DO 측정시 유의사항들

DO 측정시 유의사항들

용존산소측정에서는 감도교정이나 측정 시의 시료수 교반이 원리상 필요하며 또한 염분, 온도와 기압의 영향을 받습니다.

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감도 교정에 사용하는 DO표준액

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격막전극법에서는 감도교정에는 원칙적으로 다음과 같은 액수가 사용됩니다.

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1.DO제로액 (순수에 아황산나트륨을 과잉 첨가한 것)

2.DO공기포화액(순수에 공기를 버블링한 것)

3.DO순산소포화액(순수에 순산소를 버블링한것)

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단 격막전극법의 DO센서의 출력은 산소분압에 비례하기 때문에 위 2.의 액 대신 대기 중에 일정시간(2~3분 정도) 동안 교정할 수도 있습니다.

야외에서 이용하는 일이 많은 수질 체커의 DO계에 이 교정 방법을 채택하고 있습니다.

위 1.의 DO제로액은 아황산나트륨이 DO와 반응하여 아황산나트륨이 과잉인 경우 DO가 제로가 되는 것을 이용한 것입니다.

2.의 공기를 포화시키는 경우 소형 펌프(예를 들어 금붕어 사육용 펌프)로 수분~10분 정도, 소형 용기 안의 순수 물에 공기를 주입하고 3의 순산소를 포화시키는 경우는 수분~10분 정도 소형 용기 안의 순수함에 봄베의 순산소를 배블링하여 조제할 수 있습니다.

덧붙여 순산소를 버블링 할 때는 화기에 주의해 주세요.

통상의 DO측정에는, 위 1.의 액으로 제로 교정을,

위2.의 액 또는 대기에 노출시켜 포화 DO 교정을 합니다.

또한 일정 온도(예를 들어 25°C)에서 교정 및 시료액의 DO측정을 하는 것이 원칙입니다.

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시료 액 교반

시료액 내의 DO를 일정속도로 DO 센서의 격막에 접촉시키기 때문에 시료액을 일정속도로 교반해야 합니다.

같은 목적으로 플로셀을 이용하는 경우도 있습니다.

실험실 등에서 측정 중에는 마그네틱 스틸러를 이용하여 일정속도( 소용돌이를 일으키지 않을 정도의 회전수(500~1,000rpm))로 교반하여 주십시오.스틸러 사용으로 샘플 온도가 상승할 때는 항온조를 사용하십시오.

필드 측정인 경우에는 전극을 상하로 일정한 속도(2초간 30cm 정도) 으로움직이면서측정해주십시오.

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염분 농도 영향

앞서 설명한 바와 같이 포화용존 산소 농도는 공존하는 염분 농도의 영향을 받아 염분 농도가 높아질수록 포화 DO 농도는 낮아집니다.

이는 그림 1에 나타낸 염화물 이온(Cl-) 농도와 포화용존 산소의 관계에서도 잘 알 수 있습니다.

그러나 격막전극법에서는 "격막 갈바니 전극법" 및 "격막 폴라로그래프법"(이하, 두 방법을 나타내는 경우는 단순히 "격막전극법"이라고 한다)과도 그 출력은 용존산소농도가 아닌 산소분압에 대응하므로 그 출력에는 염분농도의 영향이 반영되지 않습니다.

그래서 시료액의 염분 농도를 산출하여 그 값에서 DO 농도의 감소분을 보정할 수 있습니다.

염분 농도는 도전율 측정치로부터 계산할 수 있기 때문에 이 방식을 이용해 DO 농도의 염분 보정 기능을 넣은 기종을 판매하고 있습니다.

시료액의 염분 농도에 대응한 DO 농도의 감소 비율은 '용존산소란' 페이지 내표 1의 최우측에 염화물 이온(Cl-) 100mg/L 당에서 빼는 DO량 mg/L로 표시하였습니다.

온도의 영향 및 기압의 영향

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격막전극법의 DO센서에 대한 온도의 영향은 주로 DO의 격막투과속도로 나타납니다.

온도가 높아질수록 DO의 격막투과속도가 빨라지며 DO 센서의 감도가 높아집니다.

포화DO 농도에 대한 온도의 영향은 '용존산소란'의 페이지 내 그림1에 나타낸 바와 같이 여기에서는 이 영향을 제외하고 순수하게 DO센서에 대한 온도의 영향을 검토합니다.

격막 두께 50μm의 경우에 대해 25°C에서의 출력을 100%로 하여 온도가 변화했을 경우의 출력 변화(%)를 나타내고 있습니다.

DO센서의 출력은 25°C를 기준으로 하면 온도 1°C의 상승으로 약 4%의 플러스의 영향을 받는 것을 알 수 있습니다.

격막전극법은 산소분압을 측정하고 있기 때문에 기압(대기압)에 비례하여 변화합니다.

예를 들어, 지표에서 대기압 1기압(1013헥토파스칼)이 5,000m 상승하면 대기압은 0.5기압 정도가 됩니다만, 이 경우 DO센서의 출력은 1기압의 절반 정도인 것입니다.

DO의 각종 데이터를 비교할 경우 기압보정이 가해지고 있는지를 주의할 필요가 있습니다.

예를 들어 25°C, 대기압 980헥토파스칼 시에 측정된 DO농도가 6.5mg/L일 경우, 25°C, 1013헥토파스칼(1기압)일 때의 값으로 보정하는 계산은 다음과 같습니다.

격막전극법 DO계에 기압계를 조합하여 대기압 보정한 값(1기압 하에서의 값으로 환산한 값)을 표시하는 기능을 부가한 계기를 만드는 것도 생각할 수 있습니다

또한 수심이 깊어질수록 수압이 증가하여 수심 10m 당 약 1기압 증가합니다.

이 수심 측정용 수압검지에 기초하여 DO센서를 보정한다

[1기압 하의 값으로 환산한 값을 표시한다]는 것도 생각할 수 있습니다

 

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