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용존산소 미터 (Do meter)란?
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작성자 : 이하늘 작성일 : 17-07-06 조회 : 4,097회관련링크
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1. 요약
물 또는 용액 속에 용해 되어 있는 분자상태의 산소를 측정하는 장비
2. DO(Dissolved Oxygen)의 정의
DO란 수중에 용해되어 있는 용존산소(溶存酸素)를 의미하며 물의 유용성을 나타낼 수 있는 중요한 지표로 사용됩니다.
일반적으로 20℃, 1 atm의 대기하에서 순수(純水)의 DO는 9 ppm에서 포화상태에 이르게 되며, 이 값은 수온의 상승시 감소하고, 대기압이 오르면 증가하게 되며 또 다른 용해 성분의 영향도 받습니다.
물 속에서 생활하는 어패류(魚貝類), 호기성(好氣性) 미생물은 용존산소를 호흡하며, 물 속에 있는 유기물은 용존산소에 의해서 산화•분해되기 때문에, 용존산소의 부족은 단지 어패류의 사멸을 초래할 뿐만 아니라 유기물 등이 잔류하여 물이 부패하게 됩니다.
심하게 오염된 물은 용존산소가 부족하여 혐기성 분해가 일어나 부패하게 되고 DO가 2 ppm 이상이면 악취의 발생은 없으며 4ppm 이상이면 청정이 유지되고 어패류의 생존이 가능합니다.
용존산소량을 측정하는 데는 윙클러법 •미러법 등의 적정법(滴定法), 특수한 전극을 이용한 전기적 측정법 등이 있습니다.
※ ppm
백분율(%)과의 관계는 1 ppm=1/106=1/104 %가 된다. 미량분석의 정량범위, 검출한계 등을 수적으로 표현할 때 널리 쓰입니다.
3. DO(Dissolved Oxygen)의 중요성
용존 산소 (DO) 는 생물학적 변화가 호기성 미생물에 의해 일어나는지 또는 혐기성 미생물에 의해 일어나는지를 판단하는 중요한 인자가 됩니다. 전자는 자유산소를 사용하여, 유기물질과 무기물질을 무해한 최종 생성물로 산화하는 반면, 후자는 황산염과 같은 특정한 무기염의 환원을 통해 이러한 산화를 일으키는 것으로 최종 생성물이 때로 매우 해로운 것일 수도 있습니다. 이 두 형태의 미생물은 자연에 보편적으로 존재하고 있으므로, 호기성 미생물에 유리한 상태를 유지하키는 것이 대단히 중요하며, 그렇지 않을 경우에는 혐기성 미생물이 자라게 되어, 좋지 못한 상태(nuisance condition)로 바뀌어 집니다. 그러므로 용존 산소의 측정은 오염물질이 유입되는 자연수와 가정하수, 산업폐수를 정화하는 호기성 처리공정을 호기성 상태로 유지하는 데 있어서 매우 중요한 일입니다.
4. DO Meter 전극
① 갈바니 전극
갈바니(Galvanic) 전극은 측정을 위해서 서로 상이한 두 금속으로부터 전류를 발생시킵니다. 일반적으
로 센서는 아연 또는 납 양극과 은 음극 그리고 수산화칼륨 전해물로 이루어져 있으며 갈바니 전극은
측정을 위해 워밍업 시간이 필요치 않습니다.
② 폴라로그래픽 전극
폴라로그래픽(Polarographic) 전극은 금 또는 플래티늄 음극으로 둘러 싸인 은 양극을 가지고 있습니다.
일반적으로 전원은 측정기 또는 외부 건전지로부터 공급을 받습니다. 폴라로그래픽 전극은 특히 저수
지와 하천의 용존 산소 분포도를 작성하는데 유용하게 사용됩니다. 전극들을 다양한 깊이로 넣고, 표면
에 위치한 마이크로미터에 연결하여 용존 산소 농도를 읽을 수 있으며 생물학적 폐수처리 탱크에 설치하
여 어느 위치에서나 용존 산소농도를 모니터 할 수 있습니다.
5. DO 전극 온도 염분 보상
① 온도 보상(Temperature compensation)
온도는 산소의 용해도와 발산률에 큰 영향을 미치게 됩니다. (일반적으로 온도가 낮을수록 산소 포화상
태가 높으며 온도가 높을수록 포화상태가 낮습니다.) 온도 보상은 표준 DO 측정에 있어서 매우 필요한
기능이며 저희 CAS에서 공급하는 제품은 다양한 온도 범위에서 자동/수동 온도보상이 가능합니다.
② 염분 보상(Salinity compensation)
물속에 용해된 염분은 산소의 용해를 제한 시키며 분압(partial pressure)과 산소 농도와의 관계는 염분
에 따라 다양화 됩니다. 대부분의 측정기는 염분 농도 변화에 따른 수동 염분 보상을 염분 농도 PPT
입력에 따라 가능합니다.
6. 응용 분야
① 오ㆍ페수 처리
② 포도주, 과실주 산업
③ 양식업 관리
④ 생물학 분야 실험연구
⑤ 환경 분야 실험 外
7. DO 측정 Tip
다음과 같은 방법을 통해서 보다 정확하고 쉽게 DO 측정값을 얻으실 수 있습니다.
① 폴라로그래픽 전극을 사용할 때에는 장비를 교정 또는 센서의 극성화를 위해서 적어도 15 ~ 30분 정도
워밍업을 해주셔야 합니다. 이러한 워밍업은 양극 및 음극의 세척 또는 멤브레인 교체 후에는 더욱
중요합니다.
② 멤브레인이 꼭 맞게 끼워져 있는지, 전해질 용액에 공기 거품은 없는지 꼭 확인해야 합니다.
③ 전극의 표면에 공기 거품이 없도록 유지를 해야 합니다. 만약 전극에 공기 거품이 있다면 전극은 이
거품을 산소 포화 샘플로 측정 할 것입니다.
④ 가능하면 교정할 때의 온도가 샘플의 온도와 가깝도록 맞춰 주십시오. 물론 대부분의 제품은 자동온도
보상(ATC;automatic temperature compensation)이 가능하지만 자동온도 보상은 평형을 유지하는데
약 10분 정도의 시간이 소요되기 때문에 온도를 맞추어 주는 것은 매우 중요합니다.
⑤ 대기중에서 교정을 할 때에는 전극으로부터 작은 물방울 하나라도 없도록 유지해야 합니다. 전극에
묻은 수분이 증발하면서 전극의 표면을 차갑게 만들수 있기 때문입니다.
⑥ 측정중에는 항상 샘플 수용액을 휘저어 주어야 합니다. 이는 전극에 의한 산소 소비는 일시적으로 전극
표면의 미립자들을 감소 시킬 수 있기 때문입니다. 샘플 수용액을 휘젓는 것은 샘플 수용액의 산소 농도
의 변화로 인한 측정 오차를 줄여 줄 수가 있습니다.
⑦ 만약 측정 시간차가 짧다면 장비를 재극성화 및 재교정은 필요가 없습니다.
⑧ 전극은 습기 있는 대기 중에 보관하시는 것이 좋습니다. 대기중의 습기는 전극의 전해질 용액 증발을
막아 주기 때문입니다. 전극의 보관은 습기 찬 헝겊을 넣은 병 또는 물이 담긴 비이커에 보관 하시는 것
이 좋습니다.
물 또는 용액 속에 용해 되어 있는 분자상태의 산소를 측정하는 장비
2. DO(Dissolved Oxygen)의 정의
DO란 수중에 용해되어 있는 용존산소(溶存酸素)를 의미하며 물의 유용성을 나타낼 수 있는 중요한 지표로 사용됩니다.
일반적으로 20℃, 1 atm의 대기하에서 순수(純水)의 DO는 9 ppm에서 포화상태에 이르게 되며, 이 값은 수온의 상승시 감소하고, 대기압이 오르면 증가하게 되며 또 다른 용해 성분의 영향도 받습니다.
물 속에서 생활하는 어패류(魚貝類), 호기성(好氣性) 미생물은 용존산소를 호흡하며, 물 속에 있는 유기물은 용존산소에 의해서 산화•분해되기 때문에, 용존산소의 부족은 단지 어패류의 사멸을 초래할 뿐만 아니라 유기물 등이 잔류하여 물이 부패하게 됩니다.
심하게 오염된 물은 용존산소가 부족하여 혐기성 분해가 일어나 부패하게 되고 DO가 2 ppm 이상이면 악취의 발생은 없으며 4ppm 이상이면 청정이 유지되고 어패류의 생존이 가능합니다.
용존산소량을 측정하는 데는 윙클러법 •미러법 등의 적정법(滴定法), 특수한 전극을 이용한 전기적 측정법 등이 있습니다.
※ ppm
백분율(%)과의 관계는 1 ppm=1/106=1/104 %가 된다. 미량분석의 정량범위, 검출한계 등을 수적으로 표현할 때 널리 쓰입니다.
3. DO(Dissolved Oxygen)의 중요성
용존 산소 (DO) 는 생물학적 변화가 호기성 미생물에 의해 일어나는지 또는 혐기성 미생물에 의해 일어나는지를 판단하는 중요한 인자가 됩니다. 전자는 자유산소를 사용하여, 유기물질과 무기물질을 무해한 최종 생성물로 산화하는 반면, 후자는 황산염과 같은 특정한 무기염의 환원을 통해 이러한 산화를 일으키는 것으로 최종 생성물이 때로 매우 해로운 것일 수도 있습니다. 이 두 형태의 미생물은 자연에 보편적으로 존재하고 있으므로, 호기성 미생물에 유리한 상태를 유지하키는 것이 대단히 중요하며, 그렇지 않을 경우에는 혐기성 미생물이 자라게 되어, 좋지 못한 상태(nuisance condition)로 바뀌어 집니다. 그러므로 용존 산소의 측정은 오염물질이 유입되는 자연수와 가정하수, 산업폐수를 정화하는 호기성 처리공정을 호기성 상태로 유지하는 데 있어서 매우 중요한 일입니다.
4. DO Meter 전극
① 갈바니 전극
갈바니(Galvanic) 전극은 측정을 위해서 서로 상이한 두 금속으로부터 전류를 발생시킵니다. 일반적으
로 센서는 아연 또는 납 양극과 은 음극 그리고 수산화칼륨 전해물로 이루어져 있으며 갈바니 전극은
측정을 위해 워밍업 시간이 필요치 않습니다.
② 폴라로그래픽 전극
폴라로그래픽(Polarographic) 전극은 금 또는 플래티늄 음극으로 둘러 싸인 은 양극을 가지고 있습니다.
일반적으로 전원은 측정기 또는 외부 건전지로부터 공급을 받습니다. 폴라로그래픽 전극은 특히 저수
지와 하천의 용존 산소 분포도를 작성하는데 유용하게 사용됩니다. 전극들을 다양한 깊이로 넣고, 표면
에 위치한 마이크로미터에 연결하여 용존 산소 농도를 읽을 수 있으며 생물학적 폐수처리 탱크에 설치하
여 어느 위치에서나 용존 산소농도를 모니터 할 수 있습니다.
5. DO 전극 온도 염분 보상
① 온도 보상(Temperature compensation)
온도는 산소의 용해도와 발산률에 큰 영향을 미치게 됩니다. (일반적으로 온도가 낮을수록 산소 포화상
태가 높으며 온도가 높을수록 포화상태가 낮습니다.) 온도 보상은 표준 DO 측정에 있어서 매우 필요한
기능이며 저희 CAS에서 공급하는 제품은 다양한 온도 범위에서 자동/수동 온도보상이 가능합니다.
② 염분 보상(Salinity compensation)
물속에 용해된 염분은 산소의 용해를 제한 시키며 분압(partial pressure)과 산소 농도와의 관계는 염분
에 따라 다양화 됩니다. 대부분의 측정기는 염분 농도 변화에 따른 수동 염분 보상을 염분 농도 PPT
입력에 따라 가능합니다.
6. 응용 분야
① 오ㆍ페수 처리
② 포도주, 과실주 산업
③ 양식업 관리
④ 생물학 분야 실험연구
⑤ 환경 분야 실험 外
7. DO 측정 Tip
다음과 같은 방법을 통해서 보다 정확하고 쉽게 DO 측정값을 얻으실 수 있습니다.
① 폴라로그래픽 전극을 사용할 때에는 장비를 교정 또는 센서의 극성화를 위해서 적어도 15 ~ 30분 정도
워밍업을 해주셔야 합니다. 이러한 워밍업은 양극 및 음극의 세척 또는 멤브레인 교체 후에는 더욱
중요합니다.
② 멤브레인이 꼭 맞게 끼워져 있는지, 전해질 용액에 공기 거품은 없는지 꼭 확인해야 합니다.
③ 전극의 표면에 공기 거품이 없도록 유지를 해야 합니다. 만약 전극에 공기 거품이 있다면 전극은 이
거품을 산소 포화 샘플로 측정 할 것입니다.
④ 가능하면 교정할 때의 온도가 샘플의 온도와 가깝도록 맞춰 주십시오. 물론 대부분의 제품은 자동온도
보상(ATC;automatic temperature compensation)이 가능하지만 자동온도 보상은 평형을 유지하는데
약 10분 정도의 시간이 소요되기 때문에 온도를 맞추어 주는 것은 매우 중요합니다.
⑤ 대기중에서 교정을 할 때에는 전극으로부터 작은 물방울 하나라도 없도록 유지해야 합니다. 전극에
묻은 수분이 증발하면서 전극의 표면을 차갑게 만들수 있기 때문입니다.
⑥ 측정중에는 항상 샘플 수용액을 휘저어 주어야 합니다. 이는 전극에 의한 산소 소비는 일시적으로 전극
표면의 미립자들을 감소 시킬 수 있기 때문입니다. 샘플 수용액을 휘젓는 것은 샘플 수용액의 산소 농도
의 변화로 인한 측정 오차를 줄여 줄 수가 있습니다.
⑦ 만약 측정 시간차가 짧다면 장비를 재극성화 및 재교정은 필요가 없습니다.
⑧ 전극은 습기 있는 대기 중에 보관하시는 것이 좋습니다. 대기중의 습기는 전극의 전해질 용액 증발을
막아 주기 때문입니다. 전극의 보관은 습기 찬 헝겊을 넣은 병 또는 물이 담긴 비이커에 보관 하시는 것
이 좋습니다.