隨著當(dāng)今世界工業(yè)、農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，大量的工業(yè)廢水、農(nóng)田排水向江河湖海排放，同時(shí)，我國(guó)城市生活污水大約有80%未經(jīng)處理直接排放，小城鎮(zhèn)及廣大農(nóng)村生活污水大多處于無(wú)序排放狀態(tài)，使得許多地方的水質(zhì)日益惡化，水污染和水資源短缺日益嚴(yán)重，所以迫切需要對(duì)污水進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控和有效處理。其中，水中溶解氧含量是進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)時(shí)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 溶解氧(Dissolved Oxygen)是指溶解于水中分子狀態(tài)的氧，即水中的O2，用DO表示。溶解氧是水生生物生存必備的條件之一。溶解氧的一個(gè)來(lái)源是水中溶解氧未飽和時(shí)，大氣中的氧氣向水體滲入；另一個(gè)來(lái)源是水中植物通過(guò)光合作用釋放出的氧。溶解氧隨著溫度、氣壓、鹽分的變化而變化，一般說(shuō)來(lái)，溫度越高，溶解的鹽分越大，水中的溶解氧越低；氣壓越高，水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亞硝酸根、亞鐵離子等還原性物質(zhì)所消耗外，也被水中微生物的呼吸作用以及水中有機(jī)物質(zhì)被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以說(shuō)溶解氧是水體的資本，是水體自凈能力的表示。 天然水中溶解氧近于飽和值(9ppm)，藻類繁殖旺盛時(shí)，溶解氧含量下降。水體受有機(jī)物及還原性物質(zhì)污染可使溶解氧降低，對(duì)于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)來(lái)說(shuō)，水體溶解氧對(duì)水中生物如魚類的生存有著至關(guān)重要的影響，當(dāng)溶解氧低于4mg/L時(shí)，就會(huì)引起魚類窒息死亡，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，健康的飲用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。當(dāng)溶解氧(DO)消耗速率大于氧氣向水體中溶入的速率時(shí)，溶解氧的含量可趨近于0，此時(shí)厭氧菌得以繁殖，使水體惡化，所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染，特別是有機(jī)物污染的程度，它是水體污染程度的重要指標(biāo)，也是衡量水質(zhì)的綜合指標(biāo)。因此，水體溶解氧含量的測(cè)量，對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。 水體溶解氧的各種檢測(cè)方法，諸如碘量法、電流測(cè)定法(Clark溶氧電極)、電導(dǎo)測(cè)定法、熒光淬滅法等。參考選用便攜式溶解氧測(cè)定儀，工業(yè)溶解氧檢測(cè)儀，實(shí)驗(yàn)室溶解氧測(cè)定儀。 目前上發(fā)展的主流是基于熒光淬滅原理的光纖溶解氧傳感器，儀器的性能一般為：重復(fù)性誤差±0.3㎎/L，零點(diǎn)漂移和量程漂移±0.3㎎/L，響應(yīng)時(shí)間(T90)≤2min，溫度補(bǔ)償精度±0.3㎎/L，MTBF≥720h/次。根據(jù)上述熒光淬滅的特性，擬使用如下方法實(shí)現(xiàn)溶解氧檢測(cè)儀：光源發(fā)出的光信號(hào)經(jīng)濾光片送到有熒光指示劑的區(qū)域，水中溶解氧與熒光指示劑相作用，引起光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏振態(tài)等光學(xué)特征發(fā)生變化后送到光探測(cè)器和信號(hào)處理裝置，得到溶解氧濃度的信息。 為了防止污染物、水體生物的腐蝕、干擾，儀器的抗干擾力是關(guān)鍵。應(yīng)該從傳感膜的化學(xué)穩(wěn)定性，儀器的防腐蝕性能，電路的工作穩(wěn)定性方面多加以研究。鑒于基于熒光淬滅法測(cè)量?jī)x的光纖傳感器具有較高的測(cè)量精度和較強(qiáng)的抗干擾力，以及較好的重復(fù)性和穩(wěn)定性，可以用于農(nóng)業(yè)中水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水質(zhì)的測(cè)量以及各種農(nóng)業(yè)用水污染程度的測(cè)量，因此對(duì)此種傳感器的研究具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和商品化價(jià)值。 |
