آیا در آب اکسیژن هست؟

در اصطلاح علمی، اکسیژن محلول، سطح اکسیژن آزاد و غیر ترکیبی موجود در آب یا مایعات دیگر است

اکسیژن محلول (DO) اندازه گیری میزان اکسیژن محلول در آب یا مایعات دیگر است. این یک پارامتر مهم در ارزیابی کیفیت آب است زیرا بر موجودات زنده در بدنه آب تأثیر می گذارد. مقدار اکسیژن محلول در یک رودخانه یا دریاچه می تواند چیزهای زیادی در مورد کیفیت آب آن به ما بگوید. سطوح DO بالا یا پایین می تواند به موجودات آبزی آسیب برساند و بر کیفیت آب تأثیر بگذارد.

اکسیژن محلول (DO) چیست؟

در اصطلاح علمی، اکسیژن محلول، سطح اکسیژن آزاد و غیر ترکیبی موجود در آب یا مایعات دیگر است. اکسیژن کمپلکس یا اکسیژن آزاد (O2) اکسیژنی است که به هیچ عنصر دیگری متصل نیست. اکسیژن محلول وجود این مولکول های اکسیژن آزاد در آب است. مولکول های اکسیژن پیوندی (H2O) در آب در ترکیبات موجود هستند و در سطح اکسیژن محلول به حساب نمی آیند. همانطور که می توانید تصور کنید، مولکول های اکسیژن آزاد در آب به روشی بسیار شبیه به حل شدن نمک یا شکر هنگام هم زدن در آب حل می شوند.

واحدهای اکسیژن محلول معمولاً بر حسب غلظت قسمت در میلیون (ppm) یا میکروگرم در لیتر (mg/L) بیان می شوند. غلظت ها را می توان به صورت درصد اشباع نیز بیان کرد، که در آن اشباع حداکثر مقدار اکسیژنی است که از نظر تئوری می تواند در آب در فشار و دمای معین حل شود.

اکسیژن محلول در آب

اکسیژن محلول برای بسیاری از اشکال حیات از جمله ماهی، بی مهرگان، باکتری ها و گیاهان ضروری است. این موجودات مانند موجودات روی زمین از اکسیژن در تنفس استفاده می کنند. ماهی ها و سخت پوستان از طریق آبشش ها اکسیژن را برای تنفس به دست می آورند، در حالی که گیاهان و فیتوپلانکتون ها برای تنفس به اکسیژن محلول نیاز دارند که نور برای فتوسنتز در دسترس نباشد. مقدار اکسیژن محلول مورد نیاز از ارگانیسمی به ارگانیسم دیگر متفاوت است. تغذیه کننده های پایین، خرچنگ ها، صدف ها و کرم ها به حداقل اکسیژن (۱-۶ میلی گرم در لیتر) نیاز دارند، در حالی که ماهی های کم عمق به سطوح اکسیژن بالاتری (۴-۱۵ میلی گرم در لیتر) نیاز دارند.

میکروارگانیسم هایی مانند باکتری ها و قارچ ها نیز به اکسیژن محلول نیاز دارند. این موجودات از اکسیژن محلول برای تجزیه مواد آلی در پایین ستون آب استفاده می کنند. تجزیه میکروبی عامل مهمی در چرخه مواد مغذی است. با این حال، اگر مقدار زیادی مواد آلی در حال پوسیدگی (از جلبک‌های در حال مرگ و سایر موجودات زنده) وجود داشته باشد، اکسیژن در سطوح پایین‌تر آب با سرعت بیشتری در بدنه‌های آبی با گردش نادر یا بدون گردش (که به آن طبقه‌بندی نیز می‌گویند) مصرف می‌شود.

همه آبزیان برای تنفس به اکسیژن محلول نیاز دارند. هنگامی که مواد آلی اضافی (به عنوان مثال، شکوفه های ماکرو جلبک) توسط میکروارگانیسم ها تجزیه می شود، هیپوکسی (کمبود اکسیژن) یا آنکسی (کمبود اکسیژن) ممکن است رخ دهد. در طی این فرآیند تجزیه، اکسیژن محلول در آب مصرف می شود. سطوح پایین اکسیژن اغلب در پایین ستون آب رخ می دهد و بر موجودات زنده در رسوب تأثیر می گذارد. در برخی از بدنه های آبی، سطوح اکسیژن محلول به صورت دوره ای و فصلی، حتی به عنوان بخشی از اکولوژی طبیعی روزانه منابع آبی، در نوسان است. با کاهش سطح اکسیژن محلول، برخی از حیوانات حساس ممکن است ترک کنند، سلامت خود را کاهش دهند یا حتی بمیرند. دلایل بالا ثابت می کند که چرا اکسیژن محلول در آب مهم است.

دما و اکسیژن محلول

غلظت اکسیژن محلول در آب های سطحی تحت تأثیر دما بوده و دارای چرخه فصلی و روزانه است. آب سرد می تواند اکسیژن محلول بیشتری نسبت به آب گرم در خود نگه دارد. در زمستان و اوایل بهار، زمانی که دمای آب سردتر است، غلظت اکسیژن محلول بیشتر است. غلظت اکسیژن محلول در تابستان و پاییز که دمای آب گرمتر است کمتر است.

تمام اشکال آبزیان از اکسیژن محلول در آب های سطحی استفاده می کنند. بنابراین، این مولفه اغلب برای ارزیابی “سلامت” دریاچه ها و رودخانه ها اندازه گیری می شود. اکسیژن از انتشارات اتمسفر و آب های زیرزمینی وارد جریان ها می شود. با این حال، سهم اکسیژن در تخلیه آب های زیرزمینی قابل توجه است، اما فقط در مناطقی که آب های زیرزمینی جزء مهم جریان جریان هستند، مانند مناطقی که رسوب یخبندان دارند. فتوسنتز فرآیند اولیه ای است که بر رابطه اکسیژن محلول/دما تأثیر می گذارد. به نوبه خود، شفافیت آب، شدت نور و مدت زمان بر سرعت فتوسنتز تأثیر می گذارد.

Temperature（C) CsDissolved oxygen（mg/L) Temperature（C) CsDissolved oxygen（mg/L)
0 14.64 18 9.46
1 14.22 19 9.27
2 13.82 20 9.08
3 13.44 21 8.90
4 13.09 22 8.73
5 12.74 23 8.57
6 12.42 24 8.41
7 12.11 25 8.25
8 11.81 26 8.11
9 11.53 27 7.96
10 11.26 28 7.82
11 11.01 29 7.69
12 10.77 30 7.56
13 10.53 31 7.43
14 10.30 32 7.30
15 10.08 33 7.18
16 9.86 34 7.07
17 9.66 35 6.95

جدول مقادیر متناظر اکسیژن محلول اشباع شده در دماهای مختلف (℃۰~℃۳۲)

اندازه گیری اکسیژن محلول

اکسیژن محلول به عنوان یک شاخص مهم برای کیفیت آب در نظر گرفته می شود زیرا نشانگر مستقیم توانایی منابع آبی برای حمایت از زندگی آبزیان است. سطح اکسیژن محلول با استفاده از یک پروب متر کیفیت آب کالیبره شده، معمولاً همراه با اندازه گیری دما و pH اندازه گیری می شود. در حالی که هر ارگانیسم محدوده تحمل اکسیژن محلول خود را دارد، به طور کلی، سطوح DO کمتر از ۳ میلی گرم در لیتر (mg/L) نگران کننده است و آب کمتر از ۱ میلی گرم در لیتر هیپوکسیک و معمولاً بی جان در نظر گرفته می شود.

ابزارهای صحرایی و آزمایشگاهی برای اندازه گیری اکسیژن محلول از دیرباز وجود داشته است. همانطور که در شکل نشان داده شده است، کنتورهای مدرن کوچک و بسیار الکترونیکی هستند. آنها هنوز از یک پروب واقع در انتهای کابل استفاده می کنند. اکسیژن محلول به دما وابسته است (مرتبط معکوس)، بنابراین قبل از هر بار استفاده، کنتور باید به درستی کالیبره شود.

تفسیر خواندن اکسیژن محلول (mg/L)

۰-۲ میلی گرم در لیتر: اکسیژن کافی برای حفظ زندگی نیست

۲-۴ میلی گرم در لیتر: فقط چند ماهی و حشره می توانند زنده بمانند

۴-۷ میلی گرم در لیتر: برای ماهی های گرم آبی قابل قبول است

۷-۱۱ میلی گرم در لیتر: ایده آل برای اکثر ماهی های رودخانه، از جمله ماهی های آب سرد

برای درصد اشباع.

زیر ۶۰%: ضعیف آب خیلی داغ است یا باکتری ها اکسیژن محلول را تخلیه می کنند

۶۰-۷۹%: برای اکثر موجودات آبزی قابل قبول است

۸۰-۱۲۵%: برای اکثر موجودات آبزی بسیار مناسب است

۱۱۲% یا بیشتر: خیلی زیاد است و ممکن است برای ماهی خطرناک باشد

فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی روناکو با ارائه مدل های مختلف دستگاه های سنجش اکسیژن محلول در همه مدل ها و رنج های اندازه گیری تمامی نیاز های کاربران را برآورده کرده است. جهت بازدید از محصولات این فروشگاه بر روی این لینک کلیک فرمایید.