实验：测定溶解氧.pdf

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1、威尼尔水质 计算机 5 溶解氧 引言 水中溶解的氧气对大多数水生生物的生存至关重要。氧气是水生生物和陆地生物细胞呼吸的重要组分。水生环境中溶解氧（DO）的浓度是环境水质的重要指标。有些生物，如三文鱼、苍蝇和鳟鱼，需要大量的溶解氧。鲶鱼、蚊子幼虫和鲤鱼等其他生物可以在低溶解氧的环境中存活下来。DO浓度较高时，生物多样性最高。表 1 列举了所选生物维持所需的最低溶解氧浓度。表 1：最低 DO 要求 生物 最低溶解氧（mg/L）鲑鳟鱼 6.5 小口黑鲈 6.5 飞虱幼虫 4.0 蜉蝣幼虫 4.0 鲶鱼 2.5 鲤鱼 2.0 蚊幼虫 1.0 氧气可以通过各种方式溶解在水中：气水界面的扩散、水流经岩石和

2、其他碎片时换气增氧、风浪对水的搅动以及水生生物的光合作用。影响水生环境中溶解氧浓度的因素有很多。包括温度、流量、空气压力、水生植物、腐烂有机物和人类活动。由于植物活动，DO的浓度可能一天之内都是波动的，上午浓度升高，下午达到峰值。晚上光合作用停止，动植物仍继续呼吸，导致溶解氧下降。由于可能存在较大的日常波动，DO检测应在每天的同一时间完成。溶解氧在短时间内的较大波动可能是由于藻类疯长。当藻类数量快速增长时，溶解氧浓度也随之升高。不久，藻类开始死亡，被好氧细菌降解，这将耗尽水中氧气。当大量藻类死亡时，好氧细菌的需氧量急剧上升，致使水中溶解氧浓度突然下降。继水华之后，氧浓度非常之低，使鱼类和其他水

3、生生物窒息而亡。溶解氧 威尼尔水质 温度对溶氧能力很重要，因为氧气像所有的气体一样，在不同的温度下溶解率不一样。温度低的水比温度高的水具有更高的溶解氧气的能力。沿河打捞枝叶或工业生产中的温水释放等人类活动会导致沿河某段水温升高。这将导致河流的溶解氧的能力降低。方法总结 方法 1：光学 DO 探头 威尼尔光学 DO 探头是用于检测水中溶解氧浓度，可以现场检测，也可以返回实验室检测。方法 2：溶解氧探头 威尼尔光学溶解氧探头是用于检测水中溶解氧浓度，可以现场检测，也可以返回实验室检测。方法 1：光学 DO 探头 材料 电脑 威尼尔电脑界面 Logger Pro软件 威尼尔光学 DO探头 蒸馏水 取

4、样容器（可选）洗瓶(可选)样品采集与储存 该测试可以在实验室或现场进行。如果你准备返回实验室后在进行检测，确保水样容器中没有气泡，容器盖紧密封盖。在进行检测之前，水样应保存在冰柜或冰箱中。储存水样用于后续检测会降低检测准确度，只建议在不可能现场测试时采用。很重要的一点是，在保证安全的情况下，从离岸边尽可能远的水面以下采集水样。如果无法抵达水体的合适取样区域，则可以制作由棒和容器组成的取样器用于采集样品。至少需要100 mL水样。避免水样与空气混合。这样做将改变样品的溶解氧浓度。当检测冷水（010）或温水（2535）时，给更多时间使溶解氧读数稳定。溶解氧探头中的自动温度补偿不是瞬时的，根据实际温

5、度至少要花费 2 分钟才能稳定。溶解氧 威尼尔水质 校正 1.校准光学 DO探头。如果老师让你使用储存的校准数据，直接进行到步骤 3。如果老师让你重新校准光学 DO探头，则继续执行步骤 1a。备注：建议在去现场之前进行校准。a.根据老师的指导，将光学 DO探头上的开关设置为 mg/L或%饱和度。开关位于含有微型 SD卡的盒子。b.将光学 DO探头连接到威尼尔界面，然后从“文件”菜单中选择“新建”。c.在实验菜单中选择校正光学 DO探头。选择检查框，选择单点校正，然后点击。d.拿走整个储藏瓶，在海绵上加入蒸馏水。将探头插回瓶子中。探头尖端不应接触水或海绵。将探头保持在该位置约 60秒。e.如果使

6、用的是饱和度，输入 100，或者利用当前的大气压力和空气温度从表 2中找到 mg/L 值。如果你不清楚当前空气压力，利用表 3 来估计你所在海拔的空气压力。f.当电压稳定时，点击。2.将校准保存到传感器上。a.选择校准存储选项卡。b.单击“设置传感器校准”按钮，然后按照屏幕上的指示保存校准。c.点击。步骤 3.根据老师的指导，确保光学 DO探头上的开关设置为 mg/L或%饱和度。开关位于含有微型 SD卡的盒子。4.将威尼尔光学 DO探头连接到威尼尔界面。5.在 Logger Pro软件的威尼尔水质文件夹中，打开“05 溶解氧”文件。6.把整个储藏瓶拿开。7.将传感器尖端放入水样中。备注：探头本

7、身是防水的，但带开关的盒子却不是。8.点击开始数据采集。9.一旦读数稳定，点击开始 10 秒钟采样。要点：将探头尖端浸没 10 秒采集数据。10.完成后，点击。11.在数据表中记录溶解氧值。12.用蒸馏水冲洗传感器尖端，废液倒入废液桶中，然后将传感器放回储存瓶中。溶解氧 威尼尔水质 数据 地点信息 地点名称 采集日期 采集时间 团队成员 现场观测（例如：沿河的天气、地理和植被）测试结果 溶解氧（mg/L）饱和度（%）测试完成日期 测试完成时间 测试完成人 溶解氧 威尼尔水质 方法 2：溶解氧探头 材料 电脑 威尼尔电脑界面 Logger Pro软件 威尼尔溶解氧探头 移液管 DO电极填充溶液

8、蒸馏水 采样容器 水容器（用于加热阶段）洗瓶(可选)校正试剂(可选)亚硫酸钠校准溶液 100%校准瓶 棉纸或纸巾 样品采集与储存 该测试可以在实验室或现场进行。如果你准备返回实验室后在进行检测，确保水样容器中没有气泡，容器盖紧密封盖。在进行检测之前，水样应保存在冰柜或冰箱中。储存水样用于后续检测会降低检测准确度，只建议在不可能现场测试时采用。很重要的一点是，在保证安全的情况下，从离岸边尽可能远的水面以下采集水样。如果无法抵达水体的合适取样区域，则可以制作由棒和容器组成的取样器用于采集样品。至少需要100 mL水样。避免水样与空气混合。这样做将改变样品的溶解氧浓度。当检测冷水（010）或温水（2

9、535）时，给更多时间使溶解氧读数稳定。溶解氧探头中的自动温度补偿不是瞬时的，根据实际温度至少要花费 2 分钟才能稳定。传感器准备 1.准备溶解氧传感器，以供使用。a.如果蓝色防护套仍然在探头末端，请揭开它。b.在传感器末端拧开膜盖。c.利用移液管向膜盖中加入 1 毫升 DO电极填充液。d.小心地将膜盖穿回到电极上。e.将探头放在水中。溶解氧 威尼尔水质 2.将威尼尔溶解氧探头连接到威尼尔界面。3.伴随着 Logger Pro软件运行，保持探头与界面连接进行预热 10 分钟。备注：探头必须一直处于连接状态，保持预热。如果断开连接几分钟，有必要重新预热探头。校正(可选)4.校正溶解氧探头。如果老

10、师让你使用储存的校准数据，直接进行到步骤 6。如果老师让你重新校准溶解氧传感器，则继续执行步骤 4a。备注：建议在去现场之前进行校准。零氧校准点 a.在实验菜单中选择校准CH1：溶解氧（mg/L），然后点击。b.从水中取出探头，将探头尖端放入亚硫酸钠校准溶液中。要点：探头尖端下面不可引入气泡，否则探头会检测到，无法测准溶解氧浓度。如果电压没有迅速下降，轻轻敲击有探头的瓶子，去除气泡。读数应在 0.2-0.5V范围内。提示：刺激皮肤和眼睛。c.输入已知溶解氧值 0 用于读数 1。d.当显示的电压稳定时，点击。饱和溶解氧校准点 e.用蒸馏水冲洗探头，轻轻擦干。f.旋开随探头提供的校准瓶盖子。滑动盖

11、子和衬垫到探头约两厘米处。g.向瓶中加入约 1 厘米深的水，拧上瓶盖，如图。要点：在该过程中不要触碰膜或弄湿它。溶解氧 威尼尔水质 h.在读数 2 中，从表 2中利用当前大气压力和空气温度值，输入准确的饱和溶解氧值（mg/L）（例如，8.66）。如果你不清楚当前空气压力，利用表 3 来估计你所在海拔的空气压力。i.将探头保持在该位置约 1 分钟。电压应在 2.0左右，一旦电压稳定，点击。5.将校准保存到传感器上。a.选择校准存储选项卡。b.单击“设置传感器校准”按钮，然后按照屏幕上的指示保存校准。c.点击。d.用蒸馏水冲洗探头，废液倒入废液桶中。e.如果测试不能立即完成，重新将探头放入储存液中

12、。步骤 6.确保溶解氧探头与界面相连，至少预热 10 分钟。7.在 Logger Pro软件的威尼尔水质文件夹中，打开“05 溶解氧”文件。8.准备溶解氧探头。a.用水样冲洗探头尖端。b.将尖端放入水样中。将传感器尖端浸没约 4-6厘米深度。注意：手柄不是防水的。9.点击开始数据采集。10.用探头在水样里轻轻搅拌。一旦 DO 读数稳定，点击开始 10 秒钟采样。要点：将探头尖端浸没10秒采集数据。11.完成后，点击。12.在数据表中记录溶解氧值。13.用完溶解氧探头后，用蒸馏水彻底地冲洗探头尖端，废液倒入废液桶中，然后将探头放回到装有水或按指定拆卸。溶解氧 威尼尔水质 数据 地点信息 地点名称

13、 采集日期 采集时间 团队成员 现场观测（例如：沿河的天气、地理和植被）测试结果 溶解氧（mg/L）水 温度（）大气压力（mmHg）100%溶解氧（mg/L）百分比 饱和度（%）测试完成日期 测试完成时间 测试完成人 溶解氧 威尼尔水质 表 2：100%溶解氧能力（mg/L）770 mm 760 mm 750 mm 740 mm 730 mm 720 mm 710 mm 700 mm 690 mm 680 mm 670 mm 660 mm 0 14.76 14.57 14.38 14.19 13.99 13.80 13.61 13.42 13.23 13.04 12.84 12.65 1C 1

14、4.38 14.19 14.00 13.82 13.63 13.44 13.26 13.07 12.88 12.70 12.51 12.32 2C 14.01 13.82 13.64 13.46 13.28 13.10 12.92 12.73 12.55 12.37 12.19 12.01 3C 13.65 13.47 13.29 13.12 12.94 12.76 12.59 12.41 12.23 12.05 11.88 11.70 4C 13.31 13.13 12.96 12.79 12.61 12.44 12.27 12.10 11.92 11.75 11.58 11.40 5C 1

15、2.97 12.81 12.64 12.47 12.30 12.13 11.96 11.80 11.63 11.46 11.29 11.12 6C 12.66 12.49 12.33 12.16 12.00 11.83 11.67 11.51 11.34 11.18 11.01 10.85 7C 12.35 12.19 12.03 11.87 11.71 11.55 11.39 11.23 11.07 10.91 10.75 10.59 8C 12.05 11.90 11.74 11.58 11.43 11.27 11.11 10.96 10.80 10.65 10.49 10.33 9C 1

16、1.77 11.62 11.46 11.31 11.16 11.01 10.85 10.70 10.55 10.39 10.24 10.09 10C 11.50 11.35 11.20 11.05 10.90 10.75 10.60 10.45 10.30 10.15 10.00 9.86 11C 11.24 11.09 10.94 10.80 10.65 10.51 10.36 10.21 10.07 9.92 9.78 9.63 12C 10.98 10.84 10.70 10.56 10.41 10.27 10.13 9.99 9.84 9.70 9.56 9.41 13C 10.74

17、10.60 10.46 10.32 10.18 10.04 9.90 9.77 9.63 9.49 9.35 9.21 14C 10.51 10.37 10.24 10.10 9.96 9.83 9.69 9.55 9.42 9.28 9.14 9.01 15C 10.29 10.15 10.02 9.88 9.75 9.62 9.48 9.35 9.22 9.08 8.95 8.82 16C 10.07 9.94 9.81 9.68 9.55 9.42 9.29 9.15 9.02 8.89 8.76 8.63 17C 9.86 9.74 9.61 9.48 9.35 9.22 9.10 8

18、.97 8.84 8.71 8.58 8.45 18C 9.67 9.54 9.41 9.29 9.16 9.04 8.91 8.79 8.66 8.54 8.41 8.28 19C 9.47 9.35 9.23 9.11 8.98 8.86 8.74 8.61 8.49 8.37 8.24 8.12 20C 9.29 9.17 9.05 8.93 8.81 8.69 8.57 8.45 8.33 8.20 8.08 7.96 21C 9.11 9.00 8.88 8.76 8.64 8.52 8.40 8.28 8.17 8.05 7.93 7.81 22C 8.94 8.83 8.71 8

19、.59 8.48 8.36 8.25 8.13 8.01 7.90 7.78 7.67 23C 8.78 8.66 8.55 8.44 8.32 8.21 8.09 7.98 7.87 7.75 7.64 7.52 24C 8.62 8.51 8.40 8.28 8.17 8.06 7.95 7.84 7.72 7.61 7.50 7.39 25C 8.47 8.36 8.25 8.14 8.03 7.92 7.81 7.70 7.59 7.48 7.37 7.26 26C 8.32 8.21 8.10 7.99 7.89 7.78 7.67 7.56 7.45 7.35 7.24 7.13

20、27C 8.17 8.07 7.96 7.86 7.75 7.64 7.54 7.43 7.33 7.22 7.11 7.01 28C 8.04 7.93 7.83 7.72 7.62 7.51 7.41 7.30 7.20 7.10 6.99 6.89 29C 7.90 7.80 7.69 7.59 7.49 7.39 7.28 7.18 7.08 6.98 6.87 6.77 30C 7.77 7.67 7.57 7.47 7.36 7.26 7.16 7.06 6.96 6.86 6.76 6.66 31C 7.64 7.54 7.44 7.34 7.24 7.14 7.04 6.94 6.85 6.75 6.65 6.55 溶解氧 威尼尔水质 表 3：不同高度的近似气压 高度（英尺）压力（mm Hg）高度（英尺）压力（mm Hg）高度（英尺）压力（mm Hg）0 760 2000 708 4000 659 250 753 2250 702 4250 653 500 746 2500 695 4500 647 750 739 2750 689 4750 641 1000 733 3000 683 5000 635 1250 727 3250 677 5250 629 1500 720 3500 671 5500 624 1750 714 3750 665 5750 618