溶解在水中的空氣中的分子態氧稱為溶解氧，水中的溶解氧的含量與空氣中氧的分壓、水的溫度都有密切關係。在自然情況下，空氣中的含氧量變動不大，故水溫是主要的因素，水溫愈低，水中溶解氧的含量愈高。溶解於水中的分子態氧稱為溶解氧，通常記作DO，用每升水裡氧氣的毫克數表示。水中溶解氧的多少是衡量水體自淨能力的一個指標。
基本介紹
簡介,測定方法,碘量法,溶解氧儀法,相關擴展,化學需氧量,溶解氧超飽和,
簡介
溶解氧跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質有密切的關係，在20℃、100kPa下，純水裡大約溶解氧9mg/L。有些有機化合物在喜氧菌作用下發生生物降解，要消耗水裡的溶解氧。如果有機物以碳來計算，根據C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧氣。當水中的溶解氧值降到5mg/L時，一些魚類的呼吸就發生困難。
溶解氧通常有兩個來源：一個來源是水中溶解氧未飽和時，大氣中的氧氣向水體滲入；另一個來源是水中植物通過光合作用釋放出的氧。因此水中的溶解氧會由於空氣里氧氣的溶入及綠色水生植物的光合作用而得到不斷補充。但當水體受到有機物污染，耗氧嚴重，溶解氧得不到及時補充，水體中的厭氧菌就會很快繁殖，有機物因腐敗而使水體變黑、發臭。
溶解氧值是研究水自淨能力的一種依據。水裡的溶解氧被消耗，要恢復到初始狀態，所需時間短，說明該水體的自淨能力強，或者說水體污染不嚴重。否則說明水體污染嚴重，自淨能力弱，甚至失去自淨能力。
測定方法
碘量法
1、原理：水樣中加入硫酸錳和鹼性碘化鉀，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澱。加酸後，氫氧化物沉澱溶解，並與碘離子反應而釋放出遊離碘。以澱粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋放出的碘，據滴定溶液消耗量計算溶解氧含量。
2、試劑：
①硫酸錳溶液液中，遇澱粉不得產生藍色。
②鹼性碘化鉀溶：稱取480g硫酸錳（MnSO4·4H2O）溶於水，用水稀釋至1000mL。
此溶液加至酸化過的碘化鉀溶液：稱取500g氫氧化鈉溶解於300至400mL水中，另稱取150g碘化鉀溶於200mL水中，待氫氧化鈉溶液冷卻後，將兩溶液合併，混勻，用水稀釋至1000mL。如有沉澱，則放置過夜後，傾出上層清液，貯於棕色瓶中，用橡皮塞塞緊，避光保存。此溶液酸化後，遇澱粉應不呈藍色。
③（1+5）硫酸溶液：1份濃硫酸+5份水，混合搖勻即可。
④1%澱粉溶液：稱取1g可溶性澱粉，用少量水調成糊狀，再用剛煮沸的水稀釋至100mL。冷卻後，加入0.1g水楊酸或0.4g氯化鋅防腐。
⑥硫代硫酸鈉溶液：稱取3.2g硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O）溶於煮沸放冷的水中，加0.2g碳酸鈉，用水稀釋至1000mL，貯於棕色瓶中，使用前用0.02500mol/L重鉻酸鉀標準溶液標定。
⑦硫酸，pH=1.84。
3、測定步驟：
②打開瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2.0mL硫酸。蓋好瓶塞，顛倒混合搖勻，至沉澱物全部溶解，放於暗處靜置5min。
③吸取100.00mL上述溶液於250mL錐形瓶中，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入1mL澱粉溶液，繼續滴定至藍色剛好退去，記錄硫代硫酸鈉溶液用量。
4、計算：
溶解氧（O2，mg/L）=M*V*8000/100上式中：M——硫代硫酸鈉標準溶液的濃度（mol/L）；
V——滴定消耗硫代硫酸鈉標準溶液體積（mL）。
5、注意事項：
①試劑加人時應往意不要與空氣接觸，以免將空氣中的氧帶入樣品影響測定。
②注意澱粉指示劑加人的時間。應先將溶液由棕色滴定至淡黃色時再加人澱粉指示劑，否則終點會出現反覆，難以判斷。
③樣品中懸浮物質會吸附析出碘，使結果偏低。此時需預先用明礬在鹼性條件下水解，待沉澱析出後再測上層清液中的溶解氧。
④當水樣中含有亞硝酸鹽時會干擾測定，可加人疊氮化鈉使水中的亞硝酸鹽分解而消除干擾。其加人方法是預先將疊氮化鈉加人鹼性碘化鉀溶液中。
⑤如水樣中含Fe2+達100-200mg/L時，可加人1mL40%氟化鉀溶液消除干擾。
⑥如水樣中含氧化性物質（如游離氯等），應預先加人相當量的硫代硫酸鈉去除。
溶解氧儀法
溶氧儀由感測器和顯示儀表兩個部分組成。溶解氧分析儀感測部分是由金電極（陰極）和銀電極（陽極）及氯化鉀或氫氧化鉀電解液組成，氧通過膜擴散進人電解液與金電極和銀電極構成測量迴路。當給溶解氧分析儀電極加上0.6~0.8V的極化電壓時，氧通過膜擴散，陰極釋放電子，陽極接受電子,產生電流，整個反應過程為：
陽極：Ag+Cl→AgCl+2e-
陰極：O2+2H2O+4e-→4OH-
根據法拉第定律：流過溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關係。本方法不需要試劑操作簡便，而且樣品色度和渾濁度不影響測定。每次測定前都應校正溶解氧測定儀以減少儀器誤差。由於在測定時水中氧氣在陰極上反應而被消耗掉，所以電極周圍的水樣必須保持攪動，以補充氧氣，如果靜止測定，結果會偏低。同時，溫度對測定結果影響較大，因此在測定水樣溶解氧的同時，應該測定水溫。
相關擴展
生化需氧量
微生物分解有機物的速度和程度同溫度、時間有關、最適宜的溫度是15～30℃，從理論上講，為了完成有機物的生物氧化需要無限長的時間，但是對於實際套用，可以認為反應可以在20天內完成，稱為BOD20，根據實際經驗發現，經5天培養後測得的BOD約占總BOD的70～80%，能夠代表水中有機物的耗氧量。
為使BOD值有可比性，因而採用在20℃條件下，培養五天后測定溶解氧消耗量作為標準方法，稱五日生化需氧量，以BOD5表示。BOD反映水體中可被微生物分解的有機物總量，以每升水中消耗溶解氧的毫克數來表示。BOD小於1mg/L表示水體清潔；大於3-4mg/L，表示受到有機物的污染。但BOD的測定時間長；對毒性大的廢水因微生物活動受到抑制，而難以準確測定。
化學需氧量
水體中能被氧化的物質在規定條件下進行化學氧化過程中所消耗氧化劑的量，以每升水樣消耗氧的毫克數表示，通常記為化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD） 。在COD測定過程中，有機物被氧化成二氧化碳和水。水中各種有機物進行化學氧化反應的難易程度是不同的，因此化學需氧量只表示在規定條件下，水中可被氧化物質的需氧量的總和。當前測定化學需氧量常用的方法有KMnO4和K2CrO7法，前者用於測定較清潔的水樣，後者用於污染嚴重的水樣和工業廢水。同一水樣用上述兩種方法測定的結果是不同的，因此在報告化學需氧量的測定結果時要註明測定方法。
COD與BOD比較，COD的測定不受水質條件限制，測定的時間短。但是COD不能區分可被生物氧化的和難以被生物氧化的有機物不能表示出微生物所能氧化的有機物量，而且化學氧化劑不僅不能氧化全部有機物，反而會把某些還原性的無機物也氧化了。所以採用BOD作為有機物污染程度的指標較為合適，在水質條件限制不能做BOD測定時，可用COD代替。
溶解氧超飽和
因劇烈摻氣等原因造成空氣中的分子態氧溶解在水中成為溶解氧的量顯著增加，使得水體中溶解氧超飽和的現象。水中的溶解氧的含量與空氣中氧的分壓、水的溫度都有密切關係。在自然情況下,空氣中的含氧量變動不大，故水溫是主要的因素。水溫愈低，水中溶解氧的含量愈高。
但是水利工程會造成溶解氧的超飽和現象。如在高壩大庫條件下的泄水建築物過流或大壩通過泄洪孔洞泄流時，水流跌落的過程中伴隨著劇烈的水氣交換，往往因劇烈摻氣使得下游水體中溶解氣體含量顯著增加，造成下游更遠的範圍，從而對水生生物特別是魚類造成不利影響和傷害。
