Alai

Liuenneen hapen mittausmenetelmät

Liuenneen hapen pitoisuuksien mittaamiseen on käytettävissä kolme menetelmää. Nykyaikaisiin tekniikoihin liittyy joko sähkökemiallinen tai optinen anturi. Liuenneen hapen anturi liitetään mittariin pistemäistä näytteenottoa ja laboratoriosovelluksia varten tai tiedonkeruulaitteeseen, prosessimonitoriin tai -lähettimeen käyttöönotettuja mittauksia ja prosessinohjausta varten.

Kolorimetrinen menetelmä tarjoaa peruslähestymistavan liuenneen hapen pitoisuuksista näytteessä. On olemassa kaksi menetelmää, jotka on suunniteltu korkeille ja matalille liuenneen hapen pitoisuuksille. Nämä menetelmät ovat nopeita ja edullisia perushankkeissa, mutta ne ovat rajallisia ja alttiita virheille, jotka johtuvat muista vedessä mahdollisesti olevista redoxiaineista.

Perinteinen menetelmä on Winklerin titraus. Vaikka tätä menetelmää pidettiin monien vuosien ajan tarkimpana ja täsmällisimpänä, se on myös altis inhimillisille virheille ja vaikeampi toteuttaa kuin muut menetelmät, erityisesti kentällä 27. Winkler-menetelmästä on nykyään olemassa seitsemän muunneltua versiota, joita käytetään yhä nykyäänkin 27.

Liuenneen hapen mittaaminen anturimenetelmällä

Perinteisin liuenneen hapen mittausmenetelmä on liuenneen hapen mittari ja anturi. Liuenneen hapen antureiden yleiset luokat ovat optiset ja sähkökemialliset, mutta sähkökemialliset anturit voidaan jakaa edelleen polarografisiin, pulssipolarografisiin ja galvaanisiin antureihin. Vakiomuotoisen analogisen ulostulon lisäksi useat näistä liuenneen hapen anturitekniikoista ovat saatavilla älykkäinä anturialustoina, joissa on digitaalinen ulostulo.

Liuenneen hapen anturia voidaan käyttää laboratoriossa tai kentällä. DO-anturit voidaan suunnitella biokemiallisen hapenkulutuksen (BOD) testejä, pistokoenäytteenottoa tai pitkän aikavälin seurantasovelluksia varten. DO-anturilla otettujen mittaustietojen tallentamiseen voidaan käyttää liuenneen hapen mittaria, vedenlaatusondia tai tiedonkeruujärjestelmää.

Koska lämpötila, paine ja suolapitoisuus vaikuttavat liuenneen hapen pitoisuuksiin, nämä parametrit on otettava huomioon 7. Nämä kompensoinnit voidaan tehdä manuaalisesti tai automaattisesti liuenneen hapen mittarilla tai tiedonkeruuohjelmistolla. Lämpötila mitataan yleensä anturissa olevan termistorin avulla, ja mittari tai dataloggeri rekisteröi sen ilman kehotusta. Monissa happiosapainemittareissa on sisäinen barometri, ja tiedonkeruujärjestelmiin voidaan liittää ulkoinen barometri tai vedenpinnan korkeusanturi paineen mittausta varten. Barometrinen paine voidaan syöttää myös manuaalisesti korkeutena, todellisena barometrisena paineena tai korjattuna barometrisena paineena. Suolapitoisuus voidaan mitata johtokyky/suolapitoisuusanturilla ja kompensoida automaattisesti tai likimääräisesti ja syöttää manuaalisesti muodossa 7:

Kalibrointi- ja toimintamenetelmät voivat vaihdella mallien ja valmistajien välillä. Mittaus- ja kalibrointimenettelyjen aikana on viitattava käyttöoppaaseen.

Optiset liuenneen hapen anturit

Optiset liuenneen hapen anturit mittaavat hapen ja tiettyjen luminesenssiväriaineiden vuorovaikutusta. Kun nämä väriaineet altistuvat siniselle valolle, ne kiihottuvat (elektronit saavat energiaa) ja säteilevät valoa, kun elektronit palaavat normaaliin energiatilaansa 12. Kun liuennutta happea on läsnä, palautuvat aallonpituudet rajoittuvat tai muuttuvat, koska happimolekyylit ovat vuorovaikutuksessa väriaineen kanssa. Mitattu vaikutus on kääntäen verrannollinen hapen osapaineeseen 5. Vaikka joitakin näistä optisista DO-antureista kutsutaan fluoresenssiantureiksi 10, tämä termi on teknisesti virheellinen. Nämä anturit säteilevät sinistä valoa, eivät ultraviolettivaloa, ja ne tunnetaan oikeammin optisina tai luminesoivina DO-antureina 11. Optiset liuenneen hapen anturit voivat mitata joko luminesenssin voimakkuutta tai elinikää, koska happi vaikuttaa molempiin 23.

Optinen DO-anturi koostuu puoliläpäisevästä kalvosta, anturielementistä, valoa säteilevästä diodista (LED) ja valodetektorista 3. Anturielementti sisältää luminesoivaa väriainetta, joka on immobilisoitu sol-geeli-, kserogeeli- tai muuhun matriisiin 23. Väriaine reagoi, kun se altistuu LEDin 3 lähettämälle siniselle valolle. Jotkin anturit säteilevät myös punaista valoa referenssinä tarkkuuden varmistamiseksi 5. Tämä punainen valo ei aiheuta luminesenssiä, vaan yksinkertaisesti heijastuu takaisin väriaineesta 7. Väriaineen voimakkuus ja luminesenssin kesto siniselle valolle altistettaessa riippuu vesinäytteessä 23 olevan liuenneen hapen määrästä. Kun happi läpäisee kalvon, se on vuorovaikutuksessa väriaineen kanssa, mikä rajoittaa luminesenssin 3 voimakkuutta ja kestoaikaa. Palautuvan luminesenssin intensiteettiä tai elinikää mitataan fotodetektorilla, ja sitä voidaan käyttää liuenneen hapen pitoisuuden laskemiseen.

Liuenneen hapen pitoisuus (mitattuna sen osapaineella) on kääntäen verrannollinen luminesenssin elinikään, kuten Stern-Volmerin yhtälöstä5 käy ilmi:

Io /I = 1 + kq * t0 * O2
Io= Väriaineen luminesenssin voimakkuus tai elinikä ilman happea
I = Luminesenssin voimakkuus tai elinikä hapen läsnä ollessa
kq = vaimennin. nopeuskerroin
t0 = Väriaineen luminesenssin elinikä
O2 = hapen pitoisuus osapaineena
Tämä yhtälö pätee tarkasti alhaisilla liuenneen hapen pitoisuuksilla 7. Suurilla pitoisuuksilla tämä mittaus on epälineaarinen 23. Tämä epälineaarisuus johtuu tavasta, jolla happi vuorovaikuttaa väriaineen polymeerimatriisissa 25. Polymeereissä liuenneet kaasut poikkeavat negatiivisesti Henryn laista (joka määrittää osapaineen) 25. Tämä tarkoittaa, että suuremmissa pitoisuuksissa hapen liukoisuus väriainematriisiin noudattaa muunnettua Stern-Volmerin yhtälöä24:

Io /I = 1 + AO2 + BO2/(1+bO2 )
Io = Väriaineen luminesenssin intensiteetti tai elinikä ilman happea
I = Luminesenssin intensiteetti tai elinikä hapen läsnä ollessa
A, B, b = Stern-Volmerin ja epälineaarisen liukoisuusmallin sammutusvakiot
O2 = hapen konsentraatio osapaineena
Tämän yhtälön käyttö edellyttää, että syötetään ennalta määritetyt anturivakiot (Io, A, B, b), jotka ovat ominaista kullekin uudelle tai korvattavalle anturikorkille 5. HUOM!

Optiset liuenneen hapen anturit ovat yleensä tarkempia kuin niiden sähkökemialliset vastineet, eikä niihin vaikuta rikkivety tai muut kaasut, jotka voivat läpäistä sähkökemiallisen DO-kalvon 7. Ne pystyvät myös mittaamaan liuenneen hapen tarkasti hyvin alhaisissa pitoisuuksissa 3.

Optiset DO-anturit soveltuvat erinomaisesti pitkäaikaisseurantaohjelmiin niiden vähäisten huoltovaatimusten vuoksi. Ne pystyvät pitämään kalibroinnin useita kuukausia ja niillä on vain vähän (jos ollenkaan) kalibrointidrift 5. Nämä liuenneen hapen anturit eivät myöskään vaadi lämpenemisaikaa tai sekoittamista mittausta tehtäessä 7. Pitkän ajan kuluessa väriaine hajoaa ja anturielementti ja kalvo on vaihdettava, mutta tämä vaihto on hyvin harvinaista verrattuna sähkökemiallisen anturin kalvon vaihtoon. Väriaineen hajoaminen vaikuttaa luminesenssiajan mittaaviin antureihin vähemmän kuin intensiteettiä mittaaviin antureihin, mikä tarkoittaa, että niiden tarkkuus säilyy, vaikka niissä tapahtuisi jonkin verran valohajoamista 24.

Optiset liuenneen hapen anturit vaativat kuitenkin yleensä enemmän tehoa ja lukeman saaminen kestää 2-4 kertaa kauemmin kuin sähkökemiallinen DO-anturi 7, 14. Nämä anturit ovat myös voimakkaasti riippuvaisia lämpötilasta 7. Ympäristön lämpötila vaikuttaa sekä luminesenssin voimakkuuteen että elinikään 23, vaikka useimmissa antureissa on termistori, joka korjaa tiedot automaattisesti 12.

Sähkökemialliset liuenneen hapen anturit

Sähkökemiallisia liuenneen hapen antureita voidaan kutsua myös amperometrisiksi tai Clark-tyyppisiksi antureiksi. Sähkökemiallisia DO-antureita on kahdenlaisia: galvaanisia ja polarografisia. Polarografiset liuenneen hapen anturit voidaan jakaa edelleen tasaiseen tilaan ja nopeasti sykkiviin antureihin. Sekä galvaanisissa että polarografisissa DO-antureissa käytetään kahta polarisoitua elektrodia, anodia ja katodia, elektrolyyttiliuoksessa 7. Elektrodit ja elektrolyyttiliuos on eristetty näytteestä ohuella, puoliläpäisevällä kalvolla.

Mittauksia tehtäessä liuennut happi diffundoituu kalvon läpi nopeudella, joka on verrannollinen veden happipaineeseen 7. Liuennut happi pelkistyy ja kuluu katodilla. Tämä reaktio tuottaa sähkövirran, joka on suoraan verrannollinen happipitoisuuteen 7. Tätä virtaa kuljettavat elektrolyytin ionit ja se kulkee katodilta anodille 19. Koska tämä virta on verrannollinen näytteen 15 hapen osapaineeseen, se voidaan laskea seuraavalla yhtälöllä:

id = (4 * F * Pm(t) * Pm(t) * A * pO2) / d
id = tuotettu sähkövirta
F=Faradayn vakio = 9.64×10^4 C/mol
Pm(t) = kalvon läpäisevyys lämpötilan funktiona
A = katodin pinta-ala
pO2 = hapen osapaine
d = kalvon paksuus
Tyypilliset hapen pelkistymisen tuottamat virrat ovat noin 2 uAmps 16.

Jos mittauksia tehdään laboratoriossa tai seisovassa vedessä, galvaanisia ja polarografisia DO-antureita on sekoitettava liuokseen. Tämä mittausmenetelmä on riippuvainen virtauksesta happimolekyylien kulutuksen vuoksi 7. Kun happi kuluu, anturit voivat tuottaa keinotekoisen alhaisen DO-lukeman tilanteissa, joissa ei ole virtausta 7. Sähkökemiallisia liuenneen hapen antureita on sekoitettava näytteessä, kunnes liuenneen hapen lukemat eivät enää nouse.

Polarografiset liuenneen hapen anturit

Polarografinen DO-anturi on sähkökemiallinen anturi, joka koostuu hopea-anodista ja jalometallien (kuten kullan, platinan tai harvoin hopean) katodista kaliumkloridiliuoksessa (KCl) 8. Kun laite käynnistetään, se tarvitsee 5-60 minuutin lämpenemisajan elektrodien polarisoimiseksi ennen kalibrointia tai mittausta. Elektrodit polarisoidaan vakiojännitteellä (hapen pelkistämiseen tarvitaan 0,4-1,2 V) katodilta anodille 8). Kun elektronit kulkevat virran vastakkaiseen suuntaan, anodista tulee positiivisesti polarisoitunut ja katodista negatiivisesti polarisoitunut 14. Tämä polarisaatio tapahtuu, kun elektronit kulkevat anodilta katodille sisäisen johdinpiirin 19 kautta. Kun happi diffundoituu kalvon läpi, molekyylit pelkistyvät katodilla, mikä lisää sähköistä signaalia 7. Polarisaatiopotentiaali pidetään vakiona, kun anturi havaitsee liuenneen hapen pelkistymisen aiheuttamat muutokset virrassa 7. Mitä enemmän happea kulkee kalvon läpi ja pelkistyy, sitä suurempi on polarografisen DO-anturin lukema sähkövirta.

Tämä on kaksiosainen reaktio – hopea-anodin hapettuminen ja liuenneen hapen pelkistyminen. Nämä reaktiot tapahtuvat seuraavasti:

Ag – hopea-anodi
KCl ja H2O – kaliumkloridiliuos
Au/Pt – kulta- tai platinakatodi *inertti elektrodi – ei osallistu*

Hopea-anodin reaktio ja hapettuminen
4Ag –> 4Ag+ +4e-
4Ag+ 4KCl –> 4AgCl + 4K+

Kullan katodireaktio ja hapen pelkistyminen
*Au/Pt-katodi on inertti ja läpäisee vain elektroneja; se ei osallistu reaktioon* 18
O2 + 4e- + 2H2O –> 4OH-
4OH- + 4K+ –> 4KOH

Kokonaisreaktio
O2 + 2H2O + 4KCl + 4Ag –> 4AgCl + 4KOH
Kulta/platinakatodi jätetään pois reaktioyhtälöstä, koska se ei häiritse eikä osallistu reaktioon 18. Polarografisessa liuenneen hapen anturissa katodin tehtävänä on ottaa vastaan ja välittää elektroneja anodilta happimolekyyleille. Jotta happi saisi elektroneja, hapen pelkistysreaktion on tapahduttava katodin pinnalla 13. Hopea-anodilta katodille sisäisen virtapiirin kautta kulkevat elektronit käytetään happimolekyylien pelkistämiseen hydroksidi-ioneiksi katodin pinnalla, jolloin syntyy virta. Tämä virta on verrannollinen kulutettuun happeen ja siten hapen osapaineeseen näytteessä 15.

Hopea-anodi hapettuu tämän prosessin aikana, kun se luovuttaa elektronejaan pelkistysreaktioon, mutta hapettumista tapahtuu vain mittausten aikana 7. Tämä reaktio on havaittavissa anodin tummumisena (AgCl-pinnoite). Kun hapettunutta pinnoitetta kertyy, anturin suorituskyky heikkenee 7. Tämä on selvää paitsi silmämääräisesti elektrodia tarkasteltaessa myös liuenneen hapen anturia käytettäessä. Lukemat ovat epätavallisen alhaisia, eivät vakiinnu tai anturi ei kalibroidu 7. Kun näin tapahtuu, elektrodit voidaan puhdistaa anturin suorituskyvyn palauttamiseksi 7. Elektrodien huollon pitäisi olla paljon harvinaisempaa kuin kalvojen vaihdon, joka perustuu sovellukseen 7.

Pulssatut polarografiset liuenneen hapen anturit

Pulssattavat polarografiset liuenneen hapen anturit poistavat näytteen sekoittamistarpeen tarkkuuden varmistamiseksi liuennutta happea mitattaessa. Nopeasti sykkivä DO-anturi on samanlainen kuin tasaista tilaa mittaava polarografinen DO-anturi, sillä molemmissa käytetään kultakatodia ja hopea-anodia. Sekä vakio- että pikapulssianturit mittaavat myös liuennutta happea tuottamalla vakiojännitteen elektrodien 7 polarisoimiseksi. Nämä sykkivät polarografiset DO-anturit kytkeytyvät kuitenkin päälle ja pois päältä noin neljän sekunnin välein, jolloin liuennut happi pääsee täydentymään kalvolla ja katodipinnalla 7. Tämä täydentyminen aiheuttaa virtauksesta riippuvuuden, joka on lähes nolla 7. Jotta elektrodien polarisaatio ja polarisaation poisto tapahtuisi johdonmukaisesti näinä lyhyinä ajanjaksoina, sykkivässä polarografisessa DO-anturissa on kolmas hopeinen referenssielektrodi, joka on erillään hopea-anodista 7 . Sähkökemiallinen reaktio (hopean hapettuminen ja hapen pelkistyminen) pysyy samana.

Koska nopeapulssiset polarografiset anturit vähentävät virtausriippuvuutta DO-mittauksia tehtäessä, vesinäytettä ei tarvitse sekoittaa tätä anturia käytettäessä 7.

Galvaaniset liuenneen hapen anturit

Viimeinen sähkökemiallinen liuenneen hapen anturi on galvaaninen. Galvaanisessa liuenneen hapen anturissa elektrodit ovat toisistaan poikkeavia metalleja. Metalleilla on erilaiset elektropotentiaalit, jotka perustuvat niiden aktiivisuussarjaan (kuinka helposti ne luovuttavat tai ottavat vastaan elektroneja) 17 . Kun ne sijoitetaan elektrolyyttiliuokseen, erilaisten metallien välinen potentiaali aiheuttaa niiden itsepolarisaation 16. Tämä itsepolarisaatio tarkoittaa, että galvaaninen DO-anturi ei tarvitse lämpenemisaikaa. Jotta happi pelkistyisi ilman ulkoista sovellettua potentiaalia, anodin ja katodin välisen potentiaalieron on oltava vähintään 0,5 volttia 16.

Galvaanisen liuenneen hapen anturin anodi on yleensä sinkkiä, lyijyä tai muuta aktiivista metallia, kun taas katodi on hopeaa tai muuta jaloa metallia 3. Elektrolyyttiliuos voi olla natriumhydroksidia, natriumkloridia tai muuta inerttiä elektrolyyttiä 8,27. Galvaanisten DO-antureiden sähkökemiallinen reaktio on hyvin samankaltainen kuin polarografisten DO-antureiden reaktio, mutta siinä ei tarvita erillistä vakiopotentiaalia. Erilaiset elektrodit polarisoituvat itse, ja elektronit kulkevat sisäisesti anodilta katodille 7. Katodi pysyy inertissä tilassa ja toimii ainoastaan elektronien välittäjänä, eikä se häiritse reaktiota 20. Näin anodi hapettuu ja happi pelkistyy katodin pinnalla. Nämä reaktiot tapahtuvat seuraavasti:

Zn/Pb – sinkki- tai lyijyanodi
NaCl ja H2O – natriumkloridiliuos
Ag – hopeakatodi *inertti elektrodi, ei reagoi*

Sinkkianodi Reaktio ja hapettuminen
2Zn –> 2Zn2+ + 4e-

Hopeakatodi Reaktio ja hapen pelkistyminen
*Ag-katodi on inertti ja vain siirtää elektronin osallistumatta reaktioon* 18
O2 + 4e- + 2H2O –> 4OH-
4OH- + 2Zn2+ –> 2Zn(OH)2

Kokonaisreaktio
O2 + 2H2O + 2Zn –> 2 Zn(OH)2
Kuten myös polarografisessa liuenneen hapen antureaktiossa, katodi jätetään pois yhtälöstä, koska se on inertti elektrodi 18. Hopeakatodi ottaa vastaan elektroneja anodilta ja välittää ne happimolekyyleille. Tämä tapahtuma tapahtuu katodin pinnalla 8. Hapen pelkistymisen tuottama virta on verrannollinen hapen osapaineeseen vesinäytteessä 15.

Tässä reaktiossa syntyvä sinkkihydroksidi saostuu elektrolyyttiliuokseen. Tämä saostuma näkyy valkoisena kiinteänä aineena anturin 7 kärjessä. Tämä sakka ei peitä anodia eikä kuluta elektrolyyttiä, eikä se siten vaikuta anturin toimintaan ennen kuin sen määrä kasvaa liian suureksi. Jos näin tapahtuu, se voi häiritä ionien kykyä kuljettaa virtaa katodin ja anodin 22 välillä. Kun anturin teho on epätavallisen alhainen tai lukemat eivät vakiinnu, on tarpeen vaihtaa elektrolyyttiliuos 7.

Koska galvaanisen DO-anturin elektrodit ovat itsestään polarisoituvia, sinkin hapettuminen jatkuu myös silloin, kun laite ei ole käytössä 7. Tästä huolimatta galvaaninen liuenneen hapen anturi toimii tehokkaasti, vaikka sinkkianodi kuluu, vaikka se on ehkä vaihdettava useammin kuin polarografinen DO-anturi 7.

Liuenneen hapen mittaaminen kolorimetrisellä menetelmällä

Kolorimetrisellä menetelmällä tehtävästä liuenneen hapen analysoinnista on kaksi variaatiota. Nämä tunnetaan indigokarmiinimenetelmänä ja rodatsiini-D-menetelmänä. Molemmissa muunnelmissa käytetään kolorimetrisiä reagensseja, jotka reagoivat ja muuttavat väriä reagoidessaan vedessä olevan hapen kanssa 6. Nämä vuorovaikutukset perustuvat reagenssin hapettumiseen, ja värimuutoksen laajuus on verrannollinen liuenneen hapen pitoisuuteen 27. Liuenneen hapen mittaaminen kolorimetrisin menetelmin voidaan tehdä spektrofotometrillä, kolorimetrillä tai yksinkertaisella komparaattorilla. Spektrofotometrin tai kolorimetrin käyttö tuottaa tarkempia tuloksia, kun taas vertailu komparaattoriin, kuten väriympyrään tai värilohkoon, on nopeaa ja edullista. Koska ihmissilmä ei kuitenkaan ole objektiivinen, tämä voi aiheuttaa jonkin verran epätarkkuutta. 6.

Indigokarmiini

Indigokarmiinimenetelmällä voidaan mitata liuenneen hapen konsentraatioita, jotka vaihtelevat väliltä 0,2 ja 15 ppm (mg/L). Tämä menetelmä tuottaa sinisen värin, jonka voimakkuus on verrannollinen liuenneen hapen pitoisuuteen 31. Rauta, rauta, nitriitti ja natriumhydrosulfiitti voivat häiritä tätä menetelmää 27. Lisäksi reagenssit on pidettävä poissa kirkkaasta valosta, koska pitkäaikainen altistuminen voi heikentää indigokarmiinipitoisuutta 32. Lämpötila, suolapitoisuus tai liuenneet kaasut eivät kuitenkaan vaikuta tähän menetelmään 28. Matalan alueen testit ovat aikariippuvaisia, ja ne tulisi analysoida 30 sekunnissa, kun taas korkean alueen testit vaativat kahden minuutin käsittelyajan 31.

Rodatsiini D

Rhodatsiini D-menetelmällä määritetään hyvin alhaisia liuenneen hapen pitoisuuksia. Rhodazine D -reagenssit, jotka pystyvät mittaamaan osissa miljardissa (ppb), reagoivat liuenneen hapen kanssa muodostaen syvän ruusunvärisen liuoksen 30. Tähän kolorimetriseen menetelmään eivät vaikuta suolapitoisuus tai vesinäytteessä 28 mahdollisesti olevat liuenneet kaasut, kuten sulfidi. Hapettavat aineet, kuten kloori, rautarauta ja kuparikupari, voivat kuitenkin häiritä ja aiheuttaa korkeampia DO-lukemia 29. Muita virheen aiheuttajia ovat polysulfidit, hydrokinoni/bentsokinoni sekä boori ja vetyperoksidi (jos molempia esiintyy) 29. Lisäksi näytteen väri ja sameus voivat vaikuttaa lukemien tarkkuuteen 29. Tämä menetelmä on aikariippuvainen, sillä analyysi on tehtävä 30 sekunnin kuluessa reagenssin sekoittamisesta 30.

Liuenneen hapen mittaaminen titrimetrisellä menetelmällä

Liuenneen hapen titrimetrinen analyysimenetelmä tunnetaan nimellä Winklerin menetelmä. Menetelmän kehitti unkarilainen kemisti L.W. Winkler vuonna 1888 4. Winklerin menetelmä tunnetaan myös nimellä jodometrinen menetelmä, ja se on titrimetrinen menetelmä, joka perustuu liuenneen hapen hapettavaan ominaisuuteen 26. Tämä menetelmä on pitkään ollut liuenneen hapen mittaamisen tarkkuuden ja täsmällisyyden standardi27.

Winklerin menetelmä

Näytteet kerätään, kiinnitetään ja titrataan joko kentällä tai laboratoriossa. Näyte on kiinnitettävä reagensseihin mahdollisimman pian, jotta happipitoisuus ei pääse muuttumaan sekoittumisen tai ilmakehän vaikutuksesta. Winkler-menetelmässä tarvitaan erityinen pullo, niin sanottu BOD-pullo, joka on suunniteltu niin, että se on suljettu ilman, että siihen jää ilmaa 1. Tarvittavat reagenssit voidaan nykyään toimittaa valmiiksi mitatuissa pakkauksissa, mikä lisää tarkkuutta ja helpottaa käyttöä 33. Tätä menetelmää käytettäessä reaktion loppuunsaattamiseen tarvittava titrantin määrä on verrannollinen näytteen liuenneen hapen pitoisuuteen 6.

Vaikka Winkler-menetelmä on edelleen tunnustettu standardi liuenneen hapen analysoinnissa, on havaittu useita ongelmia 27. Menetelmä on altis inhimillisille virheille, epätarkkuuksille, näytteen epäpuhtauksille ja häiriöille 6. Lisäksi titraukset voivat olla aikaa vieviä ja hankalia kentällä 7.

Modifioidut Winkler-menetelmät

Nyt on olemassa seitsemän modifioitua Winkler-menetelmää, jotka on luotu kukin vastaamaan erilaiseen ongelmaan (esim. häiritsevään vierasaineeseen) 27. Näistä suosituin on Azide-Winkler-menetelmä, koska sillä ratkaistaan alkuperäisessä menetelmässä 1 esiintyvät jodiin liittyvät ongelmat. Muut muutetut menetelmät aiheuttavat kuitenkin uuden huolenaiheen – nämä menetelmät edellyttävät ennakkotietoa näytteestä (kuten muista esiintyvistä alkuaineista), jotta menetelmän valinta olisi tarkoituksenmukainen 27.

Jos on aikaa ja halua, titrimetrinen menetelmä liuenneen hapen analysoimiseksi voi olla tarkka ja tarkka. Uusilla tekniikoilla on kuitenkin luotu liuenneen hapen antureita, joita on helpompi ja nopeampi käyttää ja jotka voivat olla yhtä tarkkoja useimmissa sovelluksissa 27.

Cite This Work