Rastvoreni kiseonik (DO) meri količinu rastvorenog kiseonika u sistemu. Merenja se obično vode u vodi pomoću DO sonde i merača.
Teorija i merenje rastvorenog kiseonika
Rastvoreni kiseonik (DO) meri količinu rastvorenog kiseonika u sistemu. Merenja se obično vode u vodi pomoću DO sonde i merača. Henryjev zakon navodi da je koncentracija plina u rastvoru direktno proporcionalna delimičnom pritisku tog plina iznad rastvora. Konstanta Henryevog zakona faktor je proporcionalnosti i tako je specifična za plin u rastvaraču koje se meri.
Delimični pritisak kiseonika zapravo je merenje termodinamičke aktivnosti njegovih molekula. Brzina otapanja, difuzije i reakcije kiseonika ne određuje se njegovom koncentracijom, već parcijalnim pritiskom. Zemljina atmosfera sastoji se od 20,9% kiseonika, a na nivou mora atmosfera je 100% zasićena kiseonikom.
Postotak zasićenja je količina prisutnog DO po količini DO moguća pri određenoj temperaturi i pritisku. Procentna zasićenost uobičajena je jedinica za merenje DO jer se temelji na parcijalnom pritisku plina; stoga je ispravno za određivanje u bilo kojem rastvoru.
Merenja koncentracije DO takođe mogu koristiti jedinice delova na milion (ppm) ili miligrama po litri (mg / L). U metrima koji pokazuju koncentraciju DO u ppm ili mg / L, uvek se pretpostavlja da je rastvarač voda. U drugim rastvorima poput ulja ili kiselina, konstanta Henryevog zakona bila bi drugačija. U tim slučajevima treba koristiti postotnu zasićenost jer nije ispravno koristiti ppm ili mg / l.
Učinci temperature i pritiska
Kako se temperatura ratsvora povećava, kretanje čestica unutar tog rastvora raste. Uz veće kretanje čestica, otopljeni plinovi lakše izlaze iz rastvora. U toploj vodi kiseonik je manje topljiv, dok je u hladnoj vodi topljiviji. Koncentracija DO u vodama zasićenim zrakom opada sa porastom temperature.
Atmosferski pritisak opada sa porastom nadmorske visine. Budući da je niži parcijalni pritisak, kiseonik je manje topljiv na većim nadmorskim visinama. Koncentracija DO u vodama zasićenim zrakom opada sa porastom povišenja.
Prijave
Merenja kakvoće vode od vitalnog su značaja za praćenje okoliša. U mirnim jezerima i rekama propadanje organske materije može uzrokovati povećanje nivoa bakterija. Aerobne bakterije troše kiseonik, što pokreće nedostatak koji može dovesti do toga da vodno telo „umre“, usmrćujući vodene biljke i životinje.
Akvakultura je uzgoj, uzgoj i berba biljaka i životinja u svim vrstama vodenih okruženja. Rastvoreni kiseonik potreban je ribi, zooplanktonu i biljkama da bi preživeli i razmnožavali se. DO merenja koriste se za praćenje i kontrolu okoline potrebne za uspeh.
Postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda oslanjaju se na bakterije kako bi razgradile organske spojeve koji se nalaze u vodi. Ako je količina otopljenog kisika u otpadnoj vodi preniska, ove će bakterije umrijeti i doći će do septičkih uvjeta. Količina DO mora se stalno pratiti kako bi se osiguralo pravilno postupanje s otpadom.
Laboratorijsko praćenje BPK, NAŠE i KISELO
BPK (biohemijska potražnja za kiseonikom) merenje je koje pokazuje koncentraciju biorazgradive organske materije prisutne u uzorku vode. Može se koristiti za određivanje opšte kakvoće vode i stepena onečišćenja. BPK meri brzinu unosa kiseonika mikroorganizmima u uzorku vode pri fiksnoj temperaturi tokom određenog vremenskog razdoblja. Kako bi se osiguralo da su svi ostali uslovi jednaki, u svaki uzorak koji se ispituje dodaje se vrlo mala količina semena mikroorganizama. Uzorci se drže pet dana na 20 ° C u mraku. Gubitak rastvorenog kieonika tokom inkubacije naziva se BPK5. BPK je empirijski test koji određuje relativne potrebe kiseonika za otpadne vode, otpadne vode i zagađene vode.
NAŠ (stopa unosa kiseonika) koristi se za određivanje biološke aktivnosti sistema u smislu potrošnje kisika ili brzine disanja. Definiše se kao miligrami po litri potrošenog kiseonika na sat. Ovo merenje pokazuje brzinu metaboličkih procesa u obradi mulja, pomažući operaterima da utvrde stabilnost krutina nakon probave.
SOUR (specifična brzina unosa kiseonika) takođe određuje potrošnju kiseonika u sistemu, ali definiše se kao miligram kiseonika potrošen po gramu hlapivih suspendiranih krutina (VSS) na sat. Ovo brzo merenje ima brojne prednosti: brza mera uticajnog organskog opterećenja i biorazgradivosti, indikacija prisutnosti otrovnog ili inhibicijskog otpada, stepen stabilnosti i stanja uzorka te izračunavanje potrošnje kiseonika na različitim tačkama u zračnom bazenu.
Vrste sondi za rastvoreni kieonik
Hannini merači rastvorenog kieonika koriste jednu od dve uobičajene vrste osetljivih sondi: polarografske senzore i galvanske senzore.
Polarografske DO sonde sastoje se od radne elektrode (katoda) i kontra elektrode (anode). Na te se elektrode primenjuje polarizacijski napon koji je specifičan za smanjenje kiseonika. Tanka, propusna za plin membrana izolira senzorske elemente od uzorka vode, ali omogućuje prolazak kiseonika. Kiseonik koji prolazi kroz membranu smanjuje se na katodi, uzrokujući struju iz koje se određuje koncentracija kiseonika. Dvoelektrodne polarografske sonde koriste anodu kao referentnu elektrodu.
Galvanske DO sonde sastoje se od radne elektrode (katode) i kontra elektrode (anode) koje deluju kao baterija za stvaranje napona specifičnog za smanjenje kiseonika. Tanka, propusna za plin membrana izolira senzorske elemente od uzorka vode, ali omogućuje prolazak kiseonika. Kiseonik koji prolazi kroz membranu smanjuje se na katodi, uzrokujući struju iz koje se određuje koncentracija kisika.
Na vino i pivo kiseonik utiče u različitim fazama tekom proizvodnje i skladištenja. DO je važan parametar za praćenje onih koji žele proizvoditi konzistentne proizvode visokog kvaliteta.
