溶解氧瓶中(瓶内不允许有气泡)。
3、测定叠氮化钠修正法(有亚硝酸盐存在)
样品中有氧化性物质
向一个溶解氧瓶中加入5ml(1 5)硫酸和1g碘化钾(吸管插入液面下),摇匀,此时游离出碘,移液管取100ml到250ml锥形瓶中,以淀粉作指示剂,用硫代硫酸钠滴定至蓝色退去,记下用量v1。
向另外一个溶解氧瓶中(吸管插入液面下)加入1ml硫酸锰溶液,2ml碱性碘化钾,盖好瓶塞(瓶内不允许有气泡),颠倒混合数次,静置。待棕色沉淀物降至瓶内一半时,再颠倒混合一次,待沉淀物下降至瓶底。
打开瓶盖,用吸管插入液面下,加入2ml浓硫酸(吸管插入液面下),盖好瓶盖(瓶内不允许有气泡),点到混合至沉淀物全部溶解,放暗处5分钟。(如果有三价铁存在,*加入1ml40%氟化钾溶液)
移取100ml溶液至250ml锥形瓶中,用硫代硫酸钠滴定至淡黄色,加入淀粉溶液1ml,滴定至蓝色刚好退去,记下用量v2。
计算do=m*v1*8*1000/100-m*v2*8*1000/100
m ----硫代硫酸钠浓度
所用试剂
硫酸锰溶液称取120g四水硫酸锰(mnso4.4h2o),或者96g一水硫酸锰,用水稀释至250ml,如果不澄清,过滤。
碱性碘化钾-叠氮化钠溶液溶解125g氢氧化钠于100ml水中,溶解37.5g碘化钾于50ml水中,溶解2.5g叠氮化钠于水中。三者混合,加水稀释至250ml。
硫酸铜-氨基磺酸抑制剂溶解32g氨基磺酸于475g水中,溶解50g硫酸铜于500ml水中,混合,加入25ml冰乙酸,混匀。
重铬酸钾0.025mol/l移取0.25mol/l重铬酸钾25.00ml至250ml容量瓶中,加水至标线。
1 5硫酸
1%淀粉溶液与cod淀粉配法一致、
硫代硫酸钠溶液称取3.2g硫代硫酸钠溶解于煮沸冷却的水中,加入0.2g碳酸钠,用水稀释至1000ml,储存于棕色瓶中,使用前用0.025mol/l重铬酸钾标定,方法如下
于250ml碘量瓶中,加入100ml水和1g碘化钾,加入10ml 0.025mol/l重铬酸钾溶液、5ml(1 5)硫酸,盖上塞子,摇匀,暗处静止5min,用硫代硫酸钠滴定至淡黄色,加入1ml淀粉,继续滴定到蓝色刚好褪去,记录用量v
关于溶解氧的常用参数
溶解在水中的氧称为溶解氧(dissolved oxygen,do),溶解氧以分子状态存在于水中。水中溶解氧量是水质重要指标之一。
水中溶解氧含量受到两种作用的影响:一种是使do下降的耗氧作用,包括耗氧有机物降解的耗氧,生物呼吸耗氧;另一种是使do增加的复氧作用,主要有空气中氧的溶解,水生植物的光合作用等。这两种作用的相互消长,使水中溶解氧含量呈现出时空变化。
若以ch2o代表有机物,则有机物氧化分解反应式为: