Overview
マーガレット職人とキンバリー ・ フライ - デュポール大学のソース: 研究所
溶存酸素測定は分解種における生物地球化学材料のリサイクルに不可欠なだけでなく、(例えばブルーギルおよび低音)、人間の消費のために好ましい魚種を含む河川の生態系のすべての酸素呼吸生命にとって重要である表面の水に溶解した酸素のガスの量を計算 (を行う)。
海、川、湖での溶存酸素は、生物やそこに住む生き物にとって重要です。溶存酸素量を下回る水域の正常なレベルと、水質を傷つけ、生き物死ぬことを始めます。富栄養化と呼ばれるプロセスで水の体が低酸素になることが、生物は、本質的に「死んだ地帯」になることをサポートすることができなくなります
富栄養化は、余分な栄養素が藻類藻類ブルームの急速に成長する人口を引き起こす場合に発生します。藻類ブルームが水の酸素の 2 つの重要な入力を遮断する水の表面で密なマットを形作る: ガス雰囲気とマット下に光の不足のため水に光合成から交換。溶存酸素としてレベルを下回る表面、酸素呼吸生物ダイオフ大量、有機物の増加を作成します。さらに残りの溶存酸素を使い果たしてしまい底生のゾーンで酸素呼吸分解人口の増加レベルの代謝分解活性の間に余分な有機物原因。酸素レベルになるとこの低、携帯酸素呼吸種 (魚類など) は水に好気性の生命を残さず、デッド ゾーンを作成先に移動します。
ウィンクラー-アジ化滴定法では、滴定を使用して未知の試料中の濃度を決定するします。具体的には、チオ硫酸ナトリウムは、化学量論的サンプルにおける溶存酸素の量に関連することができるヨウ素を滴定する使用されます。
Principles
ウィンクラー-アジ化メソッドを使用して、表面水を収集、サイト上で行うを測定します。硫酸マンガン (ii) と水酸化カリウムは、サンプルに追加され、サンプルにおける溶存酸素マンガンを酸化して茶色の沈殿物を形作る。アジは、排水のサンプルで発見されて、ウィンクラー酸化プロシージャを妨げることができる亜硝酸塩の存在を補正するためのアジ化物ヨウ化アルカリ購入した試薬の形で追加されます。
MnSO4 + 2 コMn(OH)2 + K2その4
4 Mn(OH)2 O2 + 2 H2O 4 Mn(OH)3
硫酸はソリューションを酸性化する添加し、沈殿物を溶解します。これらの条件下で溶液中アジ化物ヨウ化アルカリ試薬からヨウ化物はヨウ素に変換されます。
2 Mn(OH)3 + 3 H24 Mn2(その4)3 + 6 H2O
Mn2(その4)3 + 2 KI 2 MnSO4 +24 K 2 +2
チオ硫酸添加デンプン インジケーターの存在下でヨウ素を滴定する使用されます。
4 Na2S2O3 + 22 2 Na2S4O6 + 4 ナイ
S2O32- 4 モルO2の 1 モル
この滴定の終点、青色の溶液はクリアになります。サンプルでは溶存酸素量は、エンドポイントに到達するために必要なチオ硫酸の量に直接比例で定量化されます。
ML S2O3 x mg/L o: X
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Procedure
1. サンプル溶存酸素測定
- 水コレクションのサイトでサンプル水満ちているクリア 300 mL BOD ボトルにマンガン硫酸を 2 mL 加える校正ピペットを使用します。サンプル表面の下でピペット チップを挿入し、慎重にマンガン硫酸を塗布サンプルに酸素を導入することに注意してください。これはサンプルが「固定」し、溶存酸素濃度変更を防ぐことができますまで泡の作成を避けます。
- 同じ手法を使用して、2 mL アジ化物ヨウ化アルカリ試薬を追加します。
- すぐにボトルに閉じ込められている空気の泡がないので若干かつ迅速を押す場所でストッパー ボトルを傾け、ストッパーを挿入します。
- 慎重に数回 (空気泡を作成) せず反転をミックスします。Floccule (フロック) が曇った出現 (図 1) 材料の沈殿凝集から形成されます。
- ソリューションのフロックが定着しているまで待機します。もう一度、数回ボトルを反転し、フロックが定着しているまで待ちます。サンプルは溶存酸素量の変化を防ぐために固定は今、ラボに戻って運ばし、涼しく、暗い条件で必要な場合、8 時間まで保存できます。
- 保存すると、サンプルを使って密封、ストッパー周り吹き出される脱イオン水の量が少ないとストッパーはアルミホイルでラップする必要があります、ゴムバンドで固定。
- サンプルに濃硫酸 2 mL をピペット ピペット チップ サンプル表面上だけを保持することによって。フロック (図 2) を溶解する数回を慎重に反転します。
- ガラスのフラスコ、ピペット校正を使用して、200 mL のサンプル水 0.025 N チオ硫酸ナトリウムを標準化は、旋回と淡い麦わら色形 (図 3) まで連続的に混合滴定しなさい。
- スポイトでデンプン インジケーター溶液 2 mL を加えて混合旋回します。一度インジケーターが追加されます澱粉、ソリューションが青色に変わります (図 4)。
- 一滴散るエンドポイントが無色、ブルーまで、一度に 1 つのドロップを追加する滴定を続けます。慎重に各滴定滴を追加し、次を追加する前に各ドロップを均等にミックスすることを必ず。紙の白い部分に対してサンプルを保持、エンドポイントのビジュアライゼーションを向上させることができます。
- DO 濃度は使用する試薬の量 (mL) と同等です。チオ硫酸ナトリウム水サンプルの等しい 1 mg/L の溶存酸素に追加の各ミリリットル。
図 1。アジ化物ヨウ化アルカリ試薬を追加し、混合、セトリングする前に、サンプルの上部に示すフロック形成後のサンプルです。
図 2。硫酸添加後溶存フロックのサンプルです。
図 3。淡い麦わら色を表示するチオ硫酸ナトリウムの添加後のサンプルです。
図 4。澱粉のインジケーターが追加され、混合後青い色を示すサンプルです。
溶存酸素は好気性の生活をサポートする川や湖の生態系にとって重要です。ウィンクラー-アジ化滴定法は、表面の水試料中の溶存酸素量の定量化をことができます。
水中の溶存酸素のガスはそれに住んでいる生物の生存に必要です分解者は、生態系、または人間の消費のために好ましい魚種の生物材料のリサイクルに不可欠です。酸素レベルを下回る水システムで、水質は害を与え、生物死ぬことを始めます。
ウィンクラー-アジ化滴定法は、サンプル中の溶存酸素の濃度を決定するための標準的なテストです。チオ硫酸ナトリウムは、サンプルの溶存酸素の量に関連する stochiometrically であるヨウ素を滴定する使用されます。
このビデオは溶存酸素の定量、アジ化ウインカー滴定を実行するプロセスの背後にある原理を説明し、測定する溶存酸素の解釈。
富栄養化は生態系に余分な栄養素の紹介です。これは、藻類の花として知られている高密度マットに急速に成長する藻類集団発生します。これらのマットは、表面でのガス交換をブロックすることにより低酸素症、または低酸素のレベルにつながるし、日光を遮断することによって光合成を防止できます。酸素呼吸生物依存分解酸素の増加の順番原因有機物の増加を引き起こして、酸素資源を枯渇させる、死ぬことを始める更。最後に、モバイルの酸素依存性生物は、好気性の生命がないとデッド ゾーンを残して離れて、移動します。
水の溶存酸素のレベルをテストするため測定溶存酸素で直接フィールド、またはサンプル固定できさらに分析検査室に撮影するアジ ・ ウィンクラー法を使用できます。
マンガン硫酸と水酸化カリウムはマンガンの水酸化物を形成、サンプルに追加されます。これは茶色の沈殿物を形成、溶存酸素が減少します。アジ化物ヨウ化アルカリ試薬が酸化プロシージャを妨げることができます排水サンプルで発見した硝酸塩の存在を修正する追加されます。
追加された硫酸ソリューションを酸性化、沈殿物を溶解します。この新しい化合物は酸化アルカリ ヨード アジド試薬からヨウ素をヨウ化です。
次に、澱粉インジケーターを追加し、それがヨウ素の存在下で青色に変わります。ヨウ素をヨウ化に引き返して、チオ硫酸、ヨウ素を滴定する使用されます。滴定が完了すると、青色の溶液は無色になります。サンプルにおける溶存酸素の量は無色青からソリューションを有効にするために必要なチオ硫酸の量に比例します。
我々 の背後にある原則に精通している水試料中の酸素を溶解し測定、方法研究室の分野で実施していますを見てみましょう。
コレクション サイトでテストが開始されます。まず、クリア 300 mL BOD のボトルのサンプル水を収集します。次に、測定し、水源からの水の温度を記録します。慎重に水表面の下でピペット チップを挿入することによってサンプル 2 mL マンガン硫酸を追加し、泡の作成を避けるためにゆっくりと注入します。
同じテクニックを使用して、2 mL アルカリ ヨード アジド試薬を追加し、すぐにボトルに空気が閉じ込められてないので、ボトルを少し傾斜ストッパーを挿入します。
慎重に何度か混ぜ、空気泡を作成しないように世話を反転します。沈殿物は、曇った出現の原因となります。ソリューション解決の沈殿物と再度解決させる前に瓶を数回反転によって徹底的に混ぜます。サンプルは、脱イオン水、ストッパー周り噴出し、アルミ箔に包まれて、ゴムバンドで固定の少量を使用して密封する必要があります。サンプルは修正されましたし、研究室に戻って運ばすることができます。
サンプルが修正されると、さらなる分析のための研究室に運ばれます。まず、試料表面上だけピペット チップを押し、サンプルに濃硫酸 2 mL を追加します。沈殿を溶解する数回を反転します。ガラスのフラスコと校正のピペットを使用するには、0.025 N チオ硫酸ナトリウムを標準化は、旋回と淡い麦わら色フォームまで継続的に混合前処理サンプル水の 200 mL を滴定しなさい。
ソリューションは麦わら色、追加 2、デンプン指示薬とミックスする渦巻きの 1 mL の滴。ソリューションが青くなります。同時にチオ硫酸ナトリウムの 1 つのドロップを追加して、青が散る、ソリューションが無色になるまでゆっくりと攪拌棒を使用して混合滴定を続けます。ビジュアライゼーションを向上させるために、紙の白い部分に対してサンプルを保持します。追加チオ硫酸の量を記録します。
溶存酸素の濃度はチオ硫酸ナトリウムのサンプルに追加のボリュームに比例します。追加各ミリリットルは 1 mg/L、または百万、溶存酸素量あたりの部分に相当します。
水に溶けることができる酸素の最大量は、水の温度によって異なります。Mg/L、溶存酸素の測定は、パーセントの飽和水の温度と変換グラフを使用してに変換されます。91 に 110% の溶存酸素の飽和である優れた;71 と 90% の間が良い, 51-70% が公正であり、50% 以下は貧しい。
6 mg/L の溶存酸素のレベルは、ほとんどの水生種をサポートするのに十分です。4 mg/L 以下のレベルは、生物多様性を受けますので水生動物の大部分にストレス。水を含む未満 2 mg/L の溶存酸素は、好気性水生生物をサポートしていません。
水源における溶存酸素の量を定量化する能力には、代替メソッド、および関連する多くの実用的なアプリケーションがあります。これらのいくつかはここで検討されています。
溶存酸素と温度には溶存酸素と温度プローブとハンドヘルド LabQuest モニターを使用しても測定できます。溶存酸素のチャンネル 1 にプローブを接続します。単位は mg/l. 埋没プローブ、水試料にローカライズされた領域の酸素の消費を避けるためにサンプルをゆっくりプローブを循環でなければなりません。場合、レコード値を安定させるために測定値が表示されます。
ほとんどの魚に繁栄し、再現、生息地における溶存酸素の良い適度なレベルが必要です。養殖、人工に占める可能性がありますまたは自然の湖やストリーム、テストできるという溶存酸素レベル農業経営者良い初期セットアップ サイトを選択するか、彼らのプールまたはストリームの健康を追跡する助けることができます。
溶存酸素をモニタリングも生息地管理および保全に役立ちますできます。湖または川の地域では、保護または危険にさらされた植物相または動物相についても含まれている場合、溶存酸素濃度のモニタリング、生態系の健全性の指標を与えることができます。レベルを急速に変更する場合、これは保護種のための危険を示すことができるし、管理の介入戦略を実装する必要があることを示す可能性があります。
アメリカ合衆国環境保護庁 EPA では、生態系の溶存酸素のレベルを修正するための措置の数を示唆しています。肥料、適切な排水処理、ボートからの汚水を放電されていない、隣接する河川、ストリーム、および湿地を保存する正しいと最小限の使用が含まれます。電気や自動車の使用を最小限に抑えより効率的なボートのエンジンを選択することで窒素酸化物を減らすことも、水資源の適切な溶存酸素濃度を維持するために役立ちます。
ゼウスの表層水中の溶存酸素量測定入門を見てきただけ。今、溶存酸素測定、あなた自身の水中の溶存酸素量を定量化する方法、あなたの調査結果と環境の意義を解釈する方法の背後にある原理を理解する必要があります。見てくれてありがとう!
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Results
6 mg/L の溶存酸素のレベルは、ほとんど水生生物に対して十分です。4 mg/L 以下の溶存酸素レベルがほとんどの水生動物にストレスです。溶存酸素濃度 2 mg/L 以下では、好気性水生生物 (図 5) はサポートされません。
水に溶けることができる酸素の最大量は、(表 1) の温度によって異なります。
Mg/L で行う測定は水の温度と変換表 (図 6) を使用して % 飽和に変換されます。
溶存酸素濃度 (% 飽和)
優れた: 91-110
良い: 71-90
フェア: 51-70
貧しい人々: < 50
図 5。行う測定は % 飽和水の温度を使用してに変換されます。上の水平軸と下の水平軸の測定は水の温度。定規を使用して 2 つの値の間の線を描画し、行が % の飽和のため中間斜軸を満たしているを記録します。
図 6。6 mg/L の溶存酸素のレベルでほとんどの水生種の十分です。4 mg/L 以下の溶存酸素レベルがほとんどの水生動物にストレスです。溶存酸素濃度 2 mg/L 以下の魚をサポートしないことと 1 mg/L 以下がほとんどの種をサポートしていません。
Temp。(° C) | (Mg/L) を行う | Temp。(° C) | (Mg/L) を行う | Temp。(° C) | (Mg/L) を行う | Temp。(° C) | (Mg/L) を行う |
0 | 14.60 | 11 | 11.01 | 22 | 8.72 | 33 | 7.16 |
1 | 14.19 | 12 | 10.76 | 23 | 8.56 | 34 | 7.16 |
2 | 138.1 | 13 | 10.52 | 24 | 8.40 | 35 | 6.93 |
3 | 13.44 | 14 | 10.29 | 25 | 8.24 | 36 | 6.82 |
4 | 13.09 | 15 | 10.07 | 26 | 8.09 | 37 | 6.71 |
5 | 12.75 | 16 | 9.85 | 27 | 7.95 | 38 | 6.61 |
6 | 12.43 | 17 | 9.65 | 28 | 7.81 | 39 | 6.51 |
7 | 12.12 | 18 | 9.45 | 29 | 7.67 | 40 | 6.41 |
8 | 11.83 | 19 | 9.26 | 30 | 7.54 | 41 | 6.41 |
9 | 11.55 | 20 | 9.07 | 31 | 7.41 | 42 | 6.22 |
10 | 11.27 | 21 | 8.90 | 32 | 7.28 | 43 | 6.13 |
表 1。温度によって水に溶解できる酸素の最大量。
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Applications and Summary
ゆったり流れる川は低酸素に特に傷つきやすい、極端な場合、これらはレベルが低酸素環境は、「デッドゾーン」好気性の生命は水 (図 7) 体によってサポートされていませんを作成するのにつながることができます。一度植物や動物の死ぬオフに発生する土砂の蓄積植物が水の上を植民地化することができます、河床を上げることもと川のすべて一緒に (図 8) の損失につながる可能性があります。海面高度では、大気圧高度の増加と共に減少し、以下の酸素ガスは、水で中断にも DO レベルは低くより脆弱です。
低レベル生命魅力のないと見なされますをサポートまたは蛭や水生のワームを含む人間の使用のために不適当 (貧毛)。
図 7。不感帯領域を示すルイジアナ棚間で溶存酸素濃度のマップ。
図 8。 北の端で重度の富栄養化を示すカスピ海の写真。
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