总溶解气体传感器：水质监测

为什么要测量总溶解气体？

总溶解气体 (TDG) 是水样中所有气体分压的总和。通常情况下，任何暴露在大气中的水的气体分压总和约为一个大气压（15 psi）。每种气体的分压与该气体在大气压中所占的比例相同，即氧气约占 20%，氮气占 79%，微量气体占 1%。

不过，某些自然现象会改变气体混合物的分压总和和相对成分。例如，当藻类在光合作用过程中产生氧气时，藻类群落可以将氧气分压从总压的 20% 提高到总压的 60% 或更高。同样的藻类在呼吸阶段消耗氧气时，也会将总溶解气体压力降低到危险的低水平。

测量总溶解气体的最常见原因是检测湍流水造成的异常气体压力，例如大坝泄洪道中的气体压力。水流在溅入湖泊或河流之前会下落很远，从而夹带足够的气体，使受影响水体中的总溶解气体增加一倍。当鱼类游进或游出溶解气体总量异常高的水域时，溶解气体总量的突然减少会导致鱼鳃血管破裂，而溶解气体总量的突然增加则会撑破鱼鳔。

长期总溶解气体趋势的变化可能预示着需要对水质及其污染源进行更详细的化学研究。

如何测量 TDG 总溶解气体？

总溶解气体的测量方法是在压力传感器附近形成一个小气腔，并用聚合物膜将气腔与水隔离。由于膜对气体具有渗透性，因此气阱内的气体分压与水中的气体分压之间必须达到平衡。

如果总溶解气体传感器在空气中，其读数应接近当地气压（海平面约为 760 毫米汞柱）。如果传感器浸入与空气平衡的水中，读数将不会改变。如果传感器浸泡在与空气不平衡的水中，则传感器读数会随着气体穿过薄膜以达到与水的部分压力平衡而向上或向下调整。

总溶解气体传感器出厂时已校准斜率响应，但有时必须重新校准零点设置。具体做法是根据当地空气中的气压校准传感器。

关于 TDG 现场总溶解气体测量，我应该知道些什么？

必须记住，总溶解气体传感器的聚合物膜有吸水的倾向。吸水会使气体分子难以穿过膜，从而减慢响应时间。这种变化可能很大，刚浸入水中的膜可能需要 5 分钟，而在水中浸泡数小时的膜则需要 30 分钟或更长时间。

在某些情况下，水蒸气（与氧气和氮气一样，也是一种气体成分）会在气袋中凝结。这将进一步减慢响应时间，因为每当膜外的总溶解气体发生变化时，被截留的水也必须进入平衡状态。为了解决这个问题，可以将湿透的总溶解气体膜取出，在空气中干燥一两天，然后将膜内的冷凝水抖出。如果仪器需要立即重新部署，也可以将总溶解气体膜换成新的干燥膜。可提供易于更换的膜头，只需支付象征性的费用。