水质中的溶解氧有什么作用（溶解氧分析仪的测量原理）

水质中的溶解氧是维系水体生态平衡的关键要素。它如同水中的呼吸之气，为水生生物提供必要的生存条件，促进其健康生长与繁衍。同时，溶解氧还扮演着水体自净的重要角色，助力耗氧微生物分解有机物，保持水质清洁。当溶解氧含量充足时，水体生机勃勃；反之，则可能导致生态系统失衡，生物死亡，水质恶化。因此，保护水质，保障溶解氧含量适中，是维护水体健康、促进生态可持续发展的必然要求。我们应共同努力，从源头上减少污染，让清澈的水流中充满生命的气息。

水质中的溶解氧（DO）具有多重重要作用，主要体现在以下几个方面：

一、对水生生物的生存与生长至关重要

溶解氧是水生生物（如鱼类、浮游生物、底栖动物等）进行呼吸代谢所必需的。它是维持水生生物生命活动的关键因素。适宜的溶解氧浓度能够保障水生生物的正常生存和生长，提高其饵料利用率和免疫力。当溶解氧含量降低时，水生生物的呼吸代谢受到抑制，可能导致生长迟缓、疾病增多甚至死亡。

二、促进有机物降解和水体自净

溶解氧在水体中的存在有助于耗氧性微生物的生长繁殖，这些微生物能够分解有机物，将其转化为无害或低毒的物质。因此，溶解氧能够促进水体中有机物的降解过程，加速水体的自净能力。当溶解氧含量充足时，水体中的污染物能够被迅速降解，有利于水质的改善和保持。

三、抑制有害微生物的活动

溶解氧的存在还能够抑制有害的厌氧微生物的活动。这些厌氧微生物在缺氧条件下容易繁殖并产生有害物质（如硫化氢、氨氮等），对水生生物和水体环境造成危害。因此，保持适宜的溶解氧浓度有助于减少有害微生物的滋生，维护水体生态平衡。

四、反映水质状况和生态系统健康

溶解氧是衡量水质好坏的重要指标之一。它能够反映水体的自净能力和污染物的降解速度。当溶解氧含量降低时，往往意味着水体受到了污染或生态系统出现了健康问题。因此，通过监测溶解氧的含量，可以及时发现和解决水体污染问题，为水体的治理和保护提供科学依据。

五、影响水体化学特性和物质转化

溶解氧还参与水体的氧化还原反应，影响水体的化学反应平衡和化学物质的转化。例如，在水体中有机物的分解过程中，溶解氧作为氧化剂能够加速有机物的分解速度。同时，溶解氧的含量也会影响水体中营养盐、藻类等生物的生长和繁殖，进而影响水体的生态平衡和稳定性。

综上所述，水质中的溶解氧具有多重重要作用，对水生生物的生存与生长、有机物的降解和水体自净、有害微生物的抑制、水质状况和生态系统健康的反映以及水体化学特性和物质转化等方面都产生着深远的影响。因此，在水质管理和生态保护中，应充分重视溶解氧的作用，并采取有效措施保持其适宜的含量。

溶解氧分析仪的测量原理主要基于两种技术：极谱法和荧光法。

一、极谱法

结构组成：

极谱法电极通常包含一个金色阴极（金点）和一个银材质的阳极，外加一个含有电解液（通常是氯化钾溶液）的电极腔。

电极头部覆盖有一层半透膜，通常是由聚乙烯或聚四氟乙烯制成，允许氧气分子通过，但阻止水分子进入。

工作原理：

当传感器浸入含氧介质中时，氧气分子通过半透膜扩散到电极腔内。

在电极间施加一个恒定的电压（大约0.5~0.8伏），氧气在阴极处被还原，产生电子流（扩散电流）。

这个电流与溶解氧的分压成正比，通过测量这个电流，可以计算出溶解氧的浓度。

维护：

使用一段时间后，阳极可能会形成氧化银层，影响测量准确性。

因此需要定期维护，包括更换渗透膜和电解液，并保障水样流速和压力满足电极参数要求。

二、荧光法

结构组成：

这种类型的传感器包括一个LED光源、一个检测器和一个涂有荧光材料的膜帽。

工作原理：

荧光材料在没有氧气存在时能够吸收LED发出的光线并发出较长波长的荧光。

当氧气分子接触荧光材料时，它们会“熄灭”荧光（即荧光猝灭），减少了荧光的持续时间和强度。

检测器测量的是荧光的发光时间而非强度，因为发光时间与氧气浓度成反比。氧气含量越高，荧光熄灭得越快，发光时间越短。

维护与优势：

荧光法传感器相比极谱法维护成本较低，通常只需定期更换膜帽。

由于测量过程中不消耗氧气，也不需要搅拌，因此在低维护要求和高精度测量场景下更为适用。

综上所述，溶解氧分析仪的测量原理主要基于极谱法和荧光法。这两种方法各有优缺点，选择哪种取决于应用场景、精度要求、维护成本等因素。在实际应用中，应根据具体需求和条件选择合适的测量方法。