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氧化還原電位（Eh)檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-18 08:11:09 更新時(shí)間：2025-08-17 08:11:09

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

氧化還原電位（Eh）檢測：原理、儀器、方法與標(biāo)準(zhǔn)詳解

氧化還原電位（Oxidation-Reduction Potential，簡稱Eh）是衡量溶液中氧化劑與還原劑相對強(qiáng)度的重要電化學(xué)參數(shù)，廣泛應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)、水處理、土壤學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)以及工業(yè)生產(chǎn)過程控制等領(lǐng)域。Eh值反映了體系中電子轉(zhuǎn)移的傾向，其數(shù)值大小直接關(guān)聯(lián)到環(huán)境中物質(zhì)的穩(wěn)定性、反應(yīng)活性及生物可利用性。例如，在污水處理過程中，Eh值可指導(dǎo)硝化與反硝化反應(yīng)的進(jìn)行；在土壤研究中，Eh值變化揭示了鐵、錳、硫等元素的形態(tài)轉(zhuǎn)化過程。因此，精確、可靠的Eh檢測對于環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)評估和工藝優(yōu)化具有重要意義。當(dāng)前，Eh檢測主要依賴電化學(xué)方法，通過參比電極與指示電極構(gòu)成原電池，測量體系的電勢差，從而推算出Eh值。為確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性，必須選用合適的檢測儀器、遵循標(biāo)準(zhǔn)化的檢測方法，并依據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)評估。本文將系統(tǒng)介紹Eh檢測的核心要素，包括檢測項(xiàng)目定義、常用檢測儀器、標(biāo)準(zhǔn)檢測方法、現(xiàn)行檢測標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用要點(diǎn)，為科研人員與工程技術(shù)人員提供全面參考。

檢測項(xiàng)目：氧化還原電位（Eh）的核心內(nèi)容

氧化還原電位（Eh）的檢測項(xiàng)目主要測定水體、土壤、污泥或溶液中氧化與還原反應(yīng)的平衡電勢，單位通常為毫伏（mV）。該參數(shù)反映體系在特定條件下電子的轉(zhuǎn)移趨勢：正值表示體系具有較強(qiáng)氧化能力，負(fù)值則說明還原性較強(qiáng)。在自然環(huán)境中，Eh值通常在-500 mV至+800 mV之間變化。例如，清潔地表水中Eh值約為+200～+400 mV，而厭氧沉積物中可能低至-300 mV以下。通過連續(xù)監(jiān)測Eh變化，可判斷水體自凈能力、金屬離子的沉淀/溶解行為、以及微生物群落的代謝類型（如好氧或厭氧過程）。因此，Eh檢測是環(huán)境質(zhì)量評估、污染溯源與修復(fù)效果評價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。

檢測儀器：Eh測量的核心設(shè)備

進(jìn)行Eh檢測的主要儀器為便攜式或?qū)嶒?yàn)室用pH-Eh復(fù)合儀，其核心部件包括高精度電位計(jì)、鉑金或金電極（指示電極）以及標(biāo)準(zhǔn)參比電極（如Ag/AgCl電極或甘汞電極）。鉑金電極具有良好的催化活性，能快速響應(yīng)氧化還原反應(yīng)，是Eh測量的首選指示電極。參比電極則提供穩(wěn)定的電勢基準(zhǔn)，確保測量結(jié)果可重復(fù)、可比?，F(xiàn)代Eh檢測儀器通常集成溫度補(bǔ)償功能，自動(dòng)修正溫度對電勢的影響（標(biāo)準(zhǔn)溫度為25℃）。此外，部分高端設(shè)備支持?jǐn)?shù)據(jù)無線傳輸、自動(dòng)采樣、多參數(shù)同步監(jiān)測（如pH、電導(dǎo)率、溶解氧等），極大提升了現(xiàn)場檢測效率與數(shù)據(jù)管理能力。對于科研或長期監(jiān)測項(xiàng)目，還可采用自動(dòng)記錄式Eh探頭，實(shí)現(xiàn)連續(xù)在線監(jiān)測。

檢測方法：Eh測定的操作流程

Eh檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法為電位法，具體步驟如下：首先，將鉑金電極與參比電極同時(shí)插入待測樣品中，確保電極表面清潔且完全浸沒。然后，開啟電位計(jì)，待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄Eh值。為提高準(zhǔn)確性，需在測量前后用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液或已知Eh值的溶液進(jìn)行儀器校準(zhǔn)。對于復(fù)雜體系（如含懸浮顆?；蚋唠x子強(qiáng)度的土壤提取液），建議先進(jìn)行過濾或稀釋處理，避免電極堵塞或干擾。在野外現(xiàn)場檢測時(shí)，應(yīng)盡量避免陽光直射、強(qiáng)風(fēng)及劇烈震動(dòng)，以減少測量誤差。同時(shí)，應(yīng)記錄測量時(shí)的溫度，以便按公式校正至25℃。對于連續(xù)監(jiān)測，可設(shè)置定時(shí)采樣，形成Eh變化曲線，用于分析反應(yīng)動(dòng)力學(xué)或環(huán)境過程動(dòng)態(tài)。

檢測標(biāo)準(zhǔn)：國內(nèi)外常用規(guī)范與參考依據(jù)

目前，國內(nèi)外已制定多項(xiàng)關(guān)于Eh檢測的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保檢測結(jié)果的規(guī)范性與可比性。在中國，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括《HJ 747-2015 土壤和沉積物氧化還原電位的測定電位法》和《HJ 1072-2019 水質(zhì) 氧化還原電位的測定電位法》。這些標(biāo)準(zhǔn)對采樣方法、儀器要求、測量步驟、數(shù)據(jù)處理及報(bào)告格式均有明確規(guī)定，適用于環(huán)境監(jiān)測、污染調(diào)查與生態(tài)評估。國際上，美國環(huán)保署（EPA）在《Methods for the Determination of Inorganic Substances in Water and Wastes》中也推薦了Eh電位法，并強(qiáng)調(diào)電極選擇與校準(zhǔn)的重要性。此外，ISO 10381系列標(biāo)準(zhǔn)涉及土壤采樣與分析，其中部分條款涉及Eh參數(shù)的測定。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)檢測對象（水體、土壤、污泥等）和用途（科研、監(jiān)管、工程）選擇適用的檢測標(biāo)準(zhǔn)，確保檢測過程合法合規(guī)，數(shù)據(jù)具有權(quán)威性。