용존산소 (Dissolved Oxygen)란 수중에 용해되어 있는 산소량(농도)을 말한다. 물에 용해하는 산소량은 온도 및 압력에 의하여 영향을 받는다. 물에 대한 산소의 용해도를 좌우하는 것으로 자연적 인자 외에도 수중에 존재하는 오염된 유기물등은 물에 대한 산소의 용해도를 감소시키며, 또한 산소를 소비한다. 그러므로 오염된 물에서는 소비되는 양이 많으므로 용존산소량은 적고, 깨끗한 물에서는 그 온도에 있어서의 포화량에 가깝게 함유되어 있다. 즉 용존산소의 대소는 오염의 정도를 말해준다고 할 수 있다.
용존산소의 측정은 오염물질이 유입되는 자연수와 가정하수, 산업폐수를 정화하는 공정을 호기성상태로 유지하는데 있어서 매우 중요한 요인이 된다. 따라서 물속의 산소는 자연수의 자정능력을 제한하는 주요인자이며 이 때문에 폐수를 유입하천에 방류하기 전에 반드시 정화처리하여 오염물질을 제거시켜야 한다.
Eutech Ion 6+ Ion/pH/mV Meter with Single Junction pH Electrode ECFC7252101B, ATC Electrode ECPH5TEM01P & pH Carrying Kit Set (Includes 1 x pH 4.01, pH 7.00 Buffer Solutions, Storage Solution & 1 x Deionised (Rinse) Water (60 ml Each))
Ion
ECION601PLUS
01X256409
Eutech Ion 6+ Ion/pH/mV Meter with ATC Electrode ECPH5TEM01P
pH
ECPH603PLUSK
01X245027
Eutech pH 6+ pH/mV Meter with“3-in-1”pH/Temperature Combi Electrode ECFC7352901B & pH Carrying Kit Set (Includes 1 x pH 4.01, pH 7.00 Buffer Solutions, Storage Solution & 1 x Deionised (Rinse) Water (60 ml Each))
pH
ECPH602PLUSK
01X245026
Eutech pH 6+ pH/mV Meter with Single Junction pH Electrode ECFC7252101B, ATC Electrode ECPH5TEM01P & pH Carrying Kit Set (Includes 1 x pH 4.01, pH 7.00 Buffer Solutions, Storage Solution & 1 x Deionised (Rinse) Water (60 ml Each))
pH
ECPH601PLUSK
01X245028
Eutech pH 6+ pH/mV Meter with ATC Electrode ECPH5TEM01P & pH Carrying Kit Set (Includes 1 x pH 4.01, pH 7.00 Buffer Solutions, Storage Solution & 1 x Deionised (Rinse) Water (60 ml Each)
pH
ECPH601PLUS
01X245025
Eutech pH 6+ pH/mV Meter with ATC Electrode ECPH5TEM01P
pH
ECPH503PLUSK
01X244913
Eutech pH 5+ pH Meter with“3-in-1”pH/Temperature Combi Electrode ECFC7352901B & pH Carrying Kit Set (Includes 1 x pH 4.01, pH 7.00 Buffer Solutions, Storage Solution & 1 x Deionised (Rinse) Water (60 ml Each))
pH
ECPH502PLUSK
01X244912
Eutech pH 5+ pH Meter with Single Junction pH Electrode ECFC7252101B, ATC Electrode ECPH5TEM01P & pH Carrying Kit Set (Includes 1 x pH 4.01, pH 7.00 Buffer Solutions, Storage Solution & 1 x Deionised (Rinse) Water (60 ml Each))
pH
ECPH501PLUS
01X244911
Eutech pH 5+ pH Meter with ATC Electrode ECPH5TEM01P
Electrodes & Accessories
Model
Order Code
Part No.
Description
pH
ECFC7252101B
01X099412
General Purpose Plastic-Body Single Junction Gel-Filled pH Combination Electrode, 12x110 mm, BNC Connector, 1 m Cable
pH
ECFC7252201B
01X099417
General Purpose Plastic-Body Double Junction Gel-Filled pH Combination Electrode, 12x110 mm, BNC Connector, 1 m Cable
pH
ECFC72522R01B
01X099414
General Purpose Plastic-Body Double Junction Refillable pH Combination Electrode, 12x90 mm, BNC Connector, 1 m Cable & 10 ml Refilling Electrolyte
pH
ECFC7352901B
01X218964
General Purpose Plastic-Body“3-In-1”pH/Temp Combination Electrode, 12x90 mm, BNC Connector, 1 m Cable
pH
ECPH5TEM01P
01X021804
ATC Electrode; 1 m Cable
pH
ECECOPHKIT
01X266901
Economy pH Carrying Kit Set–Plastic Carrying Case Comprises: 1 x pH 4.01, pH 7.00 Buffer Solutions, Storage Solution & 1 x Deionised (Rinse) Water (60 ml Each
시료중의 용존산소가 격막을 통과하여 적극의 표면에서 산화, 환원반응을 일으키고 이때 산소의 농도에 비례하여 전류가 흐르게 되는데 이 전류량으로부터 용존산소량을 측정하는 방법으로 용존산소 측정기에 의하여 측정하는 방법을 말한다.
산화성물질이 함유된 시료나 착색된 시료에 적합하며, 특히 윙크러-아지드화나트늄 변법을 사용할 수 없는 폐하수의 용존산소의 측정에 유용하게 사용할 수 있다. 연속 측정에는 보통 격막 전극법이 채용되며, 정량범위는 0.5mg/ℓ 이상이다.
용존산소 측정기의 전극부를 시료의 가운데에 담그면 시료중의 용존산소가 폴리에틸렌 또는 테프론의 격막를 통과하여 금속전극의 표면에서 산화․환원반응을 일으키고 이때 산소의 농도에 비례하여 전류가 흐르게 되는데 이 전류량으로 부터 용존산소량을 측정하는 방법이다. 격막은 용존산소를 선택적으로 통과하는 특성을 지니고 있으므로 공존물질이나, 산화성물질이 함유된 시료나 착색된 시료에 적합하며, 특히 윙클러-아지드화나트늄변법을 사용할 수 없는 폐하수의 용존산소 측정에 유용하게 사용될 수 있다. 격막전극법에는 폴라로 그래프식과 갈바니 전지식이 있으며, 현재 시판되고 있는 용존산소측정기의 대부분은 갈바니 전지식을 채용하고 있다.
용존산소 측정기는 제조회사에 따라 다소 차이가 있으나 원리는 모두 동일하다. 용존산소 측정기에 사용하는 전극을 격막전극(Membrane Electrode)이라고 하며, 구성으로는 격막, 은전극, 납전극, 전해액실, 침지셀 등으로 이루어져 있다. 갈바니 전지 방식은 납과 은의 전극이 전해질층으로 덮여 있어 이 봉(Probe)을 시료 속에 담그면 산소분자와 다음과 같이 반응한다.
양극:
음극:
납 전극에서 전자가 자유롭게 양극으로 이동하면서 시료 속의 산소분자는 격막을 통하여 양극 표면에서 전자를 잡아 환원 반응이 일어난다. 즉, 시료 속의 용존산소량에 비례하여 전류가 흐르게 된다.
용존산소 측정은 용존산소 측정기의 구성과 같이 봉상이 은으로 된 양극 주위에 실린더형의 납으로 된 음극을 이용한 Glavanic System이다.
각각의 전극은 엷은 전해판내에 포함된 전해질 층으로 덮여 있으며 봉의 선단에 플라스틱 막의 전극봉(Probe)을 BOD병 시료속에 담그면 산소분자통과로 DO가 측정된다.
광의적인 의미로는 산화란 각 원소가 가지고 있는 산화수(Oxidation Number)가 증가하는 것을 말하고 환원이한 산화가 감소 즉, 음원자가의 증가를 말한다. 산화환원전위는 그 용액의 산화력 또는 환원력의 강도를 아는 척도로 사용된다. 전자 교환이 따르는 모든 화학반응은 산화․환원 반응이며 산화환원전위의 세기는 ORP를 측정함으로써 알 수 있다. ORP의 측정은 계열의 강도 측정이며 계열의 용량을 측정할 수 없다. 이 점에서 보면 pH라든가 온도의 측정에 유사하다. 따라서 ORP의 측정값으로부터 용액중의 산화제나 환원제의 농도는 알 수는 없고 단지 양자의 농도비 만을 알 수 있다. 또 처리를 위하려 가해진 산화제나 환원제의 양도 물론 알 수는 없다. 폐수처리에서 실용적인 입장에서는 OX 또는 Red의 농도 절대값을 필요로 하는 경우는 작고 그들의 비율만을 알면 충분한 경우가 많다.
유리전극 pH계의 유리전극 대신에 백금전극을 넣으면 pH계는 그대로 ORP 측정용 전위차 계로서도 사용할 수 있다.
7.1.2 가감(TC-IC) 검출방법 : 시료 중 일부를 분취 후 총탄소(TC)를 미리 작성한 검정 곡선을 이용하여 구하고, 따로 분취 후 인산을 적당량 주입하여 pH 2 이하로 한 후 정화과정에서 발생한 무기탄소를 미리 작성한 검정 곡선을 이용하여 구하고, 이를 총탄소에서 감하므로 총유기탄소를 구한다. 경우에 따라서 총탄소와 무기탄소를 동시에 분석할 수 있다.
비고1) 다만, 시료에 불용성물질이 있을 경우 교반 또는 초음파 장치 등, 기타 균질화 장치를 이용하여 균질화 시킨 후 분석하며, 시료의 측정값의 재현성이 10% 이내로 달성될 때까지 수회 반복시험을 한다.
7.2 검정곡선의 작성
7.2.1 비정화성유기탄소(NPOC) 검정 곡선 : 프탈산수소칼륨 표준액(0.1 mg C/mL) 0~20 mL를 단계적으로 각각 취하여 100 mL 부피 플라스크에 넣고 물을 넣어 표선을 채운다. 기기 분석법에 따라 검정 곡선을 작성한다.
7.2.2 가감(TC-IC) 검정 곡선 : 프탈산수소칼륨(유기탄소) 표준액(0.1 mg C/mL) 0~10 mL, 무기탄소 표준액 0~10 mL를 단계적으로 각각 취하여 100 mL 부피 플라스크에 넣고 물을 넣어 표선을 채운다. 기기분석법에 따라 총탄소와 무기탄소를 측정하여 각각의 검정 곡선을 작성한다.
8.0 결과보고
8.1 다음식을 이용하여 시료 중의 총유기탄소(TOC) 농도(mg/L)를 구한다.
8.1.1 무기탄소를 제거하지 않은 경우
총유기탄소(TOC) = 총탄소(TC) - 무기탄소(IC)
8.1.2 무기탄소를 제거한 경우
총유기탄소(TOC) = 비정화성유기탄소(NPOC)
9.0 참고자료
9.1 Standard Method. 5310 A, 1998, Total Organic Carbon(TOC
9.2 ISO-CEN EN 1484(DIN Method), 1997, Water Analysis Guidelines for the Determination of Total Organic Carbon(TOC) and Dissolved Organic Carbon(DOC)
9.3 US EPA Method 415.3, 2003, Determination of Total Organic Carbon and Specific Absorbance AT 254nm in Source Water and Drinking Water.
9.4 KSM 9238, 2001, 수질-용존유기탄소(DOC) 및 총유기탄소(TOC) 측정 지침
일반 Ag/Cl의 기준 전극 시스템은 온도에 따라 전극의 Ag/Cl의 용해도가 달라지기 때문 기준전극에 의해 측정되는 전위 값(E0)이 변하게 됩니다. 또한 온도에 따라 기준전극 내부에 침전물이 용해되거나 또는 용액 밖으로 용출되어 새로운 평형에 도달하기 때문에 측정값이 흔들릴 수 있습니다. ROSS 기준 전극 시스템은 I2 + I- 의 특이한 결합으로 온도에 의한 오차를 줄일 수 있습니다.
이와 같이 ROSS pH전극은 온도변화에 따른 영향을 받지 않기 때문에 온도에 의한 오차를 줄일 수 있습니다. 또한 시료와 반응할 수 있는 은이나 수은이 들어있지 않고, 이러한 금속에 의해 Junction이 막히지 않아 생물학적 배지, 식품, 의약품과 같이 금속이온이 조금이라도 있으면 안 되는 시료에도 사용이 가능합니다.
