关于溶解氧溶解氧的含量及其影响因素课件
水中的溶解氧
水中的溶解氧
水中的溶解氧
溶解氧是指水中含有的氧分子。
它是水中的一种活性物质，受温度、水分、和酸碱度的影响。
它的含量影响水体中的生物群落结构，也是水体环境健康状况的重要指标。
1. 溶解氧的来源
相对于生物体，水中的溶解氧属于有机物质，来源主要有大气溶解、生物降解以及光氧化作用。
（1）大气溶解
由于水的表面积和温度，大气溶解氧在水中更容易溶解，一般可以溶解大气中的20～80%的溶解氧向水体中溶入。
（2）生物降解
生物毒素的非生物降解过程会产生氧，而生物体的全代谢也会产生大量溶解氧，将氧分子溶入水体中，使水体中的溶解氧浓度增加。
（3）光氧化作用
当水体中溶解氧浓度低于20～30mg/L时，光照作用可以使溶解氧浓度升高，光氧化作用是水体中溶解氧浓度升高的重要途径。
2. 溶解氧的影响因素
（1）温度
水的温度越高，溶解氧浓度越低，当水温超过30℃时，溶解氧的含量将会急剧下降。
（2）酸碱度
水的酸碱度越高，溶解氧的浓度越低，当水的酸碱度超过7.5时，溶解氧的浓度会急剧下降。
（3）污染物
水体中的污染物可以将水体中的溶解氧消耗掉，从而降低水体中的溶解氧浓度，导致水体环境受到污染。
3. 溶解氧的重要性
溶解氧是水体中生物体生存、繁衍和发育的重要生物物质，它与水体的环境健康状况有密切的关系。
水体中溶解氧的含量不够，可能会给淡水生物的生长、繁殖等活动造成不利影响，甚至会导致某些水体的生态系统紊乱。
课件：溶解氧
Questions
✓What is DO? ✓What are the factors affecting the
concentration of DO? • Salinity, temperature, air pressure, algae … ✓What carefulness/attention should be taken
when sampling DO sample? • Any contact with air or agitation should be
avoided, and no air bobbles are allowed.
Redox titration
Mn(II) O2 Mn(OH)4
Hd+is. Mn(IV)
• Why should the potassium iodide solution (one of the fixing solutions) be basic?
Sample handling
• One sample, parallel (two) titrations for each student.
Purposห้องสมุดไป่ตู้:
• To understand the principle of determination of dissolved oxygen,
• To master one of the volumetric methods, redox titration, as well as the sample collection and storage for the analysis of dissolved oxygen.
溶解氧概述
溶解氧概述溶解氧是指在水中溶解的氧气分子。
它是水体生物呼吸和许多生态过程中不可或缺的重要因素。
溶解氧的浓度对水的质量有重要影响，并且直接影响水体中的生物物种和生态系统的健康。
本文将对溶解氧的原理、测定方法以及影响因素进行详细介绍。
1.原理：溶解氧是氧气分子在水体中的溶解过程。
氧气分子从气体相转移到水相中的溶解过程是一个物理过程，遵循亨利定律。
亨利定律描述了气体在液体中的溶解程度与气体的分压成正比的关系。
也就是说，当气体的分压增加时，溶解度也会增加。
同时，在溶解过程中，氧气分子会与水分子发生一系列的物理化学反应，包括吸附、扩散和解离等。
这些反应直接影响溶解氧在水体中的浓度和稳定性。
2.测定方法：测定水体中溶解氧的浓度是水质监测和生态研究的重要内容之一、常用的测定方法包括氧电极法、化学法和光学法等。
-氧电极法是最常用的测定溶解氧的方法之一、它基于溶解氧分子与电极表面之间的电化学反应。
通过测量电极上所生成的电信号，可以间接推断出溶解氧的浓度。
-化学法是一种直接测定溶解氧浓度的方法。
这种方法利用一系列的化学反应，将溶解氧分子与特定的试剂反应生成可测量的物质。
通过测量物质生成的浓度，可以确定溶解氧的浓度。
-光学法是一种通过分析溶解氧分子对特定光源的吸收和散射来测定溶解氧浓度的方法。
这种方法利用溶解氧分子对特定波长的光产生吸收和散射的特性，通过测量光的强度变化来推测溶解氧的浓度。
以上三种方法各有优缺点，选择适合的方法取决于具体的应用需求和实验条件。
3.影响因素：水体中溶解氧的浓度受多个因素的影响，包括温度、气压、盐度、水流速度、光照强度、生物活动和水体污染等。
-温度是影响溶解氧浓度的最重要因素。
一般情况下，随着温度的升高，溶解氧浓度会降低。
这是因为温度升高会促进气体的解离和分子的运动，从而减少氧气分子在水中的溶解度。
-气压也会影响溶解氧浓度。
随着气压的升高，氧气分子在水中的溶解度也会增加。
这是因为气压的增加会增加气体在溶液中的分压，进而促使氧气分子溶解到水中。
溶解氧
水中耗氧作用及其影响因素
1：物理作用耗氧，水中溶解氧过饱和时，氧气会不断地向空气逸散，过饱和成都越大，爆气月充分，则逸散损失越多越快。
2：化学作用耗氧，水体内有些物质可以经化学反应或生物代谢消耗溶解氧
3：生物作用耗氧，低质耗氧占最大。
溶解氧的日变化规律
由于受水层温跃层的影响，导致水的上下层溶解氧分布不均匀，上层溶解氧大于下层，下层的营养物质多余上层。
1：表层溶解氧的日变化规律，表层水中溶解氧含量昼夜变化，最小值通常出现在日出之前，最大值则出现在日落之前。
日出后的整个白天，溶解氧含量从最小值逐渐增高，至日出前达到最大值，而在日落后的整个黑夜，溶解氧则从最大值不断降低，到日出前又达到最小值。
2：底层水溶解氧的日变化规律，底层水溶解氧的日变化规律与表层水相似。
白天，底层水中因阳光不充足，光合作用不能正常进行，增氧作用主要靠水的运动的氧的扩散作用，由表层向底层补充。
在风力不大时，补充数量不大。
夜间耗氧作用照常进行，强度变化不大。
因此，底层水中溶解氧日变化不及，溶解氧饱和度保持较低的水平。
溶解氧的管理
1：物理增氧
2：化学增氧，比如施用氧化钙，使用活性沸石
3：土法抢救，比如用明矾，黄泥浆，食盐水，石灰水。
水体溶解氧的影响因素
水体溶解氧的影响因素水体溶解氧是指水体中溶解的氧气分子量。
水体中溶解氧的含量是水生生物生存发展的重要指标之一。
溶解氧的浓度直接影响着水生生物的呼吸、新陈代谢和免疫功能，因此，水体中溶解氧的含量对于水生生物的生命活动具有重要的影响。
一、气压气压是水体中溶解氧含量的重要因素之一。
气压越低，水体中的溶解氧就越少。
因此，在高山湖泊、高原河流、深海等水体中，溶解氧的含量相对较低。
二、水温水温也是影响水体中溶解氧含量的重要因素。
水温越低，溶解氧含量越高；水温越高，溶解氧含量就越低。
这是因为水温升高以后，水分子的运动速度加快，分子距离拉大，不利于氧分子与水分子形成氧分子水合物而变成溶解状态。
三、水流水流对水体中溶解氧含量也有一定的影响，水流速度越大，水体中的氧分子与空气中的氧分子接触良好，溶解氧含量就越高。
相反，在静水地区，水体中的溶解氧含量相对较低。
四、压力水深增加，水压增大，溶解氧的含量会变高。
这是因为水深越深，水温越低，氧气溶解效率越高，同时受到水的压力更大，能让空气中的氧气更快、更深刻地进入水中。
五、浊度水体的浊度也会影响到水中溶解氧的含量。
水体中的悬浮颗粒物会影响水体的透明度和光合作用的进行，进而影响水中浮游生物数量和分解物的分解速度，从而影响水中溶解氧的含量。
如果水体浑浊，将会影响到水体中的光合作用过程，从而降低了水体中溶解氧的含量。
六、人类活动人类活动也对水体中的溶解氧含量产生了一定的影响，如排放工业废气和污水，会对水体的氧气含量造成一定的污染；河流的淤泥沉积也会降低水体中的溶解氧含量。
总之，水体的溶解氧含量是受多种因素影响的，因此在进行水体保护和管理的时候，需要综合考虑水体中各种因素的作用，以及如何控制和调节这些因素，从而有效提高水体中的溶解氧含量，保证水生生物的健康和生存。
第3章 溶解氧精品PPT课件
• 国内高产鱼池： 61%源于光合作用、
39%源于空气溶解（开增氧机导致空 气溶解比例增大)、补水增氧可忽略。
二、消耗
（1）水生生物的消耗——种类、规格、发育阶段、水温——运输和 袋装鱼等 （2）水中微型生物的呼吸——浮游植物（19.1%）、浮游动物 （23.5%）、细菌（57.4%）及其他的有机物质。 （3）底质耗氧——化学耗氧H2S、H2、CH4、FeCO3、NH4+、FeS2。底 泥中的有机物、底栖动物、细菌、还原态的无机物. （4）逸出： 四项中，（2）占决大部分，（4）可忽略
• 活性沸石施用于池塘时，每 千克可带入空气100000毫升， 相当21000毫升氧气，并以微 气泡放出，增氧效果较好，活 性沸石也有吸附异物改良水质、 底质的功效。
• 过氧化氢也有一定的增氧效
果。
通常水中氧气的来源以光合作用为主
• 不同研究者对不同类型鱼池氧气来源进
行了估算：
• 国外低产鱼池：89%源于光合作用、
图
（1）水呼吸耗氧
• 水呼吸——指水中微型生物耗氧，
主要包括：浮游动物、浮游植物、 细菌呼吸耗氧以及有机物在细菌 参与下的分解耗氧。
• 水呼吸耗氧与耗氧生物种类、个体大小、
水温及水中有机物的数量有关。
• 20.5-25.5℃时浮游动物耗氧的速率为
721-932ml(O2)/kg·h；原生动物耗氧 速率为：
（2）植物光合作用
• 水生植物进行光合作用释放氧气，
是养殖水体氧气的重要来源。
• 一般河流、湖泊表层水夏季光合
作用产氧速率为：
• 0.5-10g/ m2·d-1。
• 光合作用产氧速率与光照条件、 水温、水生植物种类、数量、营 养元素供给状况等因素有关。气 温较高的夏季产氧速率较大，冬 季温度较低产氧速率要低一些。
水中溶解氧(DO)及其测定方法知识详解
水中溶解氧（DO）及其测定方法知识详解1、什么是溶解氧？溶解氧DO（英文Dissolved Oxygen的简写）表示的是溶解于水中分子态氧的数量，单位是mg/L。
水中的溶解氧饱和含量与水温、大气压和水的化学组成有关，在一个大气压下，0℃的蒸馏水中溶解氧达到饱和时的氧含量为14.62mg/L，在20℃时则为9.17mg/L。
水温升高、含盐量增加或大气压力下降，都会导致水中溶解氧含量降低。
溶解氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖所必须的物质，溶解氧低于4mg/L，鱼类就难以生存。
当水被有机物污染后，好氧微生物氧化有机物会消耗水中的溶解氧，如果不能及时从空气中得到补充，水中的溶解氧就会逐渐减少，直到接近于0，引起厌氧微生物的大量繁殖，使水变黑变臭。
2、常用的溶解氧测定方法有哪些？常用的溶解氧测定方法有两种，一是碘量法及其修正法（GB 7489-87），二是电化学探头法（GB11913-89）。
碘量法适用于测量溶解氧大于0.2mg/L的水样，一般碘量法只适用于测定清洁水的溶解氧，测定工业废水或污水处理厂各个工艺环节的溶解氧时必须使用修正的碘量法或电化学法。
电化学探头法的测定下限与所用的仪器有关，主要有薄膜电极法和无膜电极法两种，一般适用于测定溶解氧大于0.1mg/L 的水样。
污水处理厂在曝气池等处安装使用的在线DO仪使用的就是薄膜电极法或无膜电极法。
碘量法的基本原理是向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，棕色沉淀溶解并与碘离子反应生成游离碘，再以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠滴定游离碘，即可计算出溶解氧的含量。
当水样有颜色或含有能与碘反应的有机物时，不宜使用碘量法及其修正法测定水中的溶解氧，可使用氧敏感薄膜电极或无膜电极测定。
氧敏感电极由两个与支持电解质相接触的金属电极及选择性透过膜组成，薄膜只能透过氧和其他气体，水和其中可溶物质不能通过，通过薄膜的氧气在电极上还原，产生微弱的扩散电流，在一定温度下电流大小与溶解氧含量成正比。
水的溶解氧
水的溶解氧一、什么是溶解氧溶解氧是指溶液中溶氧的含量。
在水中，氧气可以以分子形式溶解，也可以以单质形式溶解。
溶解氧的存在对维持水体中的生物生态环境非常重要。
二、溶解氧的来源1. 大气交换大气中的氧气可以通过气体交换进入水体中。
这是水体中溶解氧的主要来源之一。
气体交换是指氧气在水面和大气界面之间的传递。
氧气会自然地从高浓度的大气中向低浓度的水体中扩散。
2. 光合作用水中的植物通过光合作用可以产生氧气。
光合作用是指植物利用阳光、水和二氧化碳产生能量的过程。
这个过程中，植物会释放氧气到周围的水体中，增加了水体中的溶解氧含量。
3. 水下植被分解水下植被的分解也是水体中溶解氧的来源之一。
当水下植被死亡或凋落，它们会被细菌分解。
细菌在分解的过程中会消耗氧气，这可能导致水体中溶解氧的降低。
4. 水体活动水体中的生物活动也会影响溶解氧的含量。
例如，鱼类通过呼吸消耗氧气，并释放二氧化碳。
这会导致水体中溶解氧的减少。
此外，水体中的水藻和浮游生物也会对溶解氧的含量产生影响。
三、溶解氧的影响因素1. 水温水温对溶解氧的含量有着重要的影响。
一般来说，水温越低，溶解氧的含量越高。
这是因为低温可以增加氧气在水中的溶解度。
相反，高温会降低水体中的溶解氧含量。
2. 盐度盐度也会影响水体中溶解氧的含量。
一般来说，淡水中的溶解氧含量比海水中的溶解氧含量高。
这是因为盐度高会导致溶解氧的溶解度降低。
3. 水体中的压力水体中的压力也会对溶解氧的含量产生影响。
在较深的水域，由于水压增加，溶解氧的溶解度会增加。
因此，深水区域的溶解氧含量通常会高于浅水区域。
4. 溶解氧的呼吸生物呼吸是水体中溶解氧含量变化的重要因素。
生物通过呼吸消耗氧气，并释放二氧化碳。
因此，水体中生物的种类和数量会对溶解氧的含量产生影响。
四、溶解氧的重要性溶解氧对生物在水中的存活非常重要。
以下是溶解氧在水体中的重要作用：1. 维持水体生态系统的平衡溶解氧是水体中生物生存所必需的。
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本章主要介绍溶解氧的基本概念，溶解氧的影 响因素，溶解氧的分布变化规律，生物缺氧的 原因和表现及增氧措施。要求了解增氧作用和 耗氧作用，熟悉并掌握溶解氧的日变化，垂直 分布，水平分布规律和生物缺氧及增氧措施。
概述
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。
氧气的分压：在水温含盐量一定时，水中溶解 氧的饱和含量随液面上氧气分压的增大而增大。
亨利定律
水面上氧气分压的大小与水面上大气压强有关。 随着海拔的增高，大气压强逐渐降低，所以对 于地处高原区域的天然水，溶解氧的饱和含量 较低。
水中溶解氧含量还受到两种作用的影响：一种是 使DO下降的耗氧作用，包括好氧有机物降解的 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。
二、影响溶解氧饱和含量的因素
溶解氧的含量与水温、氧分压、盐度、水 深深度、水生生物的活动和耗氧有机物浓度有 关。
水温：在氧气分压，含盐量一定时，溶解氧的 饱和含量随着水温的升高而降低。低温下溶解 氧的饱和含量随温度的变化更加显著。
含盐量：在水温，氧气分压一定时，水的含盐 量越高，水中溶解氧的饱和含量越小。海水的 含盐量比淡水的含盐量高的多，在相同条件下， 溶解氧在海水中的饱和含量比在淡水中要低得 多。天然淡水水体内含盐量的变化幅度很小， 所以含盐量对溶解氧的饱和含量影响不大，可 近似以纯水中的饱和含量计算。
水中溶解的氧气却量少多变。例如淡水中溶解氧饱和 含量仅8—10毫升／升水，还不到空气中氧气含量的1 ／20。海水中溶解氧更少。这表明：水中鱼、虾、贝、 藻类的呼吸条件较差，不时面临缺氧窒死的威胁。有 人估计：直接间接缺氧致死的鱼类，约占养殖鱼类死 亡总数60％。
由此可见，掌握水中溶解氧的动态规律，熟悉缺氧的 原因及对策，对于正确组织养殖生产，改进技术、夺 取高产，是很重要的。
气压表，在标定时可自动进行校正；有些仪表
未配置气压表，在标定时要根据当地气象站提
供的数据进行设置，如果数据有误，将导致较 大的测量误差。
3. 溶液中含盐量 盐水中的溶解氧明显低于自来水中的溶解
氧，为了准确测量，必须考虑含盐量对溶解氧 的影响。在温度不变的情况下，盐含量每增加 100mg/L，溶解氧降低约1%。如果仪表在标 定时使用的溶液的含盐量低，而实际测量的溶 液的含盐量高，也会导致误差。在实际使用中
在自然条件下，水在流动时，复氧过程比较迅 速，较易补充水中氧的消耗，使水体中溶解氧 保持一定的水平，反之，在静水条件下，复氧 过程缓慢，水中含氧得不到及时补充，处于嫌 气状态。
溶解氧仪
溶解氧分析仪传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳 极)及氯化钾或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散 进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶 解氧仪_溶解氧分析仪电极加上0.6～0.8V 的极化电压 时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子， 产生电流，整个反应过程为：阳极 Ag+Cl→AgCl+2e-， 阴极 O2+2H2O+4e→4OH-，根据法拉第定律：流过 溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比，在温度不 变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。
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。
水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个 指标。
人类及其他陆上动物，是靠呼吸空气中的氧气生存。 空气中氧气量多而稳定，一般都是210毫升O2／升空 气。因此，在空气中生存的动物，从来没有感到缺氧 的威胁。
制约溶氧仪氧测量的因素： 温度、压力和水中溶解的盐，流速。
1. 温度的影响 由于温度变化，膜的扩散系数和氧的溶解度都将
发生变化，直接影响到溶氧电极电流输出，常采用热 敏电阻来消除温度的影响。温度上升，扩散系数增加， 溶解度反而减小。温度对溶解度系数a 的影响可以根 据Henry 定律来估算，温度对膜扩散系数β可以通过 阿仑尼乌斯定律来估算。
当溶解度系数a 计算出来后，可通过仪表指示和化验 分析值对比计算出膜的扩散系数(这里略去计算过程)， 膜的扩散系数在25℃时为1.5%/℃。
(1) 氧的溶解度系数：由于溶解度系数不仅受 温度的影响，而且受溶液的成分的影响。在相 同氧分压下，不同组分的实际氧浓度也可能不 同。根据亨利定律可知氧浓度与其分压成正比， 对于稀溶液，温度变化溶解度系数a 的变化约 为2%/℃。
必须对测量介质的含盐量进行分析，以便准确 测量及正确补偿。
4. 样品的流速 氧通过膜扩散比通过样品进行扩散要慢，
必须保证电极膜与溶液完全接触。对于流通式 检测方式，溶液中的氧会向流通池内扩散，使 靠近膜的溶液中的氧损失，产生扩散干扰，影 响测量。为了溶解氧仪测量准确，应增加流过 膜的溶液的流量来补偿扩散失去的氧，样品的 最小流速为0.3m/s。
总结： 由于温度变化对电极膜的扩散和氧溶解度有
(2) 膜的扩散系数：根据阿仑尼乌斯定律，溶 解度系数β与温度T 的关系为：C=KPo2·exp(β／T)，其中假定K、Po2 为常数，则可以计 算出β在25℃时为2.3%/℃。
2. 大气压的影响 根据Henry 定律，气体的溶解度与其分压
成正比。氧分压与该地区的海拔高度有关，高 原地区和平原地区的差可达20%，使用前必须 根据当地大气压进行补偿。有些仪表内部配有
一、溶解氧的饱和含量Байду номын сангаас
溶解氧是指以分子状态溶存于水中的氧气单质， 不是化合态的氧元素，也不是氧气气泡。溶解 氧通常简记为“DO”。
氧气溶于水中是一可逆过程， O2溶入水中的速度与水中逸出O2的速度相等 时，溶解即达成动态平衡。此时，水中溶解 O2的浓度，即为该条件下溶解氧的饱和含量， 在其他条件一定时，溶解氧饱和含量随温度、 含盐量升高而下降。