“DO”측정방법

1. 개요

수중 용존 산소는 수중에 존재하는 유기물에 의하여 주로 소비되며, 그 외 무기 환원성 물질에 의해서도 소비된다. 

따라서 용존 산소의 감소는 수질의 오염 상태를 예측할 수 있으므로 수질의 지표항목으로서 많이 이용되고 있다. 

그러나 음용수나 생하수 등의 시료에 있어서는 큰 의미가 없기 때문에 측정할 필요가 없다.

수중에서 산소의 용해도는 기온, 기압, 용존 염류 등에 따라 영향을 받게 되므로 순수한 물 중에서 최대를 나타내며 염류농도가 높을수록 감소하게 된다. 

또한 같은 농도일 경우에도 용존 염류의 종류에 따라 산소의 용해도가 각각 다르나 통상 용존산소량의 보정은 염소 이온 농도를 기준으로 하고 있다. 

수체 내에서 소비된 용존산소량은 대기로부터의 산소공급 및 조류 등의 광합성 작용에 따라 결정되며 여기에는 재폭기 계수, 자정계수, 유기물량 등이 관여하게 된다.

일반적으로 어류 등 수서생물의 생존에 위험하지 않을 정도의 용존산소량은 포화 백분률로서 30∼50%정도이며,그 이하에서는 생존이 어렵다. 

호소나 저수지와 같은 정체수역의 경우 주간에는 조류의 활발한 광합성 작용에 의하여 용존 산소가 과포화 상태를 나타낼 수 있으며,

야간에는 반대로 호흡작용에 의하여 용존 산소를 소비하게 된다.

용존 산소 측정방법은 Winkler 법, Miller 법 및 격막 전극법 등이 있으며, 현행 수질오염 공정시험방법에서는 윙클러-아지드화나트룸 변법과 격막 전극법을 채택하고 있다.

2. 격막 전극법

(1) 측정 원리

시료중의 용존산소가 격막을 통과하여 전극의 표면에서 산화, 환원반응을 일으키고 

이때 산소의 농도에 비례하여 전류가 흐르게 되는데 이 전류량으로부터 용존산소량을 측정하는 방법이다.

산화성 물질이 함유된 시료나 착색된 시료에 적합하며, 특히 윙클러-지드화나트륨 변법을 사용할 수 없는 폐하수의 용존산소 측정에 유용하게 사용 할 수 있다. 

정량범위는 0.5 ㎖/ℓ 이상이다.

(2) 기구 및 기기

- 용존산소 측정기

- 적정용기(용존산소 측정병)

- 자석 교반기

(3) 시약 및 시액

- 무수 아황산나트륨〔Na2SO3〕

- 용존산소 포화수: 500 ㎖의 물에 청정공기를 1ℓ/min 의 유량으로 약 20 분간 통기한다.

(4) 시험방법

시료와 같은 온도의 5% 아황산나트륨용액을 가득 채운 측정용기에 전극을 담그고 밀봉한 다음 일정한 속도로 교반 하면서 기기가 안정되면 

계기판의 지시값을 영점에 맞춘다. 

별도로 용존 산소 포화 수를 측정용기에 조용히 가득 채우고 같은 조작을 하여 계기판의 지시 값을 그 온도에서의 용존 산소 포화농도 값에 맞춘다. 

시료를 기포가 들어가지 않도록 조심하여 측정용기에 가득 채우고 같은 조작을 하여 계기판의 지시 값이 안정되면 용존 산소 값을 직접 읽는다.

3. 윙클러 - 아지드화나트륨 변법

(1) 기구 및 기기

- 1ℓ 유리병(마개는 접촉부분이 45°로 절단되어 있는 것)

- 300 ㎖ 용존 산소병(또는 BOD 병)

- 삼각 플라스크

(2) 시약 및 조제방법

- 칼륨명반용액: 황산알루미늄칼륨(24 수화물)〔K2AL2(SO4)4ㆍ 24H2O 10g 을 물에 녹여 100 ㎖로 한다.

- 황산구리-술퍼민산 용액: 술퍼민산〔HOSO2NH2〕32g 을 물 475 ㎖에 녹인다.

      따로 황산구리(5 수화물) [CuSO4ㆍ 5H 2O]50g 을 물 500 ㎖에 녹인다. 양액을 섞고 초산 25 ㎖를 넣는다.

- 알카리성 요오드화칼륨-아지드화나트륨 용액: 수산화나트륨〔NaOH](또는 수산화 칼슘(Ca(OH)2700g),

      요오드화칼륨〔KI)150g(요오드화나트륨〔NaI)135g),아지드화나트륨〔NaN3)10g 을 물에 녹여 1,000 ㎖로 한다.

- 전분용액: 용성 전분 1g 에 물 10 ㎖를 넣어 혼화하고 열수 100 ㎖중에 넣고 1 분간 끊이고 냉각하여 정치한다. 상층 액을 사용한다. 사용할 때 조제한다.

- 0.025N 티오황산나트륨 용액: 0.1N 티오황산나트륨액 250 ㎖를 정확히 취하여 새로 끊인 물을 넣어 정확히 1,000 ㎖로 한다.

- 0.1N 티오황산나트륨액: 1ℓ 중 티오황산나트륨〔Na2S3O3ㆍ 5H 2O〕24.871g 을 함유한다.

(3) 시험 방법

시료를 가득 채운 300 ㎖ 용존 산소 측정병(또는 BOD 병)에 황산망간용액 1 ㎖와 알카리성 요오드화 칼륨-아지드화나트륨 용액 1 ㎖를 넣고

기포가 남지 않게 조심하여 마개를 닫고 수회 병을 회전하면서 섞는다.

시료가 해수이거나 알칼리성에서 산화되기 쉬운 유기물을 함유하는 폐수의 경우에는 2 분간 병을 회전하여 섞는다.

2 분간 이상 정치 시키고 위의 맑은 액이 미세한 침전이 남아 있으면 다시 회전시켜 혼화한 다음 완전히 침전 시킨다.

100 ㎖이상의 맑은 층이 생기면 마개를 열고 황산 2 ㎖를 병목으로부터 넣는다.

마개를 다시 닫고 갈색의 침전물이 완전히 용해할 때 까지 병을 회전시킨다.

용존 산소 측정병의 용액 200 ㎖를 정확히 취하여 황색이 될 때 까지 0.025N- 티오황산나트륨액으로 적정한 다음,

전분용액 1 ㎖를 넣고 액이 청색이 무색이 될 때 까지 적정한다.

용존산소(㎎ O/ℓ) = a × f × V1/V2 × 1,000/(V1 - R)

a: 적정에 소비된 0.025N-티오황산나트륨액(㎖)

f: 0.025N-티오황산나트륨의 역가(factor)

V1: 전체의 시료량(㎖)

V2: 적정에 사용한 시료량(㎖)

R: 황산망간용액과 알카리성 요오드화칼륨-아지드화나트륨용액 첨가량(㎖)