पानी में घुली हुई ऑक्सीजन की मात्रा निर्धारित करने के लिए किस विधि का उपयोग किया जाता है?
हमारे देश में परीक्षण पद्धति के मानक इस प्रकार हैं: जल में घुलित ऑक्सीजन का निर्धारण - आयोडोमेट्रिक विधि" (GB7489-1987), जल में घुलित ऑक्सीजन का निर्धारण - विद्युत रासायनिक जांच विधि" (HJ506-2009), और अमेरिकी ASTM मानक (D888-05)। पहले दो चीन में राष्ट्रीय और उद्योग मानक विधियाँ हैं, और तीसरा अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी द्वारा मान्यता प्राप्त मानक विधि है।
जल में घुली ऑक्सीजन की मात्रा निर्धारित करने की विधि - आयोडोमेट्रिक विधि
घुलित ऑक्सीजन को मापने की आयोडोमेट्रिक विधि का सिद्धांत: जल में घुली ऑक्सीजन की मात्रा का निर्धारण सामान्यतः आयोडोमेट्रिक विधि द्वारा किया जाता है। जल में मैंगनीज सल्फेट और क्षारीय पोटेशियम आयोडाइड विलयन मिलाने पर मैंगनीज हाइड्रॉक्साइड अवक्षेप बनता है। मैंगनीज हाइड्रॉक्साइड की अत्यधिक अस्थिर प्रकृति के कारण, यह जल में घुली ऑक्सीजन के साथ शीघ्रता से अभिक्रिया करके मैंगनीज सल्फेट बनाता है। 15 मिनट बाद, सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल मिलाने पर भूरा अवक्षेप विलयन में मिलाए गए पोटेशियम आयोडाइड के साथ अभिक्रिया करता है। जितना अधिक आयोडीन अवक्षेपित होता है, उतनी ही अधिक घुली ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ती है और विलयन का रंग उतना ही गहरा होता जाता है। एक पिपेट की सहायता से अभिक्रिया किए हुए जल का एक निश्चित नमूना लें, स्टार्च को सूचक के रूप में प्रयोग करें, मानक विलयन के साथ अनुमापन करें और जल के नमूने में घुली ऑक्सीजन की मात्रा की गणना करें।
आयोडीन मापन विधि में जटिल चरण होते हैं और यह मौके पर मापन के लिए उपयुक्त नहीं है, जिसके परिणामस्वरूप पता लगाने में अपेक्षाकृत अधिक समय लगता है। जिन जल निकायों में शैवाल पनपते हैं, वहां प्रकाश संश्लेषण से निकलने वाली ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ जाती है, जिससे जल में ऑक्सीजन की मात्रा अतिसंतृप्त अवस्था में पहुंच सकती है। ऐसे में आयोडीन विधि से जल में घुली हुई ऑक्सीजन का निर्धारण करना कठिन हो जाता है और मापन परिणाम पर्याप्त रूप से सटीक नहीं होते हैं।
जल में घुली ऑक्सीजन के निर्धारण की विधि - इलेक्ट्रोड पोलरोग्राफी
घुलित ऑक्सीजन को मापने के लिए इलेक्ट्रोड पोलरोग्राफी का सिद्धांत: दो इलेक्ट्रोडों के बीच एक स्थिर वोल्टेज लगाया जाता है, और इलेक्ट्रॉन कैथोड से एनोड की ओर प्रवाहित होते हैं, जिससे एक विसरण धारा उत्पन्न होती है; एक निश्चित तापमान पर, विसरण धारा घुलित ऑक्सीजन की सांद्रता के सीधे समानुपाती होती है; धारा और घुलित ऑक्सीजन की सांद्रता के बीच एक मात्रात्मक संबंध स्थापित करें; उपकरण स्वचालित रूप से एमीटर रीडिंग को घुलित ऑक्सीजन की सांद्रता में परिवर्तित करता है और स्क्रीन पर घुलित ऑक्सीजन का मान प्रदर्शित करता है।
पानी में घुली ऑक्सीजन की मात्रा निर्धारित करने के लिए इलेक्ट्रोड पोलारोग्राफी विधि सरल और तेज़ है, और उपकरण की कीमत भी अपेक्षाकृत कम है, जो राष्ट्रीय मानक विधि के अंतर्गत आती है। हालांकि, ऑक्सीजन की खपत होने पर झिल्ली और इलेक्ट्रोड पर गंदगी जमा हो जाती है, जिससे ऑक्सीजन प्रवणता उत्पन्न होती है और अभिक्रिया की गति धीमी हो जाती है। यदि अर्धपारगम्य झिल्ली क्षतिग्रस्त हो जाती है, तो इलेक्ट्रोलाइट आसानी से दूषित हो जाता है, जिससे बैटरी विभव में विचलन हो सकता है, और यह विचलन पानी के नमूने में घुली ऑक्सीजन की सांद्रता को गलत तरीके से प्रदर्शित करेगा। इसलिए, इलेक्ट्रोलाइट और अर्धपारगम्य झिल्ली को नियमित रूप से बदलना आवश्यक है।
जल में घुली ऑक्सीजन का निर्धारण करने की विधि - प्रतिदीप्ति विधि
घुलित ऑक्सीजन को मापने के लिए प्रतिदीप्ति विधि का सिद्धांत: फ्लोरोसेंट पदार्थों को उत्तेजित करने और उनसे लाल प्रकाश उत्सर्जित करवाने के लिए मॉड्यूलेटेड नीले प्रकाश का प्रयोग किया जाता है। ऑक्सीजन अणुओं के शमन प्रभाव के कारण, उत्तेजित लाल प्रकाश का समय और तीव्रता ऑक्सीजन अणुओं की सांद्रता के व्युत्क्रमानुपाती होते हैं। नीले प्रकाश के साथ सिंक्रनाइज़ किए गए लाल प्रकाश स्रोत को संदर्भ मानकर, उत्तेजित लाल प्रकाश और संदर्भ प्रकाश के बीच कलांतर को मापें और ऑक्सीजन अणुओं की सांद्रता की गणना करने के लिए आंतरिक अंशांकन मानों की तुलना करें। कुछ प्रसंस्करण के बाद, घुलित ऑक्सीजन प्राप्त करें।
जल में घुली ऑक्सीजन को मापने की फ्लोरेसेंस एलडीओ विधि एक सरल और त्वरित प्रक्रिया है। पहली दो विधियों की तुलना में, फ्लोरेसेंस एलडीओ विधि में अंशांकन की आवश्यकता नहीं होती है, प्रतिक्रिया समय तीव्र होता है, मापन परिणाम स्थिर होते हैं, प्रवाह की आवश्यकता नहीं होती है, कोई हस्तक्षेप नहीं होता है, सफाई की आवृत्ति कम होती है और रखरखाव लागत कम होती है।