溶解氧--溶解氧的含量及其影响因素

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1、第五章溶解氧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。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。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。概述人类及其他陆上动物，是靠呼吸空气

2、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。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。一、溶解氧的饱和含量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

3、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。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。二、影响溶解氧饱和含量的因素水温：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。

4、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。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

5、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。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→A

6、gCl+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。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

7、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%/℃。(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

8、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。有些仪表内部配有气压表，在标定时可自动进行