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氧化还原电位计(ORP)

2018-03-09 19:01:49 点击数:

ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写,它表示溶液的氧化还原电位计。ORP值是水溶液氧化还原能力的测量指标,其单位是mv。

ORP值(氧化还原电位)是水质中一个重要指标,它虽然不能独立反应水质的好坏,但是能够综合其他水质指标来反应水族系统中的生态环境。

在水中,每一种物质都有其独自的氧化还原特性。简单的,我们可以理解为:在微观上,每一种不同的物质都有一定的氧化-还原能力,这些氧化还原性不同的物质能够相互影响,最终构成了一定的宏观氧化还原性。所谓的氧化还原电位就是用来反应水溶液中所有物质反应出来的宏观氧化-还原性。氧化还原电位越高,氧化性越强,电位越低,氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定的氧化性,为负则说明溶液显示出还原性。

我们的过滤系统,除去反硝化,实际都是一种氧化性的生化过滤装置。对于有机物来说,微生物通过氧化作用断开较长的碳链(或者打开各种碳环),再经过复杂的生化过程最终将各种不同形式的有机碳氧化为二氧化碳;同时,这些氧化作用还将氮、磷、硫等物质从相应的碳键上断开,形成相应的无机物。对于无机物来说,微生物通过氧化作用将低价态的无机物质氧化为高价态物质。这就是氧化性生化过滤的实质(这里我们只关心那些被微生物氧化分解的物质,而不关心那些被微生物吸收、同化的物质)。可以看到,在生化过滤的同时,水中物质不断被氧化。生化氧化的过程伴随着氧化产物的不断生成,于是在宏观上来看,氧化还原电位是不断被提高的。因此,从这个角度上看,氧化还原电位越高,显示出水中的污染物质被过滤得越彻底。

ORP计的用途:

①工业污水处理   使用于水处理上的氧化还原系统,主要是铬酸的还原与氰化物的氧化。废水中如果添加二硫化钠或二氧化硫可使六价的铬离子变成三价的铬子。若添加氯或次氯酸钠可用来氧化氰化物,随后是氯化氰的水解,形成氰酸盐。这种化学反应过程叫氧化还原反应系统。氧化还原电位就是电子活性的测量,这与测量氢离子活性的办法很相似。

②水的消毒与应用   氧化还原电极能衡量对游泳池水、矿泉水及自来水的消毒效果。因为水中大肠菌的杀菌效果受到氧化还原电位影响,所以氧化还原电位是水质的可靠指标。如果池水和矿泉水中的氧化还原电位值等于或高于650mv,则表示其中的含菌量是可以接受的。

③观察土壤中ORP的动态变化等   例如水稻土灌水种稻以后,土壤的氧化还原状况发生了剧烈的变化。有一种水稻土从耕作层看,灌水前一般维持在450-650mV。灌水后ORP迅速下降,到了有机质旺盛分解期ORP下降到负200mV至100mV,施用多量新鲜绿肥时,甚至可降到负300mV。以后又回升,一般维持在0-200mV。水稻收获前,土壤落干,ORP又回升到450mV以上

④其他领域的应用   海洋勘探、生物工程、环境保护、酿酒工业等国民经济各部门都得到了广泛的应用。

16.1 ORP计的结构原理

ORP计是测试溶液氧化还原电位的专用仪器,由ORP复合电极和mv计组成。ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。参比电极是和pH电极一样的银/氯化银电极。其中毫伏计也就是二次仪表与pH计的可通用。

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