溶解氧 (DO)
溶解在水中的分子氧称为溶解氧。 水中溶解氧的含量与大气压、水温、盐度等因素有关。 大气压力降低、水温升高和盐度升高都会导致溶解氧水平降低。
清洁的地表水中的溶解氧接近饱和。 当大量藻类繁殖时，溶解氧可能会过饱和； 当水体受到有机物和无机还原性物质污染时，溶解氧含量会降低，甚至趋于零。 此时厌氧菌繁殖活跃，水质变差。 当水中溶解氧低于3-4mg/L时，许多鱼呼吸困难； 如果它继续减少，他们就会窒息而死。 一般规定水中溶解氧至少应为4mg/L。 在废水生化处理过程中，溶解氧也是一个重要的控制指标。
测定水中溶解氧的方法有碘量法及其校正法和氧电极法。 碘量法可用于清水； 污染的地表水和工业废水必须采用改良碘量法或氧电极法。
(1)碘量法
向水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中的溶解氧会将二价锰氧化成四价锰，并产生氢氧化物沉淀。 加酸后沉淀溶解，四价锰能氧化碘离子释放出与溶解氧量相当的游离碘。 以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放的碘，计算溶解氧含量。 反应式如下：
MnSO4+2NaOH=Na2SO4+Mn(OH)2↓
2Mn(OH)2+O2＝2MnO(OH)2↓
（棕色沉淀）
MnO(OH)2 + 2H2SO4 = Mn(SO4)2 + 3H2O
Mn(SO4)2+2KI=MnSO4+K2SO4+I2
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2Na
当水中含有氧化性物质、还原性物质和有机物等会对测定产生干扰时，应提前排除溶解氧标准液，并根据不同的干扰物质采用校正的碘量法。
(2) 改良碘量法
1、叠氮化钠校正法
水样中含有的亚硝酸盐会干扰碘量法测定溶解氧。 可用叠氮化钠分解亚硝酸盐，然后用碘量法测定。 分解亚硝酸盐的反应如下：
2NaN3+H2SO4=2HN3+Na2SO4
HNO2+NH3=N2O+N2+H2O
亚硝酸盐主要存在于经生化处理的废水和河水中，与碘化钾反应释放出游离碘，产生正干扰，即
2HNO2+2KI+H2SO4=K2SO4+2H2O+N2O2+I2
如果反应到此停止，则引入误差不大； 但当水样与空气接触时，新溶解的氧会与N2O2反应生成亚硝酸盐：
2N2O2 + 2H2O + O2 = 4HNO2
这样一个不断释放碘的循环会引入相当大的误差。
当水样中铁离子含量较高时，会干扰测定，可通过加入氟化钾或用磷酸代替硫酸酸化来消除。
测量结果按以下公式计算：
式中：M——硫代硫酸钠标准溶液的浓度（mol/L）；
V——滴定消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积（mL）；
Vwater——水样体积（mL）；
8—氧转化值(g)。
需要注意的是，叠氮化钠是剧毒易爆试剂，碱性碘化钾-叠氮化钠溶液不能直接酸化，以免产生有毒的叠氮化物雾。
2、高锰酸钾校正法
该方法适用于不含其他还原剂和有机物的含有大量亚铁离子的水样。 用高锰酸钾氧化亚铁离子消除干扰，多余的高锰酸钾用草酸钠溶液去除，生成的高价铁离子用氟化钾掩蔽。 其他同碘量法。
(3)氧电极法
广泛使用的溶解氧电极是聚四氟乙烯薄膜电极。 按其工作原理分为极谱式和原电池式两种。 极谱氧电极的结构如图2-30所示（图略）。 它由金阴极、银-氯化银阳极、聚四氟乙烯薄膜、外壳等部分组成。 电极腔内充满氯化钾溶液，聚四氟乙烯薄膜将内部电解质与待测水样隔开，溶解氧通过薄膜渗透扩散。 当在两个电极之间施加0.5-0.8V的固定极化电压时，水样中的溶解氧通过膜扩散并在阴极上被还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流。 电极反应如下：
阴极：O2+2H2O+4e=4OH-
阳极：4Ag+4Cl-=4AgCl+4e
由此产生的还原电流 i 也可以表示为：
式中：K——比例常数；
n——电极反应中获得和失去的电子数；
F——法拉第常数；
A——阴极面积；
pm——薄膜的渗透系数；
L——薄膜的厚度；
c0——溶解氧的分压或浓度。
可见，在实验条件一定的情况下，上式中除c0外的其他项均为常数值，因此只要测量还原电流即可计算出水样中溶解氧的浓度。 各种溶解氧分析仪都是根据这个原理工作的。 测量时，先用厌氧水样标定零点，然后用化学法标定仪器刻度值，最后测量水样直接显示溶解氧浓度。 仪器配有自动或手动温度补偿装置，补偿温度变化引起的测量误差。
溶解氧电极法不受水样色度、浊度及化学滴定法中干扰物质的影响； 快速简便，适用于现场测定； 易于实现自动连续测量。 但当水样中含有藻类、硫化物、碳酸盐、油类等物质时溶解氧标准液，膜会发生堵塞或破损，应及时更换膜。
