Liên hệ
Thiết bị đo nồng độ oxy hòa tan trong nước – Cẩm nang toàn diện để bạn hiểu rõ, lựa chọn và sử dụng hiệu quả thiết bị quan trọng này trong việc kiểm soát chất lượng nước.
Oxy hòa tan trong nước (DO – Dissolved Oxygen) đóng vai trò sống còn đối với hệ sinh thái dưới nước. Đây là lượng oxy hòa tan trong môi trường nước, cần thiết cho sự hô hấp của cá, tôm, các loài động vật thủy sinh và vi sinh vật. Nồng độ DO không đủ có thể dẫn đến tình trạng thiếu oxy, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sống và phát triển của các sinh vật này, thậm chí gây ra hiện tượng cá chết hàng loạt.
Nồng độ oxy hòa tan trong nước không phải là một hằng số mà thay đổi liên tục dưới tác động của nhiều yếu tố môi trường như nhiệt độ, áp suất khí quyển, độ mặn, hoạt động quang hợp của thực vật thủy sinh, quá trình phân hủy chất hữu cơ và các hoạt động антропогенные (do con người gây ra) như xả thải công nghiệp và sinh hoạt. Việc theo dõi và kiểm soát chặt chẽ nồng độ DO là vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ nuôi trồng thủy sản, kiểm tra chất lượng nguồn nước cấp, xử lý nước thải cho đến nghiên cứu khoa học về môi trường.
Để thực hiện việc đo lường chính xác và hiệu quả nồng độ oxy hòa tan trong nước, các thiết bị đo nồng độ oxy hòa tan trong nước đã ra đời và ngày càng được cải tiến về công nghệ, độ chính xác và tính tiện dụng. Các thiết bị này không chỉ giúp người dùng xác định được hàm lượng oxy hiện có trong mẫu nước mà còn hỗ trợ đưa ra các biện pháp can thiệp kịp thời để duy trì môi trường sống lý tưởng cho các sinh vật thủy sinh và đảm bảo chất lượng nguồn nước.
Sự đa dạng trong ứng dụng và yêu cầu đo lường đã dẫn đến sự phát triển của nhiều loại thiết bị đo nồng độ oxy hòa tan trong nước khác nhau. Dưới đây là phân loại chi tiết dựa trên các tiêu chí chính:
Dựa trên nguyên lý huỳnh quang quang học, loại thiết bị này sử dụng một lớp màng cảm biến đặc biệt. Khi ánh sáng xanh được chiếu vào màng, các phân tử huỳnh quang sẽ phát ra ánh sáng đỏ. Sự hiện diện của oxy sẽ làm giảm cường độ và thời gian phát sáng của ánh sáng đỏ này. Bằng cách đo sự thay đổi này, thiết bị có thể xác định chính xác nồng độ oxy hòa tan trong mẫu nước.
Ưu điểm:
Nhược điểm:
Đây là loại thiết bị phổ biến nhất, hoạt động dựa trên nguyên lý điện hóa. Thiết bị thường bao gồm một điện cực làm việc (cathode) và một điện cực đối (anode) được nhúng trong dung dịch điện phân và ngăn cách với mẫu nước bằng một màng thấm oxy. Oxy từ mẫu nước sẽ khuếch tán qua màng và bị khử tại cathode, tạo ra một dòng điện tỷ lệ thuận với nồng độ oxy hòa tan.
Ưu điểm:
Nhược điểm:
Đây là phương pháp đo truyền thống, dựa trên phản ứng hóa học giữa oxy hòa tan trong nước và các thuốc thử. Lượng oxy hòa tan sẽ tương ứng với lượng iodine được giải phóng sau các phản ứng hóa học, và nồng độ DO được xác định bằng phương pháp chuẩn độ.
Ưu điểm:
Nhược điểm:
Đây là loại thiết bị nhỏ gọn, chạy bằng pin và được thiết kế để dễ dàng mang theo và sử dụng tại hiện trường. Chúng thường được trang bị màn hình hiển thị số, cho phép người dùng đọc kết quả đo nhanh chóng.
Ưu điểm:
Nhược điểm:
Loại thiết bị này có kích thước lớn hơn, thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm hoặc các trạm quan trắc cố định. Chúng thường có độ chính xác cao hơn và nhiều tính năng nâng cao như lưu trữ dữ liệu, kết nối với máy tính,…
Ưu điểm:
Nhược điểm:
Phù hợp cho các ứng dụng cần đo nồng độ oxy hòa tan trong khoảng từ 0 đến 10 mg/L, thường được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản mật độ cao hoặc các hệ thống xử lý nước thải kỵ khí.
Đây là loại phổ biến nhất, với phạm vi đo từ 0 đến 20 mg/L, phù hợp cho hầu hết các ứng dụng kiểm tra chất lượng nước thông thường, giám sát môi trường và nuôi trồng thủy sản thông thường.
Với phạm vi đo rộng hơn, từ 0 đến 50 mg/L hoặc cao hơn, loại thiết bị này được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt như nghiên cứu khoa học hoặc các quy trình công nghiệp có nồng độ oxy hòa tan cao.
Như đã đề cập ở trên, nguyên lý hoạt động của thiết bị đo nồng độ oxy hòa tan trong nước sẽ khác nhau tùy thuộc vào phương pháp đo mà thiết bị sử dụng:
Ánh sáng từ một nguồn sáng (thường là đèn LED) được chiếu vào lớp màng cảm biến. Lớp màng này chứa các phân tử huỳnh quang đặc biệt. Khi các phân tử này hấp thụ ánh sáng xanh, chúng sẽ phát ra ánh sáng đỏ có bước sóng dài hơn. Sự hiện diện của các phân tử oxy sẽ tương tác với các phân tử huỳnh quang, làm giảm hiệu suất phát quang (quenching) và thời gian phân rã của ánh sáng đỏ. Thiết bị sẽ đo cường độ và/hoặc thời gian phân rã của ánh sáng đỏ này và chuyển đổi thành giá trị nồng độ oxy hòa tan dựa trên mối quan hệ đã được hiệu chuẩn.
Một điện thế được đặt giữa điện cực làm việc (cathode) và điện cực đối (anode). Khi các phân tử oxy khuếch tán qua màng thấm và tiếp xúc với điện cực làm việc, chúng sẽ bị khử (nhận electron), tạo ra dòng điện. Lượng dòng điện này tỷ lệ thuận với tốc độ khuếch tán của oxy qua màng, và do đó tỷ lệ thuận với nồng độ oxy hòa tan trong mẫu nước. Thiết bị sẽ đo dòng điện này và hiển thị giá trị nồng độ DO tương ứng.
Phương pháp này bao gồm một chuỗi các phản ứng hóa học. Đầu tiên, mẫu nước được cố định bằng cách thêm mangan(II) sulfate và alkali iodide azide. Oxy hòa tan sẽ oxy hóa mangan(II) thành mangan(IV) hydroxide kết tủa. Sau đó, thêm axit sulfuric hoặc hydrochloric để hòa tan kết tủa, giải phóng iodine tương đương với lượng oxy hòa tan ban đầu. Cuối cùng, lượng iodine này được chuẩn độ bằng dung dịch sodium thiosulfate với chỉ thị tinh bột để xác định nồng độ oxy hòa tan.
Mặc dù quy trình sử dụng có thể khác nhau tùy thuộc vào từng model và nhà sản xuất, dưới đây là các bước cơ bản thường gặp khi sử dụng thiết bị đo nồng độ oxy hòa tan trong nước:
Để kéo dài tuổi thọ và đảm bảo độ chính xác của thiết bị đo nồng độ oxy hòa tan trong nước, việc bảo quản đúng cách là vô cùng cần thiết:
Ngoài việc bảo quản đúng cách, người dùng cần lưu ý những điểm sau để sử dụng thiết bị đo nồng độ oxy hòa tan trong nước hiệu quả và chính xác:
Thiết bị đo nồng độ oxy hòa tan trong nước là một công cụ không thể thiếu trong việc giám sát và quản lý chất lượng nước ở nhiều lĩnh vực khác nhau. Việc hiểu rõ về các loại thiết bị, nguyên lý hoạt động, cách sử dụng và bảo quản sẽ giúp bạn lựa chọn được thiết bị phù hợp và khai thác tối đa hiệu quả của nó, góp phần bảo vệ môi trường và đảm bảo sự phát triển bền vững.
| Thông số kỹ thuật | Thiết bị cầm tay (Điện hóa) | Thiết bị cầm tay (Quang học) | Thiết bị để bàn (Điện hóa) | Thiết bị để bàn (Quang học) |
|---|---|---|---|---|
| Phạm vi đo DO | 0 – 20 mg/L | 0 – 20 mg/L | 0 – 50 mg/L | 0 – 50 mg/L |
| Độ phân giải DO | 0.01 mg/L | 0.01 mg/L | 0.001 mg/L | 0.001 mg/L |
| Độ chính xác DO | ±0.2 mg/L | ±0.1 mg/L | ±0.02 mg/L | ±0.01 mg/L |
| Phạm vi đo nhiệt độ | 0 – 50 °C | 0 – 50 °C | 0 – 100 °C | 0 – 100 °C |
| Bù nhiệt độ | Tự động/ Thủ công | Tự động | Tự động | Tự động |
| Chống nước/bụi | IP67 | IP67 | Không | Không |
| Nguồn điện | Pin AA/AAA | Pin AA/AAA | Adapter AC | Adapter AC |
| Lưu trữ dữ liệu | Có (tùy model) | Có (tùy model) | Có | Có |
| Kết nối máy tính | USB (tùy model) | USB (tùy model) | USB/RS232 | USB/RS232 |
| Kích thước | Nhỏ gọn | Nhỏ gọn | Lớn hơn | Lớn hơn |
| Ứng dụng | Hiện trường, cơ bản | Hiện trường, chính xác | Phòng thí nghiệm, nâng cao | Phòng thí nghiệm, cao cấp |
Mô tả ngắn sản phẩm:
Thiết bị đo nồng độ oxy hòa tan trong nước là công cụ thiết yếu để kiểm tra chất lượng nước. Với nhiều loại từ cầm tay đến để bàn, công nghệ điện hóa và quang học, thiết bị đảm bảo đo lường chính xác và hiệu quả, phục vụ đa dạng nhu cầu từ nuôi trồng thủy sản đến nghiên cứu khoa học.
