Izšķīdušais skābeklis attiecas uz ūdenī izšķīdušā skābekļa daudzumu, ko parasti reģistrē kā DO un izsaka skābekļa miligramos uz litru ūdens (mg/l vai ppm). Daži organiskie savienojumi bioloģiski noārdās aerobo baktēriju iedarbībā, kas patērē ūdenī izšķīdušo skābekli, un izšķīdušo skābekli nevar savlaicīgi atjaunot. Anaerobās baktērijas ūdenstilpnē ātri vairojas, un organiskā viela sabojāšanās un smakas dēļ ūdenstilpni padarīs melnu. Izšķīdušā skābekļa daudzums ūdenī ir rādītājs, kas mēra ūdenstilpes pašattīrīšanās spēju. Ūdenī izšķīdušais skābeklis tiek patērēts, un tā atjaunošanai sākotnējā stāvoklī nepieciešams īss laiks, kas norāda, ka ūdenstilpnei ir spēcīga pašattīrīšanās spēja vai ka ūdenstilpes piesārņojums nav nopietns. Pretējā gadījumā tas nozīmē, ka ūdenstilpne ir nopietni piesārņota, pašattīrīšanās spēja ir vāja vai pat zudusi. Tas ir cieši saistīts ar skābekļa parciālo spiedienu gaisā, atmosfēras spiedienu, ūdens temperatūru un ūdens kvalitāti.
1.Akvakultūra: lai nodrošinātu ūdens produktu elpošanas pieprasījumu, skābekļa satura uzraudzību reāllaikā, automātisko trauksmi, automātisko skābekļa piegādi un citas funkcijas
2. Dabisko ūdeņu ūdens kvalitātes monitorings: noteikt ūdeņu piesārņojuma pakāpi un pašattīrīšanās spēju, kā arī novērst bioloģisko piesārņojumu, piemēram, ūdenstilpju eitrofikāciju.
3. Notekūdeņu attīrīšana, kontroles indikatori: ūdens attīrīšanas efekta kontrolei tiek izmantota anaerobā tvertne, aerobā tvertne, aerācijas tvertne un citi indikatori.
4. Rūpniecisko ūdensapgādes cauruļvadu metāla materiālu korozijas kontrole: Parasti cauruļvada kontrolei, lai sasniegtu nulles skābekļa līmeni un novērstu rūsēšanu, tiek izmantoti sensori ar ppb (ug/l) diapazonu. To bieži izmanto elektrostacijās un katlu iekārtās.
Pašlaik tirgū visizplatītākajam izšķīdušā skābekļa mērītājam ir divi mērīšanas principi: membrānas metode un fluorescences metode. Tātad, kāda ir atšķirība starp abiem?
1. Membrānas metode (pazīstama arī kā polarogrāfijas metode, nemainīga spiediena metode)
Membrānas metode izmanto elektroķīmiskos principus. Platīna katodu, sudraba anodu un elektrolītu no ārpuses atdala, izmantojot daļēji caurlaidīgu membrānu. Parasti katods gandrīz tiešā saskarē ar šo plēvi. Skābeklis difundē caur membrānu proporcijā, kas ir proporcionāla tā daļējajam spiedienam. Jo lielāks ir skābekļa daļējais spiediens, jo vairāk skābekļa izies cauri membrānai. Kad izšķīdušais skābeklis nepārtraukti iekļūst membrānā un iekļūst dobumā, tas uz katoda reducējas, radot strāvu. Šī strāva ir tieši proporcionāla izšķīdušā skābekļa koncentrācijai. Mērītāja daļa tiek pastiprināta, lai pārvērstu izmērīto strāvu koncentrācijas vienībā.
2. Fluorescence
Fluorescences zondei ir iebūvēts gaismas avots, kas izstaro zilu gaismu un apgaismo fluorescējošo slāni. Fluorescējošā viela pēc ierosināšanas izstaro sarkanu gaismu. Tā kā skābekļa molekulas var atņemt enerģiju (dzēšanas efekts), ierosinātās sarkanās gaismas laiks un intensitāte ir saistīta ar skābekļa molekulām. Koncentrācija ir apgriezti proporcionāla. Izmērot fāzes starpību starp ierosināto sarkano gaismu un atsauces gaismu un salīdzinot to ar iekšējo kalibrēšanas vērtību, var aprēķināt skābekļa molekulu koncentrāciju. Mērījuma laikā skābeklis netiek patērēts, dati ir stabili, veiktspēja ir uzticama un nav traucējumu.
Analizēsim to ikvienam, sākot no lietošanas:
1. Lietojot polarogrāfiskos elektrodus, pirms kalibrēšanas vai mērīšanas tie jāuzsilda vismaz 15–30 minūtes.
2. Elektroda skābekļa patēriņa dēļ skābekļa koncentrācija uz zondes virsmas acumirklī samazināsies, tāpēc mērīšanas laikā ir svarīgi maisīt šķīdumu! Citiem vārdiem sakot, tā kā skābekļa saturs tiek mērīts, patērējot skābekli, pastāv sistemātiska kļūda.
3. Elektroķīmiskās reakcijas progresa dēļ elektrolīta koncentrācija tiek pastāvīgi patērēta, tāpēc regulāri jāpievieno elektrolīts, lai nodrošinātu koncentrāciju. Lai membrānas elektrolītā neveidotos burbuļi, uzstādot membrānas galvas gaisu, ir jānoņem visas šķidruma kameras.
4. Pēc katra elektrolīta pievienošanas ir nepieciešams jauns kalibrēšanas cikls (parasti nulles punkta kalibrēšana bezskābekļa ūdenī un slīpuma kalibrēšana gaisā), un pat tad, ja tiek izmantots instruments ar automātisku temperatūras kompensāciju, tai jābūt tuvu parauga šķīduma temperatūrai. Labāk ir kalibrēt elektrodu parauga šķīduma temperatūrā.
5. Mērīšanas procesa laikā uz puscaurlaidīgās membrānas virsmas nedrīkst palikt burbuļi, pretējā gadījumā tā nolasīs burbuļus kā ar skābekli piesātinātu paraugu. Nav ieteicams to izmantot aerācijas tvertnē.
6. Procesa iemeslu dēļ membrānas galviņa ir samērā plāna, īpaši viegli caurdurama noteiktā korozīvā vidē, un tai ir īss kalpošanas laiks. Tā ir patērējama prece. Ja membrāna ir bojāta, tā ir jānomaina.
Rezumējot, membrānas metode ir tāda, ka precizitātes kļūda ir pakļauta novirzei, apkopes periods ir īss un darbība ir apgrūtinošāka!
Kā ar fluorescences metodi? Fiziskā principa dēļ skābeklis mērīšanas procesā tiek izmantots tikai kā katalizators, tāpēc mērīšanas process būtībā ir brīvs no ārējiem traucējumiem! Augstas precizitātes, bezapkopes un augstākas kvalitātes zondes pēc uzstādīšanas būtībā tiek atstātas bez uzraudzības 1-2 gadus. Vai fluorescences metodei tiešām nav trūkumu? Protams, ka ir!
Publicēšanas laiks: 2021. gada 15. decembris