溶解氧是指溶解在水或液相中分子态氧，通常记作DO，用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标，也是水生生物生存不可缺少的条件。溶解氧的测定对于污水处理、医疗诊断、水源检测与研究具有重要的意义。


溶解氧的测定方法很多，以化学法与仪器法为主。化学法主要包括滴定法以及目视比色法，而仪器法则包括光学分析法、色谱分析法和电化学分析法等。仪器法就是利用各种仪器测定溶解氧在化学反应过程中或其生成物的各种物理信号，然后将这些信号转变成电信号，或者直接测定溶解氧在电极反应中的电信号，电信号再经放大处理或数模转换，最后将结果输出到仪器表头，从而可以直接测出溶解氧的含量。


仪器法中特别要强调的是传感器法已日益成熟并得到广泛应用，它分为光学与电化学两类。其中，覆膜电极法就是通过具有选择性的透氧膜使水中的溶解氧在电极上直接产生与氧浓度成正比的电信号（电流或者电位），再将这一电信号经放大、转换及温度补偿后输出到仪器读数表中。


1化学碘量法及其修正法


化学法测定水中的溶解氧主要是Winkler碘量法，也是测定溶解氧的国家标准方法。Winkler法是在一定量的水样中加入适量的氯化锰和碱性碘化钾试剂后，生成的氢氧化锰被水中溶解氧氧化成褐色沉淀，主要是MnO(OH)2，加硫酸酸化后，沉淀溶解。在碘化物存在下，被氧化的锰又被还原为二价，同时析出与溶解氧原子等摩尔数的碘分子。用硫代硫酸钠滴定析出的碘，以淀粉指示终点。


水样有色或含有氧化性还原性的物质﹑藻类﹑悬浮物等干扰测定，氧化性的物质可使碘化物游离出碘产生正干扰，还原性物质可把碘还原成碘化物产生干扰，因此大部分受污染的地表水和工业废水都要采用修正的碘量法。水样中亚硝酸盐氮的含量高于0.05 mg/L，二价铁低于1 mg/L时，采用叠氮化钠修正法，此法适用于多数污水及生化处理出水；水样中二价铁高于1mg∕L，采用高锰酸钾修正法；水样有色或有悬浮物时采用明矾絮凝修正法；含有活性污泥悬浮物的水样，采用硫酸铜-氨基磺酸絮凝修正法。


传统的滴定法不仅操作麻烦，而且也有许多因素会给结果带来误差，不能满足在线连续测定的要求，对于无氧或缺氧的水样无法测出真实数据。


2光学法


2.1分光光度法测定溶解氧


依据碘量法中可以析出与溶解氧相当的碘，利用I3-与罗丹明B在H2SO4-OP介质中反应生成离子缔合物，该物质在波长为360 nm处有最大吸收，提出了水体中溶解氧的光度法测定。该研究以基准物碘酸钾作为溶解氧标准溶液，克服了原有碘量法中用硫代硫酸钠作为溶解氧标准溶液不稳定的缺点。溶解氧测定浓度在0.002 7～0.686 0 mg/L范围内符合比尔定律，表观摩尔吸光系数为4.012×104L·cm-1·mol-1，方法的检出限为0.001 0 mg/L。该法试剂便宜易得，且无污染，同时采用分光光度法测定，操作较为简便、快速、准确度高、精密度好，避免了碘量法和溶解氧测定仪法的不足之处，具有较好的实用价值。


2.2光谱法测定溶解氧


利用玻璃封装的肌红蛋白凝胶在可见光谱中的变化来测定水中的溶解氧。该方法的原理为

metMb为最初的肌红蛋白，在连二亚硫酸盐的作用下还原成deoxyMb，然后deoxyMb吸附溶液中的氧转变成oxyMb。实验中跟氧气反应前后吸光度的变化率与溶解氧的浓度有较好的线性关系。吸光度变化率代表了DO移动的速率与deoxyMb结合DO形成oxyMb的过程，取决于DO在多孔凝胶中的移动速率。该方法的溶解氧检出范围可从2.857 mg/m3到11.42 mg/m3。选用deoxyMb是因为该物质对于DO浓度的光学响应很敏感，光学响应时间短，两分钟内就可以观察到其吸光度的变化。


这种方法相对于膜极谱氧探测器（MPOD）来说，可以不用均匀搅拌被测水样，测量过程中不必暴露于空气或者其他气体中，所测结果准确而且重现性好。但是此法不能像MPOD法连续监测水样中DO值。


2.3光纤氧传感器测定溶解氧


氧是一种非常有效的荧光猝灭剂，水溶液中的溶解氧对荧光也同样具有猝灭作用，荧光物质的荧光强度或寿命与溶解氧质量浓度的关系可用Stern-Volmer动态荧光猝灭方程描述为

式中Fo与F分别为体系在无氧和有氧状态下测得的荧光强度，K称为Stern-Volmer常数，[Q]为溶解氧的浓度。


洪江星等将Ru(bpy)3Cl2在波长为450 nm光照射下所产生的荧光可被氧原子猝灭的荧光体制成氧传感膜藕合于光纤端部，采用高亮度发光二极管为光源与微型光电二极管检测系统，得到低成本、高性能、便携式的光纤氧传感器，该传感器的响应时间小于30 s，检测下限为0.5 mg/L,监测准确度为0.01 mg/L。李伟等利用氧分子对芘丁酸的荧光具有猝灭作用研制出另一种光纤传感器。


该法克服了滴定分析法和Clark溶氧电极法的不足，具有较强的抗干扰能力，较好的重复性和稳定性，可用在各种复杂的环境中在线连续监测溶解氧，具有较高的应用开发价值。