Koszyk
W koszyku nie ma jeszcze produktów
- Aktualności
- 382 views
- pomiar tlenu rozpuszczonego, stężenie tlenu rozpuszczonego
Pomiar tlenu rozpuszczonego w wodzie
Tlen rozpuszczony (DO, dissolved oxygen) to ilość tlenu obecnego w wodzie w formie rozpuszczonej. Jest on kluczowym wskaźnikiem jakości wody i zdrowia ekosystemów wodnych, a także istotnym czynnikiem w procesach przemysłowych oraz w systemach akwakultury. Bez odpowiedniej ilości tlenu rozpuszczonego życie w wodzie staje się zagrożone, ponieważ organizmy wodne, takie jak ryby i mikroorganizmy, polegają na nim w swoim procesie oddychania.
Wysoki poziom tlenu rozpuszczonego wskazuje na zdrowy ekosystem wodny, zdolny do podtrzymywania różnorodnych form życia. Niskie poziomy tlenu mogą prowadzić do warunków anoksycznych, które mogą skutkować śmiercią organizmów wodnych i rozwojem niepożądanych bakterii beztlenowych. Ponadto, odpowiedni poziom DO jest istotny w procesach takich jak oczyszczanie ścieków, gdzie bakterie tlenowe rozkładają materiały organiczne.
Stężenie tlenu rozpuszczonego w wodzie
Czynniki, mające wpływ na stężenie tlenu rozpuszczonego w wodzie można podzielić na naturalne i antropogeniczne. Oto najważniejsze z nich:
1. Temperatura wody
Temperatura wody ma bezpośredni wpływ na rozpuszczalność tlenu. Woda zimna może rozpuścić więcej tlenu niż woda ciepła. W miarę wzrostu temperatury zdolność wody do utrzymywania rozpuszczonego tlenu maleje. Na przykład, przy 0°C woda może zawierać do 14,6 mg/L tlenu, natomiast przy 30°C tylko około 7,6 mg/L.
2. Ciśnienie atmosferyczne
Wyższe ciśnienie atmosferyczne zwiększa ilość tlenu, który może się rozpuścić w wodzie. Na większych wysokościach, gdzie ciśnienie jest niższe, stężenie tlenu rozpuszczonego w wodzie jest mniejsze. Dlatego, aby uzyskać dokładne pomiary, konieczne jest kompensowanie ciśnienia barometrycznego.
Woda słodka może rozpuścić więcej tlenu niż woda słona. Wzrost zasolenia powoduje spadek zdolności wody do rozpuszczania tlenu. W związku z tym, stężenie tlenu rozpuszczonego w oceanach jest zwykle niższe niż w jeziorach i rzekach.
4. Fotosynteza roślin wodnych
Rośliny i glony wodne podczas fotosyntezy produkują tlen, co może znacząco podnieść jego stężenie w wodzie w ciągu dnia. W nocy, gdy fotosynteza ustaje, stężenie tlenu może spaść, ponieważ organizmy te konsumują tlen podczas oddychania.
Organizmy wodne, takie jak ryby, bakterie i inne mikroorganizmy, zużywają tlen podczas oddychania. Dodatkowo, rozkład materii organicznej przez mikroorganizmy również zużywa tlen, co może prowadzić do obniżenia jego stężenia, zwłaszcza w warunkach nadmiernej ilości substancji organicznych, jak w przypadku zanieczyszczeń i spływów rolniczych.
6. Ruch wody
Cyrkulacja wody, taka jak prądy, fale i mieszanie, sprzyja rozpuszczaniu tlenu w wodzie. Ruchy wody umożliwiają wymianę gazów między wodą a atmosferą, zwiększając stężenie tlenu rozpuszczonego. Stagnujące wody, takie jak te w stawach i jeziorach z małą ilością przepływu, często mają niższe stężenie tlenu.
7. Zanieczyszczenia wody
Substancje chemiczne i zanieczyszczenia organiczne mogą wpływać na stężenie tlenu rozpuszczonego. Nadmiar składników odżywczych, takich jak azotany i fosforany, może prowadzić do eutrofizacji, która zwiększa produkcję glonów. Po ich obumarciu, proces rozkładu zużywa znaczące ilości tlenu, co prowadzi do hipoksji (niedoboru tlenu).
8. Stratyfikacja termiczna
W zbiornikach wodnych może dochodzić do stratyfikacji termicznej, gdzie ciepłe wody powierzchniowe są oddzielone od zimniejszych wód dennych. Warstwa termokliny (przejściowa warstwa o gwałtownie zmieniającej się temperaturze) może ograniczać wymianę tlenu między tymi warstwami, prowadząc do niższego stężenia tlenu w głębszych wodach.
Monitorowanie tlenu rozpuszczonego
Monitorowanie tlenu rozpuszczonego (DO) w wodzie jest kluczowe z wielu powodów, związanych zarówno z ekosystemami wodnymi, jak i procesami technologicznymi. Oto główne powody:
1. Zdrowie ekosystemów wodnych
Tlen rozpuszczony jest niezbędny dla życia organizmów wodnych, takich jak ryby, skorupiaki, rośliny wodne i mikroorganizmy. Bez wystarczającego stężenia tlenu te organizmy mogą cierpieć na niedotlenienie (hipoksję), co prowadzi do ich osłabienia, a nawet śmierci. Woda o niskim stężeniu tlenu może prowadzić do zmniejszenia bioróżnorodności i zmiany struktury ekosystemów wodnych.
2. Kontrola zanieczyszczeń
Niskie stężenie tlenu w wodzie może być wskaźnikiem obecności zanieczyszczeń organicznych, takich jak ścieki, odpady przemysłowe czy spływy rolnicze. Mikroorganizmy, które rozkładają te zanieczyszczenia, zużywają tlen, co może prowadzić do drastycznego spadku jego poziomu. Monitorowanie DO pomaga w identyfikacji i kontrolowaniu źródeł zanieczyszczeń oraz ocenie skuteczności działań naprawczych.
W hodowlach ryb i innych organizmów wodnych, odpowiednie stężenie tlenu jest kluczowe dla ich zdrowia i wzrostu. Monitorowanie DO pozwala na optymalizację warunków hodowli, co przekłada się na lepsze wyniki produkcyjne i zmniejszenie ryzyka strat spowodowanych chorobami i niedotlenieniem.
4. Procesy przemysłowe
W wielu procesach przemysłowych, takich jak oczyszczanie ścieków, odpowiednie stężenie tlenu jest kluczowe dla skuteczności biologicznych metod oczyszczania. Bakterie tlenowe rozkładające zanieczyszczenia wymagają tlenu do efektywnego działania. Monitorowanie DO pomaga w optymalizacji tych procesów, zwiększając ich efektywność i zmniejszając koszty operacyjne.
Tlen rozpuszczony może wpływać na smak i zapach wody pitnej. Niskie stężenie DO może prowadzić do wzrostu beztlenowych bakterii, które produkują związki o nieprzyjemnym zapachu i smaku. Monitorowanie DO jest częścią kompleksowej oceny jakości wody pitnej, co pomaga zapewnić jej bezpieczeństwo i akceptowalność dla konsumentów.
6. Badania naukowe i monitoring środowiskowy
Regularne monitorowanie DO jest kluczowe dla badań naukowych nad ekosystemami wodnymi i zmianami klimatycznymi. Zmiany w stężeniu tlenu rozpuszczonego mogą wskazywać na zmiany w ekosystemach, takie jak eutrofizacja, zmiany temperatury wody czy zanieczyszczenia. Dane te są niezbędne do tworzenia modeli prognostycznych i podejmowania decyzji zarządzania zasobami wodnymi.
Rodzaje sond tlenowych
W badaniu tlenu rozpuszczonego stosuje się różne rodzaje sond, które różnią się zasadą działania, dokładnością i zastosowaniami. Do najpopularniejszych należą:
Sonda galwaniczna
Sonda galwaniczna działa na zasadzie reakcji elektrochemicznej między dwoma elektrodami (anoda i katoda) zanurzonymi w elektrolicie. Kiedy tlen dyfunduje przez membranę sondy i dociera do katody, dochodzi do reakcji chemicznej, która generuje prąd proporcjonalny do ilości tlenu w wodzie. Sondy galwaniczne mają tę zaletę, że nie wymagają zasilania do generowania sygnału, co czyni je bardziej energooszczędnymi. Jednak mogą być mniej dokładne w porównaniu do innych typów sond i wymagają regularnej kalibracji oraz konserwacji.
Sonda polarograficzna
Sonda polarograficzna działa na podobnej zasadzie jak sonda galwaniczna, ale różni się sposobem polaryzacji elektrody. Wymaga zewnętrznego źródła zasilania do utrzymania napięcia między elektrodami. Tlen, przenikając przez membranę, redukuje się na katodzie, co generuje prąd mierzalny. Sondy polarograficzne są dokładniejsze od galwanicznych, ale mogą wymagać więcej energii i częstszej kalibracji.
Sonda optyczna, znana również jako sonda luminescencyjna, mierzy tlen rozpuszczony za pomocą technologii optycznej. Sonda ta wykorzystuje luminofor, który emituje światło w obecności tlenu. Im więcej tlenu, tym krótszy czas świecenia luminoforu. Sondy optyczne są zazwyczaj bardziej stabilne i wymagają mniej konserwacji niż elektrochemiczne sondy galwaniczne i polarograficzne. Są również bardziej odporne na zanieczyszczenia i mniej podatne na zakłócenia wynikające z obecności innych gazów.
Tlenomierze Hanna Instruments
Należąc do nielicznych w świecie producentów tlenomierzy, HANNA Instruments stawia sobie za cel dostarczyć szeroką gamę produktów odpowiadających wielorakim potrzebom. Oferujemy szeroki wybór tlenomierzy, dostosowanych do różnych potrzeb i zastosowań.
Mierniki przenośne zapewniają elastyczność umożliwiającą przeprowadzanie testów w wielu lokalizacjach, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego poziomu dokładności. Mierniki te mogą znacznie różnić się konstrukcją, metodą testowania i funkcją. Niektóre mierniki przenośne są zaprojektowane jako mierniki dedykowane, które badają tylko jeden parametr, podczas gdy inne mogą badać próbki pod kątem więcej niż jednego parametru jednocześnie. Dostępnych jest wiele opcji, które pozwolą Ci znaleźć rozwiązanie idealnie dopasowane do Twoich potrzeb testowych.
Przenośne mierniki mogą współpracować z sondą galwaniczną, polarograficzną lub optyczną tlenu rozpuszczonego. Kalibrację sond galwanicznych i polarograficznych przeprowadza się w trybie kalibracji jednopunktowej lub dwupunktowej. Można to zrobić w roztworze o zerowej zawartości tlenu lub w 100% nasyconym powietrzu. Hanna oferuje różnorodne mierniki spełniające Twoje potrzeby w zakresie przenośnych testów; od dedykowanych mierników tlenu rozpuszczonego, takich jak nasz wodoodporny przenośny miernik rozpuszczonego tlenu HI9146 (idealny do wymagających zastosowań) lub optyczny miernik rozpuszczonego tlenu HI98198 (który sprawia, że testowanie tlenu rozpuszczonego jest bardziej niezawodne i bezproblemowe), po nasze wieloparametrowe mierniki, takie jak miernik pH/ORP/DO/ciśnienia/temperatury HI98196.
Mierniki stacjonarne, podobnie jak mierniki przenośne, występują w wielu konfiguracjach są różnorodne i zapewniają wiele opcji, aby spełnić wymagania konkretnego zastosowania. Niektóre mierniki laboratoryjne są dedykowanymi miernikami do badania tylko jednego parametru. Jeśli konieczne jest badanie tylko rozpuszczonego tlenu, jest to doskonała ekonomiczna opcja, taka jak nasz laboratoryjny miernik rozpuszczonego tlenu i BZT HI6421. Zintegrowane czujniki temperatury i barometru umożliwiają kompensację temperatury i ciśnienia barometrycznego.
Jeśli istnieje konieczność testowania innych parametrów, zaleca się wybranie miernika z możliwością rozbudowy. Zwykle oznacza to, że początkowy miernik jest kupowany w zestawie z sondą tlenu rozpuszczonego, a następnie można dodać inne sondy, takie jak pH lub przewodność. Do takiego rozwiązania Hanna oferuje wieloparametrowy miernik Edge HI2040-02.
Zarówno przenośne, jak i stacjonarne mierniki tlenu rozpuszczonego mogą kompensować główne parametry wpływające na odczyty tlenu rozpuszczonego (temperatura, ciśnienie, zasolenie, wilgotność).
Przykłady tlenomierzy przenośnych i laboratoryjnych Hanna Instruments :
HI9147 - przenośny tlenomierz z sondą galwaniczną
HI9147 to wytrzymały, przenośny tlenomierz, idealny do pomiarów terenowych. Dzięki automatycznej kompensacji temperatury i ręcznej kompensacji wysokości oraz zasolenia, zapewnia dokładne wyniki w różnych warunkach.
- Specjalnie stworzony dla akwakultury i hodowli ryb
- Wodoszczelna obudowa
- Dwa zakresy tlenowe (mg/l - % nasycenia)
- Kompensacja zasolenia lub wysokości n.p.m.
Dowiedz się więcej na temat tlenomierza HI9147
HI9146 - przenośny tlenomierz z sondą polarograficzną
Wodoszczelny i trwały tlenomierz terenowy HI9146-04 doskonale radzi sobie w trudnych warunkach klimatycznych i przemysłowych, zachowując przy tym wydajność tlenomierza laboratoryjnego. Urządzenie oferuje dokładne pomiary z automatyczną kompensacją temperatury i możliwością kalibracji jedno- lub dwu-punktowej.
- Specjalnie stworzony dla akwakultury i hodowli ryb
- Kompensacja temperatury
- Wodoszczelna obudowa
- Dwa zakresy tlenowe (mg/l - % nasycenia)
- Kompensacja zasolenia lub wysokości n.p.m.
HI98198 - przenośny tlenomierz optyczny
HI98198 to nowoczesny, przenośny tlenomierz optyczny, który wykorzystuje technologię optyczną do precyzyjnych pomiarów. Jest to idealne rozwiązanie dla użytkowników wymagających minimalnej konserwacji i wysokiej dokładności w trudnych warunkach terenowych. Miernik spełnia standardy IP67 i mierzy tlen rozpuszczony, ciśnienie barometryczne, BZT (Biologiczne Zapotrzebowanie Tlenu) i temperaturę. Model HI98198 jest dostarczany w komplecie ze wszystkimi akcesoriami, w tym sondą, czujnikiem Smartcap z wbudowanym RFID i walizką transportową. Tlenomierz posiada wbudowane funkcje obliczeniowe:
- Obliczanie biologicznego zapotrzebowania tlenu (BZT)
- Obliczanie tempa zużycia tlenu (OUR)
- Obliczanie właściwego tempa zużycia tlenu (SOUR)
HI2004-02 (edge®) - tlenomierz laboratoryjny z sondą polarograficzną
Edge® to uniwersalny, nowoczesny tlenomierz, który używa sondy polarograficznej typu Clark. Jest wyposażony w duży, czytelny ekran LCD oraz możliwość montażu na ścianie lub w stojaku laboratoryjnym, co zwiększa jego wszechstronność w różnych środowiskach pracy (Hanna Instruments).
Cyfrowa sonda tlenu rozpuszczonego HI764080 jest wysoce zaawansowana i posiada wbudowany mikrochip przechowujący informacje kalibracyjne
- Wejście sondy 3,5 mm, wystarczy włożyć wtyczkę 3,5 mm i można zacząć działać.
- Edge posiada jeden standard USB do eksportu danych z dysku flash. Edg zawiera również jeden port mikro USB do podłączenia komputera w celu eksportu plików i do naładowania twojego Edge gdy podstawka dokująca nie jest dostępna
HI6421 – tlenomierz laboratoryjny z sondą optyczną
To zaawansowany stacjonarny tlenomierz, dostępny z sondą optyczną lub polarograficzną. HI6421 oferuje automatyczną kompensację ciśnienia, temperatury i zasolenia oraz funkcje zaawansowanego logowania danych i transferu przez USB lub sieć Wi-Fi, co czyni go idealnym do precyzyjnych i długotrwałych pomiarów tlenu rozpuszczonego.
- Pomiar % nasycenia, mg/l, ppm (DO); mg/l, ppm (BZT); mg/L (OUR); ppm, mg/L (SOUR)
- 7-calowy pojemnościowy ekran dotykowy z obsługą multi-touch
- Kompensacja ciśnienia odbywa się automatycznie (wbudowany barometr)
- Możliwość instalacji sond optycznych i polarograficznych
Podsumowanie
Tlen rozpuszczony jest kluczowym parametrem jakości wody, wpływającym na zdrowie ekosystemów wodnych i efektywność procesów przemysłowych. Wybór odpowiedniego tlenomierza i sondy zależy od specyficznych potrzeb i warunków pomiarowych. Firma Hanna Instruments oferuje szeroką gamę produktów, które zapewniają dokładne i niezawodne pomiary tlenu rozpuszczonego, dostosowane do różnych zastosowań i środowisk pracy. Dzięki różnym technologiom sond, użytkownicy mogą wybrać najodpowiedniejsze rozwiązanie do swoich potrzeb, od terenowych po laboratoryjne.