溶解氧儀電極如何測量水中的溶氧含量？

大自然空氣中的分子態(tài)氧溶解在水中稱為溶解氧。水中的溶解氧的含量與空氣中氧的分壓、水的溫度都有這十分密切關(guān)系。在自然情況下，空氣中的含氧量變動(dòng)不大，因此水溫是主要的因素，水溫愈低，水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧，通常記作DO，用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個(gè)重要指標(biāo)。

溶解氧電極是如何測量溶氧含量的。溶解氧儀電極可以用來測量現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)被測樣品水溶液內(nèi)的溶氧含量。文章所說的溶氧含量指溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的多少，氧氣通過周圍的空氣、空氣流動(dòng)和光合作用溶解于水中。它跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質(zhì)有很密切的關(guān)系。在20℃、100kPa下，純水里大約溶解氧測試儀9mg／L。有些有機(jī)化合物在厭氧菌作用下發(fā)生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有機(jī)物以碳來計(jì)算，根據(jù)C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧氣。當(dāng)水中的溶解氧值降到5mg／L時(shí)，一些魚類的呼吸就發(fā)生困難。水里的溶解氧由于空氣里氧氣的溶入及綠色水生植物的光合作用會(huì)不斷得到補(bǔ)充。但當(dāng)水體受到有機(jī)物污染，耗氧嚴(yán)重，溶解氧得不到及時(shí)補(bǔ)充，水體中的厭氧菌就會(huì)很快繁殖，有機(jī)物因而使水體變黑、發(fā)臭。

溶氧電極用一薄膜將鉑陰極， 銀陽極，以及電解質(zhì)與外界隔開，一般情況下陰極幾乎是和這層膜直接接觸的。氧以和其分壓成正比的比率透過膜擴(kuò)散，氧分壓越大，透過膜的氧就越多。當(dāng)溶解氧不斷地透過膜滲入腔體，在陰極上還原而產(chǎn)生電流，此電流在溶解氧儀表上顯示出來。由于此電流和溶氧濃度直接成正比，因此校正溶解氧儀只需將測得的電流轉(zhuǎn)換為濃度單位即可。

溶氧濃度通常用mg/L（每升水的溶氧量）或ppm（百萬分之幾）。氧的濃度和分壓之間的關(guān)系隨著每份樣品溶液鹽度的不同而變化，因此多數(shù)的溶解氧儀廠家提供人工調(diào)節(jié)鹽度來修正由離子濃度不同而造成的變化。對標(biāo)準(zhǔn)溶氧測量而言，溫度影響到氧的溶解度和擴(kuò)散速度，因此必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。有些溶解氧儀儀表將計(jì)算出的氧含量和觀察到的濃度進(jìn)行比較得出飽和度百分比（O2％ sat.）

溶解氧儀電極有兩種方式，極譜式和原電池式。極譜式電極需儀表輸入一電壓對電極進(jìn)行極化。由于外加電壓可能要15分鐘才能穩(wěn)定，因此極譜式電極使用前通常要進(jìn)行預(yù)熱確保電極能妥當(dāng)極化。原電池式的兩個(gè)極由兩種不同的能自發(fā)極化產(chǎn)生電壓的金屬構(gòu)成。由于原電池式的電壓是自發(fā)產(chǎn)生而不是外界提供的，因此原電池式電極使用時(shí)無需極譜式電極極化所需的“預(yù)熱”。

水處理廠的實(shí)例：生化需氧量（BOD）測試

BOD測試一般用于污水處理廠，水處理廠需要知道微生物分解有機(jī)物質(zhì)時(shí)從水中消耗的氧的量，這點(diǎn)很重要。該測試可使水處理廠確定水處理的效力或仍然存在的污染量。通過測量特定培養(yǎng)期起始及終止時(shí)溶解于樣品內(nèi)的氧的含量可以確定廢水、排出液和污水的相對需氧量。可通過測出時(shí)間1的溶氧（T1），減去時(shí)間2的溶氧（T2）；將該數(shù)值乘以最終樣品體積（VF）并除以最初樣品體積（V）來計(jì)算出BOD。BOD (mg/L) = (T1–T2)VF/V。