楊 岳
(咸陽市環(huán)境監(jiān)測站 陜西咸陽 712000)
空氣中的氧溶解在水中即成為溶解氧,溶解氧的含量是地表水體自凈能力的判別依據。水體里的溶解氧含量取決于水體與大氣中氧的平衡,它與空氣中氧分壓、大氣壓力、水體溫度有著密切的聯(lián)系。一般情況下清潔地表水中的溶解氧接近飽和,但是由于水體中藻類的光合作用,溶解氧也可能過飽和。通常狀況下,空氣中氧分壓變動不大,故水溫就成為水中溶解氧含量變化的主要影響因素。
為了弄清渭河(咸陽段)水質中溶解氧含量以及溶解氧隨溫度變化情況,本次試驗采用碘量法(GB7489-1987)與便攜式溶解氧儀法分別對渭河不同斷面的溶解氧進行測定,經過對兩種方法的測定比對,驗證監(jiān)測結果的準確度,并通過對鐵橋斷面的溶解氧和水溫的連續(xù)監(jiān)測,探討溶解氧隨水溫的變化關系。
本次試驗選擇渭河(咸陽段)的鐵路橋斷面、玻璃鋼自動站斷面、中隆斷面3個斷面進行測試。
試驗采用便攜式溶解氧儀法和碘量法進行同步測定。
測定溶解氧的電極由一個附有感應器和一個溫度測量及補償?shù)臒崦綦娮杞M成。電極的可滲透膜為選擇性薄膜,把待測水樣和感應器隔開,水和可溶性物質不能透過,只允許氧氣通過。當給感應器供應電壓時,氧氣穿過薄膜發(fā)生還原反應,產生微弱的擴散電流,通過測定電流值可測定溶解氧濃度[1]。
水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀,水中溶解氧將低價錳氧化成高價錳,生成四價錳的氫氧化物棕色沉淀。加酸后,氫氧化物沉淀溶解,并與碘離子反應而釋放出游離碘。以淀粉為指示劑,用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋放出的碘,根據滴定溶液消耗量計算溶解氧含量[1]。
本次便攜式溶解氧儀采用HACH(HQ10型)便攜式溶氧儀。
4.1.1 外觀檢查:儀器干凈、探頭的薄膜完好無損。
4.1.2 探頭標定:試驗前用飽和溶解氧水進行重復性測定,測量值的相對標準偏差小于±20%。
水樣采集前將采樣瓶清洗晾干,實驗所用試劑均是新配置溶液,并在有效使用期限內。
4.2.1 現(xiàn)場采集:用虹吸法將水樣采集到溶解氧瓶。
4.2.2 現(xiàn)場固定:在取樣現(xiàn)場用刻度管插入溶解氧瓶的液面下,加入1mL硫酸錳溶液,2mL堿性碘化鉀溶液,蓋好瓶塞,顛倒混合數(shù)次,暗處靜置存放。
于2015年2月5日取渭河(咸陽段)確定的三個斷面的水樣于溶解氧瓶中,固定后帶回實驗室用碘量法測定,同時用便攜式溶解氧儀法對表層水中的溶解氧進行現(xiàn)場測定。將兩種測定結果比較,結果表明,兩種測定方法的測定結果基本一致,相對偏差在10%以內,見表1。
表1 渭河(咸陽段)各斷面溶解氧測定結果
2014年對鐵路橋斷面的表層溶解氧進行連續(xù)監(jiān)測,結果表明1~3月,10~12月地表水斷面的水溫低,溶解氧含量高;4~9月水溫高,溶解氧低,經過計算,水溫與溶解氧的含量成負相關,相關系數(shù)達0.9236,假設顯著水平為α=0.01,查表得兩者相關系數(shù)的臨界值γα=0.7079,所以地表水水溫與溶解氧的含量顯著負相關。鐵路橋斷面溶解氧與水體溫度變化情況見表2。溶解氧與水溫變化曲線見圖1。
表2 鐵路橋斷面不同月份溶解氧隨水溫變化情況
圖1 水溫與溶解氧變化曲線圖.
根據試驗研究結果,在相同條件下用兩種測定方法測定渭河(咸陽段)不同斷面的溶解氧時,測定結果基本一致,相對偏差小于10%;經過對同一斷面的溶解氧進行連續(xù)監(jiān)測表明水溫與溶解氧的含量呈顯著負相關。
[1]國家環(huán)保總局、水和廢水監(jiān)測分析方法編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版).中國環(huán)境科學出版社.
[2]中國環(huán)境監(jiān)測總站.環(huán)境水質監(jiān)測質量保證手冊(第二版).化學工業(yè)出版社.