Растворени кисеоник се односи на количину кисеоника раствореног у води, обично се бележи као растворени кислород (DO), изражен у милиграмима кисеоника по литру воде (у мг/Л или ппм). Нека органска једињења се биоразграђују под дејством аеробних бактерија, које троше растворени кисеоник у води, а растворени кисеоник се не може благовремено надокнадити. Анаеробне бактерије у воденом телу ће се брзо размножавати, а органска материја ће због труљења поцрнети водено тело. Количина раствореног кисеоника у води је индикатор за мерење способности самопречишћавања воденог тела. Растворени кисеоник у води се троши и потребно је кратко време да се врати у почетно стање, што указује на то да водено тело има јаку способност самопречишћавања или да загађење воденог тела није озбиљно. У супротном, то значи да је водено тело озбиљно загађено, да је способност самопречишћавања слаба или је чак и изгубљена. Уско је повезано са парцијалним притиском кисеоника у ваздуху, атмосферским притиском, температуром воде и квалитетом воде.
1. Аквакултура: да би се осигурала респираторна потреба водених производа, праћење садржаја кисеоника у реалном времену, аутоматски аларм, аутоматска оксигенација и друге функције
2. Праћење квалитета воде природних вода: Откривање степена загађења и способности самопречишћавања вода и спречавање биолошког загађења као што је еутрофикација водених тела.
3. Пречишћавање отпадних вода, контролни индикатори: анаеробни резервоар, аеробни резервоар, резервоар за аерацију и други индикатори се користе за контролу ефекта пречишћавања воде.
4. Контрола корозије металних материјала у индустријским цевоводима за водоснабдевање: Генерално, сензори са опсегом ppb (ug/L) се користе за контролу цевовода како би се постигао нулти кисеоник и спречила рђа. Често се користи у електранама и котларској опреми.
Тренутно, најчешћи мерач раствореног кисеоника на тржишту има два принципа мерења: мембранску методу и флуоресцентну методу. Па која је разлика између њих две?
1. Мембранска метода (позната и као поларографска метода, метода константног притиска)
Мембранска метода користи електрохемијске принципе. Полупропусна мембрана се користи за одвајање платинске катоде, сребрне аноде и електролита од спољашње стране. Нормално, катода је готово у директном контакту са овим филмом. Кисеоник дифундује кроз мембрану у односу пропорционалном његовом парцијалном притиску. Што је већи парцијални притисак кисеоника, више кисеоника ће проћи кроз мембрану. Када растворени кисеоник континуирано продире кроз мембрану и продире у шупљину, редукује се на катоди да би се генерисала струја. Ова струја је директно пропорционална концентрацији раствореног кисеоника. Мерни део пролази кроз појачавајућу обраду да би се измерена струја претворила у јединицу концентрације.
2. Флуоресценција
Флуоресцентна сонда има уграђени извор светлости који емитује плаву светлост и осветљава флуоресцентни слој. Флуоресцентна супстанца емитује црвену светлост након побуђивања. Пошто молекули кисеоника могу да одузму енергију (ефекат гашења), време и интензитет побуђене црвене светлости су повезани са молекулима кисеоника. Концентрација је обрнуто пропорционална. Мерењем фазне разлике између побуђене црвене светлости и референтне светлости, и упоређивањем са интерном калибрационом вредношћу, може се израчунати концентрација молекула кисеоника. Током мерења се не троши кисеоник, подаци су стабилни, перформансе су поуздане и нема сметњи.
Хајде да то анализирамо за свакога, из употребе:
1. Када користите поларографске електроде, загрејте их најмање 15-30 минута пре калибрације или мерења.
2. Због потрошње кисеоника од стране електроде, концентрација кисеоника на површини сонде ће се тренутно смањити, па је важно мешати раствор током мерења! Другим речима, пошто се садржај кисеоника мери потрошњом кисеоника, постоји систематска грешка.
3. Због напретка електрохемијске реакције, концентрација електролита се стално троши, па је потребно редовно додавати електролит како би се осигурала концентрација. Да би се осигурало да нема мехурића у електролиту мембране, потребно је уклонити све течне коморе приликом постављања мембранске главе ваздуха.
4. Након сваког додавања електролита, потребан је нови циклус калибрације (обично калибрација нулте тачке у води без кисеоника и калибрација нагиба на ваздуху), а чак и ако се користи инструмент са аутоматском компензацијом температуре, мора бити близу Боље је калибрисати електроду на температури раствора узорка.
5. Током процеса мерења на површини полупропусне мембране не смеју остати мехурићи, у супротном ће мехурићи бити очитани као узорак засићен кисеоником. Не препоручује се употреба у резервоару за аерацију.
6. Због процеса, глава мембране је релативно танка, посебно се лако пробија у одређеној корозивној средини и има кратак век трајања. То је потрошни материјал. Ако је мембрана оштећена, мора се заменити.
Укратко, мембранска метода је таква да је грешка тачности склона одступању, период одржавања је кратак, а рад је проблематичнији!
Шта је са флуоресцентном методом? Због физичког принципа, кисеоник се користи само као катализатор током процеса мерења, тако да је процес мерења у основи без спољашњих сметњи! Високопрецизне, неодржавајуће и квалитетније сонде се у основи остављају без надзора 1-2 године након инсталације. Да ли флуоресцентна метода заиста нема недостатака? Наравно да има!
Време објаве: 15. децембар 2021.