荧光法在线测定黄河水中溶解氧

丁丹丹 赵妍 李照德

摘  要：溶解氧是衡量水质的综合指标，哈希LDO便携式溶解氧仪采用的荧光法能够快速进行水中溶解氧的测定，通过传统方法和荧光法的比较，用荧光法测定黄河水中溶解氧、五日生化需氧量更加便捷快速，可以替代传统的测量方法。

关键词：溶解氧;五日生化需氧量;荧光法;黄河

中图分类号：X832         文献标志码：A         文章编号：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

溶解氧是反映水体受到的污染，特别是有机物污染的程度，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。

SL219-98《水环境监测规范》[1]规定，对水温、pH、溶解氧、电导率等项目在现场进行测定。目前黄河水质监测中溶解氧的测量仍延续国家环保局编委会编制的《水和废水监测分析方法》（第四版）[2]溶解氧测定中的碘量法，该方法的常规程序是取样后现场固定，再带回实验室进行分析。由于溶解氧属易变项目，而黄河断面大多交通不便，单程采样就需要1～2天时间，导致水样耽搁时间过长，不能及时得到准确的水质状况。

1 碘量法测定溶解氧存在的问题

碘量法（中华人民共和国国家标准 GB7489-87）[3]是测定水中溶解氧的基准方法，在没有干扰的情况下，此方法适用于各种溶解氧浓度大于0.2mg/L和小于氧的饱和度两倍（约20mg/L）的水样。但当水样中存在易氧化的有机物，如丹宁酸、腐植酸和木质素等或可氧化的硫的化合物，如硫化物硫脲[4]等则会对测定产生干扰。

另外，按照《水和废水监测分析方法》中规定，用碘量法测溶解氧有严格规定：

（1）采集水样时，先用水样冲洗溶氧瓶三次，然后用虹吸法取样，不得使水样曝气或有气泡残存在采样瓶中。

（2）水样采集后需在现场立即加入固定剂于样品中，并保存于冷暗处，24小时内测定。

（3）溶解氧固定后加入浓硫酸，摇匀至沉淀物全部溶解，放置暗处沉淀5分钟后方可滴定。

传统法测量溶解氧是一种纯化学检测方法，耗时长，程序繁琐，无法满足在线测量的要求。该方法存在很多弊端，主要有：

（1）天气较冷时，用虹吸软管取样容易结冰，给取水样带来麻烦。

（2）溶解氧测定需配制六种试剂，每次测定前需对硫代硫酸钠进行标定，过程繁琐。

（3）觀察滴定终点颜色变化时，受主客观条件影响误差较大。

（4）水样中含有氧化性或还原性物质时，会对测量结果产生影响。

（5）夏季水体中含沙量较大时会对测定产生干扰。

2 荧光法测定溶解氧的原理及优点

哈希LDO便携式溶氧仪测量原理：溶解氧传感器涂有荧光膜，当LED光源发出的蓝光照射到传感器表面的荧光物质时，荧光物质受到激发释放出红光。从发出蓝光到释放出红光的这段时间被记录下来。水中的氧气浓度越高，释放红光的时间就越短。在红光释放时间与溶解氧浓度之间建立相关性，仪器通过测定红光的释放时间计算出溶解氧浓度，进而在仪表中直接显示出溶解氧浓度和饱和百分率。探头附有温度补偿装置，可直接读出水温。

便携式LDO溶氧仪的优点：

在测量溶解氧的技术方面，带有LDO探头的便携式测定仪与传统的基于电流或极谱法的溶氧仪相比，具有诸多优点：

（1）无需极化：在测量溶解氧时，LDO溶解氧探头不需要极化时间。传统溶解氧探头在使用前通常有极化过程。

（2）无需校准：LDO溶解氧探头在出厂前已经校准，因此用户在使用时无需校准，可直接测量溶解氧浓度。而传统的溶解氧仪在使用时，通常有校准步骤，校准通过后，方可进行溶解氧的测定。

（3）维护量低：LDO探头为无膜式探头，无需更换膜组件、无需填充电解液，维护量大大降低，既节省了时间 又降低了用户的维护成本。

（4）抗干扰能力强：LDO探头为无膜式探头，因此不受典型废水中化学物质的干扰。

（5）耐用的荧光帽：荧光帽在被刮蹭或部分污染的情况下，仍能保持其准确度，清洗方便。

（6）不需要使用任何试剂，通常一个水样只需30秒即可读出结果。

3 比测方案

2014年11月至2015年3月，分别使用碘量法和荧光法对黄河下游水体中的溶解氧进行了测定，测定结果见表1。对25个断面取规定水深处左中右3组数据，在比测的75组数据中，两种方法互差小于0.5的数据达到64组，占到比测结果的85.3%，大于0.5的数据11组，占总比测结果的14.7%。相对误差最大为0.7%，符合《水和废水监测分析方法》第四版的要求。

4 结论

受比测次数和比测条件的限制，报告没有完全做到在各种条件下的比测试验，但从已经开展的比测数据看，荧光法可以代替传统的碘量法测试，测量的精度符合地表水环境质量标准要求，对水体的评价结果相当。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.SL219-98.水环境监测规范[S].1998.

[2]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[S].2009.

[3]中华人民共和国国家标准.GB 7489-87.水质溶解氧的测定碘量法[S].1987.

[4]彭虹，王艳，张万顺，等.浅水水体水质生态修复的数值模拟[J].水利规划与设计，2007（1）.

[5]中华人民共和国国家环境保护标准.HJ505-2009.水质五日生化需氧量（BOD5）的测定稀释与接种法[S].2009.