He Tikanga Ine Oxygen Maamaa Maamaa I runga i te Hanganga Tiini Korekore

Fengmei Li, Yaoguang Wei *, Yingyi Chen, Daoliang Li me Xu Zhang
Kua whiwhi: 1 Oketopa 2015;Kua whakaaetia: 1 Hakihea 2015;I whakaputaina: 9 Hakihea 2015
Etita Matauranga: Frances S. Ligler
Kareti o nga korero me nga mahi Hiko, Te Whare Wananga Ahuwhenua o Haina, 17 Tsinghua East Road,
Beijing 100083, China; lifm@cau.edu.cn (F.L.); chyingyi@126.com (Y.C.); dliangl@cau.edu.cn (D.L.);
zhangxu_zx888@sina.com (X.Z.)
*Correspondence: weiyaoguang@gmail.com; Tel.: +86-10-6273-6764; Fax: +86-10-6273-7741

Kuputuhi:Ko te hāora rewa (DO) tetahi take nui e whakaawe ana i te tipu hauora o nga fifi i roto i te ahumoana.Ka huri te ihirangi DO ki te taiao wai, na reira me aroturuki i runga ipurangi.Engari, ko nga tikanga ine tawhito, penei i te iodometry me etahi atu tikanga tātari matū, kaore e pai mo te tirotiro ipurangi.Ko te tikanga Clark kaore i te tino pumau mo nga wa roa o te aroturuki.Hei whakaoti i enei rapanga, ka whakaarohia e tenei pepa he tikanga inenga DO mohio i runga i te tikanga tinei kawa.Ka whakamahia e te rangahau whatu te tikanga tinei karekau kia kitea te ihirangi DO me te whakaoti rapanga, engari ko nga tikanga matū tuku iho he ngawari te awe i te taiao.Kei roto i te rangahau whatu he waiariki me nga puna whakahihiri e rua hei wehe i te rama pirinoa kitea me te whakahaere rautaki utu.Ko te waahanga tukatuka mohio ka tango i te paerewa IEEE 1451.2 me te mohio ki te utu utu.Ko nga hua whakamatautau e whakaatu ana he pumau, he tika, he pai hoki te tikanga inenga whatu mo te tirotiro DO ipurangi i roto i nga tono ahumoana.

1. Kupu Whakataki

Ko te hāora memeha (DO) e pā ana ki ngā rāpoi ngota hāora kua memeha ki te wai, ā, he mea nui kia mau tonu te oranga o te tangata me te kararehe.Ko te hāora he kaitātari nui na te mea ko tana mahi nui i roto i nga mahi putaiao ora, hangarau koiora, rongoa me nga umanga ahumoana.Ko te ihirangi DO kei roto i te wai he tohu mo te kounga o te wai, a he mea nui te whakahaere tupato i nga taumata o te hāora i roto i nga tukanga horoi-whaiaro o te wai para [1,2].Ko te kounga o te wai e hono tata ana ki nga mea poke kei roto i te wai, penei i te H2S, NO2, NH4+, me te matū waro.Ko nga ahuatanga o te wai para, tae atu ki te tae, te tono hāora matū (COD), me te tono hāora koiora (BOD), he tohu motuhake te taumata o te parakino i roto i te wai para ahumahi [3].I te wa ano, he mahi nui a DO ki te hauora me te tipu o nga rauropi wai [4,5].Ko te ihirangi DO kei te iti iho i te 2 mg/L mo etahi haora ka pahemo me te mate o nga rauropi wai [6].Mo te tangata, kaua e iti iho te DO o te wai inu i te 6 mg/L.No reira, he mea nui te whakatau i te hauhauora i roto i te umanga ahumoana me te oranga o ia ra.Heoi, he uaua ki te aro turuki i nga ihirangi DO me ona ahuatanga whakaawe o waho, penei i te mahana, te pehanga, me te tote.Ki te whiwhi i te ihirangi DO tika, me whakatinana te tikanga rapunga utu mohio.I roto i te nuinga, e toru nga tikanga ka taea te whakamahi ki te kite i nga ihirangi DO: iodometric, electrochemical, me nga tikanga whatu [7,8].

Ko te tikanga iodometric [9,10] he tikanga rongonui me te tika mo te kite i te ihirangi DO i roto i te wai.He tikanga fifiducial engari he tukanga rapunga uaua, kaore e taea te whakamahi ki te kite i te kounga o te wai i runga ipurangi.Ko tenei tikanga ka whakamahia hei tohu tohu i roto i te taiao taiwhanga (atu-aho).Ko te tikanga matū hiko [11–14] ka whakamahi i nga hiko ki te kite i te ia i puta mai i nga tauhohenga redox i nga hiko.Ka taea te whakarōpūtia tenei tikanga hei momo polarographic, momo putau piauau ranei i runga i te kaupapa rapunga.Ko te tikanga hiko he roa te hitori i te kitenga o te ihirangi DO;Ko te tikanga tuatahi e kiia nei ko Clark polarographic i hangaia e Clark o te Kamupene YSI i te tau 1956 [12].He rereke ki te iodometry, ka aro turukihia e te tikanga hikohiko nga ihirangi DO ma te tauhohenga whakangao-whakahekenga ka puta i waenga i te hikohiko me nga ngota ngota DO ka pau te hāora i roto i te tukanga rapunga.I te mea kaore e taea te rere o nga taputapu me te maha o nga mea e whai waahi ana ki te whakatau i te hua kitenga, ka hiahia nga pūoko hiko hiko ki te whakatikatika me te whakakapi.He pai ake te ahua o te Optical DO sensors [15,16] i nga tikanga iodometry me nga tikanga hiko na te mea he tere te whakautu, kaore e pau te hāora, he iti te tere o te wa, he kaha ki te tu atu i nga raruraru o waho, me te hiahia kia whakatikahia te taha.Ko te maataapono rapunga o nga pukoro DO whatu kei runga i te tiini karema, tae atu ki te kitenga o te ao kare kare me te rapunga kaha karepare.Ka taea te kite i te kaha i roto i te photodiode, kaore i rite ki te oranga, me kitea i runga i te nekehanga o te waahanga [17].Ka whakawhanakehia e tenei rangahau he tikanga ine whatu mohio i runga i te tikanga tinei kare kare.

Ko nga tikanga kua whakahuahia ake nei he painga me nga ngoikoretanga e kore e tau ki te umanga ahumoana i Haina.Tuatahi, he uaua te kite i nga ihirangi DO mo te kaitoi aquarist me aro ki nga take maha e awe ana i te umanga ahumoana.Ko te whakataurite o nga tikanga e toru e whakaatu ana ko te tikanga hiko hiko kaore i te pai te whiriwhiri na te ngoikore o ona ahuatanga aukati.Tuarua, ko te ihirangi DO karekau i te noho tonu, a, ko te iti o te kukū ki roto i te wai maori ka mate nga fifishes.No reira, he mea nui te kite i nga ihirangi DO i te waa tuuturu.Heoi, me whakamatauhia nga tauira wai tikanga iodometry i roto i te taiwhanga, na tenei tikanga karekau e tika mo te tirotiro i nga rauropi i roto i te hanga tuturu mo tenei take.

Ka mutu, he maha nga ngoikoretanga o nga pukoro whatu tuku iho, tae atu ki te whakaraeraetanga ki nga huringa o te pāmahana o waho, te pehanga, me te tote me te ngoikore o te puna marama me te paheketanga na te paheketanga o te waikano ranei.Ka taea te whakaheke i te awe o enei mea katoa ma te taapiri i nga waahanga tukatuka mohio.He nui te utu o te pukoro DO whatu tikanga i tukuna mai i tawahi, kaore he tino tika ina whakamahia ki te umanga ahumoana.No reira, he mea tika te hoahoa me te whakawhanake i tetahi pukoro DO whatu ngawari me te mohio. Ko tenei rangahau e whakaaro ana, e whakawhanake ana i tetahi tikanga inenga DO mohio i runga i te tikanga tinei kawa.E wha nga waahanga o te pukoro: ko te whakamohiotanga o te tine, te tohu tohu, te tukatuka mohio, me nga waahanga hiko.He maha nga waahanga pai o te pukoro i runga i te tiini karekau: he iti ake te kohi hiko, he iti ake te rahi, he tika ake te tika, he kaha ake nga taonga aukati-whakararuraru atu i te iodometry, te hiko hiko ranei.

2. Rauemi me nga Tikanga

2.1.Ko te Hoahoa Whanui o te Pukoro Oxygen Dissolved Optical

I runga i te ahua o nga mea whakaawe kore i u, ka tango te pukoro i tetahi rangahau whatu i runga i te tinei o te karaka.Ki te whakatauritea ki te pukoro DO tuku iho, ko te pukoro DO whatu mohio e whakaarohia ana i roto i tenei rangahau he anga whakamaarama pai ake me tetahi atu waahanga tukatuka mohio.Ko enei tawhā whakatikatika ka penapena ki te pumahara pepa raraunga hiko (TEDS).Ko te Whakaaturanga 1 e whakaatu ana ko te kitenga o te tine kare, te tohu tohu, te tukatuka mohio, me nga waahanga hiko kua whakauruhia ki roto i te puoro mohio.Kei roto i te kōwae tineia kare karekau he tirotiro pāmahana me tetahi rangahau DO.Ko te rangahau pāmahana te kawenga mo te kohikohi i nga tohu pāmahana wai, a ko te tirotiro DO te kawenga mo te kohikohi i nga tohu DO.Ko te tohu whakauru taketake ka taea te huri ki te tohu ngaohiko 0–2.5 V e nga iahiko tohu tohu.Ko te MSP430 microcontroller, ko te matua o te waahanga tukatuka mohio, e hono ana ki nga iahiko tohu tohu, te mahara TEDS, me te atanga rangatū [18].Ko nga raraunga kua kohia ka whakakotahihia ma te hangarau whakakotahitanga raraunga maha-tirohanga, a ka whakawhitia te uara DO ka riro ma te atanga RS485 hototahi i muri i te tukatuka me te tātarihia e te microcontroller.Ko te atanga RS485 ka taea e te microcontroller te korero ki te PC o runga.Ko te pukoro e whakakahangia ana e te hiko hiko, kei te whakahaeretia ano e te MSP430 microcontroller.

2.2.Ko te Hoahoa o te Korewharewha Tiini Whakakitenga Kōwae

Ko te hoahoanga o te kōwae rapunga tiini karekau e whakaatuhia ana i te Whakaahua 2. He 16 cm te roa me te diameter o te 4 cm.Ka whakamahia te whirihora rangahau kiato mo te hototahi ki nga whakaritenga o te umanga ahumoana.Kei te whakaahuatia i te Whakaahua 2, kei roto i te tirotiro DO nga rama rama kikorangi-nui e rua, te kiriata sol-gel, te kiriata karaihe, te fifilter whatu whero, te pepa fifilter whatu puru, me te photodiode.Kei roto ano i tenei waahanga he parenga konukawata hei aro turuki i te pāmahana a tawhio noa i nga wa inenga.Ka tukatukahia te kaha o te korakora me te pāmahana i roto i te rorohiko mo te whakatikatika i te pāmahana.

Ko nga rama rama kikorangi-nui e rua (LA470-02) ka whakarereketia i te waa kotahi, kia taea ai te whakamahi i te tohu tohu tohu ki te utu i te LED whakahihiri na te mea he rite tonu te ngaronga o te rama o nga rama puru.I te auau ano, ka taea e te photodiode te whakaheke i te iraruke papamuri na te maamaatanga o te rama i roto i te taiao ine me te karo i te hihikotanga o nga rawa kaapapa.I tua atu, ka whakahekehia te kaha o nga LED ki te taumata iti i te mea he iti te tupono o te ahua o te whakamaarama whakaahua o te tae [19].Ko te roangaru o waenganui o te LED whakaongaonga kikorangi he 465 nm, he mea whakahurihia e te pepa fifilter bandpass puru ki te whakamaarama i te marama o etahi atu roangaru.Ko nga hua whakamatautau e whakaatu ana ka taea e te rama kikorangi te whakakorikori i te kiriuhi tairongo ki te whakaputa i te karaka i te 650 nm.Hei whakaiti i te awenga o te rama parapara, ka whakauruhia te rangahau ki nga pepa fifilter bandpass kahurangi (OF1 me OF2) i mua i nga rama rama me te fifilter teitei whero whero (OF3) i mua o te photodiode silicon.Ka whakamahia he kaikoode whakaahua (OPT 301) ki te tango i te korakora ka puta mai i te sol-gel fifilm me te rama kikorangi mai i te tohu tohu LED.Ka wehea te LED whakahihiko puru me te tohu tohu puru puru ki nga taha rereke o te fifilter high-pass whero, he mea whai hua ki te tapahi i te rama parasitic me te whakapumau i te tika o te kitenga tohu whatu. Ko te pūoko DO me ana mahi ka tino awe i te tika, te kaha, me te pumau o te puoro.He maha nga rangahau i whakahaerehia e nga kairangahau mo nga tohu flfluorescence [20-22] ka kitea ko te nuinga o nga tohu karekoata kei roto i nga huinga whakarewa porphyrin, nga waiwaro kakara polycyclic organic, me nga huinga whakarewa whakawhiti [23].Ko te Ru(bpy)3Cl2 kua tohua hei tohu mo te flfluorescence i roto i tenei rangahau na te kaha o te whakarewatanga o te whakarewa-ki-ligand-whakawhitinga-whakawhitinga, te roa o te oranga, me te kaha o te whakaurunga ki te rohe puru-matomato o te awhiowhio, he hototahi ki te rama kikorangi teitei [20].Ka mau te waikano ki roto i te kiriata sol-gel hauwaiwai me te 0.04 mm.Ka whakairihia te sol-gel fifilm ki runga i te mata kiriata karaihe, kia marama kia kuhu atu te whakaihiihi me te kanapa.Kia rite ano te ahua o te kiriata ki te pewa me te pupuri i te rahi o te rahi;kua hangaia te mata pewa ki te whakanui ake i te waahi whakapiri me te karo i te mirumiru mata.Ko te maataapono whakahaere o te pukoro kei runga i te tikanga tinei kapo.Ko te tukanga tinei karekau e whakaahuatia ana e te wharite Stern-Volmer [24–26].

12 13
1314
15161718192021

Te wa tuku: Maehe-26-2022