在标准状况下，氧气的密度是1.429 g/L，比空气的密度（1.293 g/L）略大。它不易溶于水，在室温下，1 L水中只能溶解于约30 mL氧气。在压强为101 kPa时，氧气在-183^oC时变为蓝色液体，在-218^oC时会变成淡蓝色雪花状的固体。

2.2 化学性质

氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下可以跟多种物质发生化学反应，同时放出热量；氧气具有氧化性，在化学反应中提供氧。

3 DO产生途径

1、水中绿色植物如水草、水藻的光合作用所释放的氧气

2、大气中氧的渗压（如:刮风，开动增氧机、水的流动）

4 DO的饱和度

DO的饱和度是指当水体与大气中氧交换处于平衡时,水中DO的浓度。在标准大气压下，它只随水温而变化。

DO饱和度%=DO的实测含量÷实测条件下DO的饱和含量×100%。

饱和度对于判断水体——空气之间进行氧气交换的方向，甚为方便。当饱和度小于100%、溶氧未达饱和时，水可以从空气溶解吸收O₂；反之，当溶氧饱和度大于100%、过饱和时，就有O₂从水中溢出，进入空气。

5 影响DO的主要因素

5.1 大气压、氧分压和盐度

一般情况下空气中的含氧量变动不大，但在大气压较高和氧分压较高的情况下，有利于提高水中的DO，甚至可使DO达到饱和状态。饱和DO也随水中的盐度而变化，盐度增高，DO含量值减小。

5.2 水的温度

在大气压和氧分压相对稳定的情况下，水的温度是影响DO的主要因素，水温愈低，水中DO的含量愈高。

5.3 水层的深浅

深浅水层的DO含量也是不一样的，水面以下10～20 cm的水层DO要比水面和20 cm以下水层的DO高。

5.4 水中的生物

（1）增氧的：绿色水生植物如水草、水藻，其光合作用释出氧，有助于增加水中DO。

（2）耗氧的：水中微生物大多耗氧。由水中微生物消耗的DO称为“生物耗氧量”（BOD），以每升水里氧气的毫克数表示（mg/L）。通常测定的是5日生物耗氧量，记作BOD₅。

一般情况下河流的DO变化是有规律的。白天气温升高时微生物繁殖活跃，耗氧量增加，水中DO降低。晚上气温下降，微生物繁殖降低，耗氧减少，水中DO升高。

5.5 水中有机污染物

来自社会工业、化工、农业、养殖、人类生活废弃物的排放，是水污染的主要污染源。

水体中能被氧化的物质在规定条件下进行化学氧化过程中所消耗氧化剂的量称为“化学耗氧量”，以通常记为COD，每升水样消耗氧的毫克数表示（mg/L）。

这些有机化合物在降解时要消耗水里的DO。如果有机物以碳来计算，根据C+O₂=CO₂可知，每12 g碳要消耗32 g氧气。

当水中的DO值降到5 mg/L时，一些鱼类的呼吸就发生困难。

当水体受到有机物污染，耗氧严重，DO得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。

6 检测方法

目前在使用的三大检测方法：

目前我国的检测方法标准有：《水质溶解氧的测定碘量法》（GB7489-1987）、《水质溶解氧的测定电化学探头法》（HJ506-2009）和美国ASTM 标准（D888-05），前两种是中国国家和行业标准方法，后一种是美国环保署认可标准方法。

1.碘量法：

碘量法测定是目前水中DO测定的主要方法之一。

在水中加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液，生成氢氧化锰沉淀。由于氢氧化锰性质极不稳定，迅速与水中DO反应生成硫酸锰。15 min后加入浓硫酸使棕色沉淀与溶液中所加入的碘化钾发生反应，而析出碘，DO越多，析出的碘也越多，溶液的颜色也就越深。用移液管取一定量的反应完毕的水样，以淀粉做指示剂，用标准溶液滴定，计算出水样中DO的含量。

2. 电极极谱法：

相比于碘量法测定，电极极谱法测定更加先进。

两极间加恒定电压，电子由阴极流向阳极，产生扩散电流；一定温度下，扩散电流与DO浓度成正比；建立电流与DO浓度的定量关系；仪器将电流计读数自动转换为DO浓度，并在屏幕上显示DO值。

3.荧光法LDO：

荧光法测定的主要机理是利用荧光物质的猝灭作用，降低荧光物质中的荧光强度和缩短荧光维持的寿命，从而获知水中DO的含量。

水中DO的含量越多，荧光的寿命也就越短。将调制好的蓝光，照射到荧光物质上，可发出相应的红光。水中DO可带走荧光能量，因此，红光持续的时间和强度和DO的浓度成反比，通过测量红光和参比光之间的相位差，就能获知水中的DO的含量。

4. DO仪法：溶氧仪由DO传感器和显示仪表两个部分组成。DO分析仪传感部分是由金电极（阴极）和银电极（阳极）及氯化钾或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进人电解液与金电极和银电极构成测量回路。

7 标准与浓度范围

“DO”是鉴定水质优劣程度的一个十分重要的指标，它的意义是表示水体的活性程度。在国家全部八个水质标准里，只有《GB3838-2002地表水环境质量标准》有DO指标要求，按水质Ⅰ～Ⅴ类，DO指标要求从高到低（表2）。

表2 《GB3838地表水环境质量标准》DO标准值mg/L

地表水分类

Ⅰ类

（自然保护区源头水）

Ⅱ类

Ⅲ类

Ⅳ类

Ⅴ类

6~9

DO ≥

7.5

8 DO测定的意义

水中DO的量是水质重要指标之一，其意义有以下几方面：

1、水质优劣指标国家标准《GB3838-2002地表水环境质量标准》将地表水按水质优劣分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五类。其中DO是分类的重要指标，地表Ⅰ类水DO必须≥7.5 mg/L。

我们在研究中注意到，pH 7.1～8.5、DO≥7.5 mg/L的地表水Ⅰ类水（自然保护区源头水）或天然优质饮用水，其水分子团结构往往是小分子团水，因此DO≥7.5 mg/L可以作为天然优质饮用水或者健康饮用水的必要指标。

2、水体自净能力指标 DO值是研究水自净能力的一种依据。水里的DO被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重，自净能力弱，甚至失去自净能力。

3、污染严重程度指标生物耗氧量和化学耗氧量是检测水体污染状况的主要指标之一。

若以CH₂O代表有机物，则有机物氧化分解反应式为：

CH₂O+O₂→CO₂+H₂O

生物耗氧量（BOD）小于1 mg/L表示水体清洁；大于3 mg/L表示受到有机物的污染。

如果水中有机物含量较多，其耗氧速度超过氧的补给速度，则水中DO量将不断减少，当水体受到有机物的污染时，水中DO量甚至可接近于零，这时有机物在缺氧条件下分解就出现腐败发酵现象，使水质严重恶化。

当DO消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时，DO的含量可趋近于0，此时厌氧菌得以繁殖，使水体恶化。

所以，DO的高低能够反映出水体受到的污染，特别是有机物污染的程度，它是水体污染程度的重要指标，也是衡量水质的综合指标。

因此，水体DO含量的测量，对于环境监测以及水产养殖业的发展都具有重要意义。

9 DO异常分析及调控方法

DO异常表现为DO过饱和和过低两种现象。

9.1 DO过饱和

DO过饱和是指水中DO的浓度超过了该水体在特定温度和压力下的饱和DO浓度。

1. 如果是冬季，水温低将会是一大影响因素；

2. 藻类水草或其他水生植物在表层大量繁殖进行光合作用产生氧气，造成富氧状态；

3. 气压与盐度的异常也会造成DO过饱和现象；

4. 其他原因。

为了避免DO过饱和现象的发生，我们需要采取一系列措施：

1. 要控制水体中的氧气供应，避免氧气过剩。

2. 要控制水体中的有机物质负荷，避免有机物质分解过快。

3. 通过增加水体的深度和流动速度等方式来增加水体的DO浓度，从而避免DO过饱和现象的发生。

9.2 DO过低

对于人类来说,健康的饮用水中DO含量不得小于6 mg/L，对于水中鱼类而言，DO需大于4 mg/L才能保证其正常的生命活动。

1. 氧气在水中溶解度随温度升高而降低，温度升高造成水中氧的溶解量降低；鱼类和其它生物在高温时因摄食运动量加大耗氧多也是一个重要原因；

2. 夏季天气闷热，气压低，氧分压也低，造成DO有所降低，如果径流补给少于蒸发量，造成水体盐度升高，也会造成DO的降低；

3. 水体生态环境本身原因，深度、温度、时间、光照条件、水生生物的呼吸作用，水体的耗氧与复氧作用，氧垂曲线的变化等；

4. 养殖密度过大，鱼类和水中生物活动呼吸作用加大，耗氧量当然也加大。

5. 大量的有机物的分解作用，造成细菌活动大，消耗了水中大量的氧气，因此容易造成缺氧。

6. 无机物的氧化作用造成缺氧，养殖池塘水中和池塘淤泥存在的硫化氢、亚硝酸盐等会发生氧化作用，导致消耗大量DO。

7. 池塘淤泥过深过肥：据测验，水中DO主要消耗因素不是鱼类和水生生物，而是水中与底泥中的有机物质氧化作用的消耗，一般鱼类消耗12%-15%，而淤泥耗氧量占到40%以上；

8. 其他原因。

为了避免DO过低现象的发生，我们需要采取一系列措施：

1. 经常注入新水，并使用增氧机增氧，防止缺氧，尤其是半夜池塘耗氧量大，水中DO不足时。

2. 缺氧浮头时泼洒增氧剂(富氧、颗粒氧)，是水体缺氧的应急措施。

3. 经常泼洒微生物水质改良剂(如增氧底保净、光合细菌等)。

4. 控制池塘里浮游动植物的数量。使用鑫铜、克藻灵抑制浮游植物的繁殖，使用混杀威、水蛛威等杀灭浮。

5. 防控重点：雨水天气，必须严格控制喂料甚至停料，减少对水质和底质的污染。残饵和粪便会加大水体的耗氧量，如雨水天气过度投喂，很容易引起缺氧浮头。