Welche Methode wird zur Bestimmung des gelösten Sauerstoffs im Wasser verwendet?
Die in unserem Land geltenden Prüfmethodenstandards umfassen Folgendes: „Bestimmung von gelöstem Sauerstoff in Wasser – Iodometrisches Verfahren“ (GB7489-1987), „Bestimmung von gelöstem Sauerstoff in Wasser – Elektrochemisches Sondenverfahren“ (HJ506-2009) und die amerikanische ASTM-Norm (D888-05). Die ersten beiden sind nationale und branchenübliche Verfahren in China, das letztgenannte ist ein von der US-Umweltschutzbehörde (EPA) anerkanntes Standardverfahren.
Verfahren zur Bestimmung des gelösten Sauerstoffs in Wasser - iodometrisches Verfahren
Das Prinzip der iodometrischen Methode zur Messung von gelöstem Sauerstoff: Die Bestimmung des gelösten Sauerstoffs in Wasser erfolgt üblicherweise iodometrisch. Dazu werden Mangansulfat und alkalische Kaliumiodidlösung zu Wasser gegeben, wodurch Manganhydroxid ausfällt. Aufgrund seiner extremen Instabilität reagiert Manganhydroxid schnell mit dem gelösten Sauerstoff zu Mangansulfat. Nach 15 Minuten führt die Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure zur Reaktion des braunen Niederschlags mit dem zugegebenen Kaliumiodid. Je mehr Iod ausfällt, desto höher ist der Gehalt an gelöstem Sauerstoff und desto dunkler die Farbe der Lösung. Mit einer Pipette wird eine bestimmte Menge der reagierten Wasserprobe entnommen, mit Stärke als Indikator titriert und anschließend der Gehalt an gelöstem Sauerstoff berechnet.
Die Jodmessmethode ist komplex und daher für Messungen vor Ort ungeeignet, was zu einer relativ langen Messzeit führt. In Gewässern mit starkem Algenwachstum erhöht die Photosynthese die Sauerstofffreisetzung, wodurch es zu einer Sauerstoffübersättigung kommen kann. In diesem Fall ist die Bestimmung des gelösten Sauerstoffs im Wasser mit der Jodmethode schwierig und die Messergebnisse sind ungenau.
Verfahren zur Bestimmung von gelöstem Sauerstoff in Wasser – Elektrodenpolarographie
Das Prinzip der Elektrodenpolarographie zur Messung von gelöstem Sauerstoff: Zwischen den beiden Elektroden wird eine konstante Spannung angelegt, wodurch Elektronen von der Kathode zur Anode fließen und einen Diffusionsstrom erzeugen. Bei einer bestimmten Temperatur ist der Diffusionsstrom direkt proportional zur Konzentration des gelösten Sauerstoffs. Es wird ein quantitativer Zusammenhang zwischen Stromstärke und Sauerstoffkonzentration hergestellt. Das Gerät wandelt den Messwert des Amperemeters automatisch in die Sauerstoffkonzentration um und zeigt den Wert auf dem Bildschirm an.
Die Methode der Elektrodenpolarographie zur Bestimmung von gelöstem Sauerstoff in Wasser ist einfach und schnell durchzuführen und kostengünstig. Sie zählt zu den nationalen Standardverfahren. Da Sauerstoff verbraucht wird, bilden sich jedoch Ablagerungen auf Membran und Elektrode, die einen Sauerstoffgradienten erzeugen und die Reaktionsgeschwindigkeit verringern. Bei Beschädigung der semipermeablen Membran kann der Elektrolyt leicht verunreinigt werden, was zu einer Drift des Batteriepotenzials führt. Diese Drift wird fälschlicherweise als Konzentration des gelösten Sauerstoffs in der Wasserprobe angezeigt. Daher ist ein regelmäßiger Austausch von Elektrolyt und semipermeabler Membran erforderlich.
Verfahren zur Bestimmung des gelösten Sauerstoffs in Wasser - Fluoreszenzmethode
Das Prinzip der Fluoreszenzmethode zur Messung von gelöstem Sauerstoff: Moduliertes blaues Licht wird auf fluoreszierende Substanzen gerichtet, um diese anzuregen und rotes Licht emittieren zu lassen. Aufgrund des Löscheffekts von Sauerstoffmolekülen sind die Dauer und Intensität des anregenden roten Lichts umgekehrt proportional zur Sauerstoffkonzentration. Mithilfe einer mit dem blauen Licht synchronisierten roten Lichtquelle als Referenz wird die Phasendifferenz zwischen dem angeregten roten Licht und dem Referenzlicht gemessen und mit den internen Kalibrierungswerten verglichen, um die Sauerstoffkonzentration zu berechnen. Nach einer entsprechenden Weiterverarbeitung wird der gelöste Sauerstoff ausgegeben.
Die Fluoreszenz-LDO-Methode zur Messung von gelöstem Sauerstoff in Wasser ist ein einfaches und schnelles Verfahren. Im Vergleich zu den beiden erstgenannten Methoden benötigt die Fluoreszenz-LDO-Methode keine Kalibrierung, zeichnet sich durch eine schnelle Reaktionszeit, stabile Messergebnisse, keine Durchflussanforderungen, keine Störungen, einen geringeren Reinigungsaufwand und einen niedrigen Wartungsaufwand aus.