Кислород в воде: Содержание кислорода в воде

Содержание

Растворённый кислород | Чиос фильтры

  1. Главная
  2. Полезная информация
  3. Показатели воды
  4. Растворённый кислород








Время чтения:


Растворенный кислород не совпадает с кислородом, содержащимся в молекуле воды. Кислород проникает в воду за счет диффузии из окружающего воздуха, при аэрации, и в качестве побочного продукта фотосинтеза.


В то время как воздух на 21% состоит из кислорода, содержание кислорода в воде только 0,001%! Растворенный кислород измеряется или в миллиграммах на литр (мг/л) или в процентах насыщения. Количество кислорода в литре воды определяется как миллиграммы на литр.


Живым организмам в озерах, реках, ручьях и океанах нужен кислород, чтобы выжить. Поэтому с биологической точки зрения уровень кислорода является гораздо более важным показателем качества воды, чем бактерии кишечной группы. Кроме того, кислород влияет на огромное количество других показателей воды, не только биохимических, но и органолептических, таких как запах, прозрачность и привкус. Таким образом, кислород, пожалуй, один из основных показателей качества воды.


Адекватное количество растворенного кислорода необходимо для хорошего качества воды. 


Кислород является необходимым элементом для всех форм жизни. Когда доля растворенного кислорода в объеме воды ниже 5,0 мг/л, жизнь организмов,  обитающих в воде, ставится под угрозу. Уровень кислорода, не превышающий значение           1-2 мг/л, в течение нескольких часов может привести к смерти крупной рыбы.


Количество растворенного кислорода в воде может зависеть от температуры (больше кислорода в холодной воде), давления (больше кислорода растворится в воде при большем давлении) и солености (больше кислорода в воде низкой солености). Распад органического материала в воде, вызванный или химическими процессами, или действием микробов в неочищенных сточных водах, или мертвой растительностью может серьезно снизить концентрацию растворенного кислорода. «Отработанная» вода, сбрасываемая в открытые источники после охлаждения оборудования на производствах или электростанциях, повышает температуру воды и снижает содержание кислорода.


Количество кислорода растворенного воде в вашем водоснабжении, будет зависеть от нескольких факторов:


  • Аэрация воды — под высоким давлением сравнительно большее количество кислорода растворяется в воде.


  • Минеральный состав воды — количество минералов в воде влияет на его способность растворять кислород. Дистиллированная вода поглощает больше кислорода, чем вода с высоким содержанием минеральных солей.


  • Избыточные питательные вещества приводят к проблеме, известной как «цветение». Это приводит к чрезмерному разрастанию водорослей, что ограничивает поступление солнечного света. Растения умирают без солнечного света, что увеличивает процесс разложения и уменьшает количество растворенного кислорода  в воде.


  • Вода из подземных источников обычно содержит меньше растворенного кислорода, чем вода из поверхностных источников.


К сожалению, именно жизнедеятельность человека сильно влияет на снижение количества растворенного кислорода. Строительство плотин замедляет поток воды, уменьшая аэрацию, и увеличивая температуру. Отходы деятельности человека несут в себе большое количество поглощающих кислород бактерий. Удобрения, попадающие в воду, приводят к цветению.


Есть как положительные, так и отрицательные моменты, содержания растворенного кислорода в питьевой воде. 


  • Растворенный кислород предотвращает химическую реакцию и выщелачивание железа и марганца из осадков в источнике воды, которые, в противном случае, оставляют следы на сантехнике и вызывают вкусовые проблемы.  


  • Кислород облегчает биохимическое окисление аммиака в нитраты, снижает  потребность  в хлорировании воды и повышает эффективность дезинфекции. Кроме того, высокий уровень растворенного кислорода в целом считается более приемлемым для воды, поскольку кислород добавляет вкус воде, по этой причине небольшое присутствие растворенного кислорода желательно в питьевой воде.


  • Несмотря на эту желательную особенность, растворенный кислород может быть источником серьезных неприятностей в хозяйственно-питьевом водоснабжении. Дело в том, что кислород вызывает коррозию, особенно в горячей воде и старых чугунных системах водоснабжения.


Наличие естественного уровня растворенного кислорода в воде особенно нежелательно для промышленных предприятий по следующим причинам:


  • Кислород повышает коррозию в металлических трубах и соответствующего оборудования, в частности, в системах отопления и системах охлаждения. Эти коррозионные эффекты существенно активизируются при низком значении рН.


  • Кислород способствует размножению различных организмов и образованию слизи.


  • Кислород препятствует ряду химических реакций и может привести в браку в некоторых отраслях производства, например, целлюлозно-бумажной.


Ряд химических веществ используются в промышленности для удаления кислорода из водоснабжения. Сульфит натрия наиболее широко используется для этой цели. Он вступает в реакцию с кислородом при высоких температурах с образованием сульфата натрия, таким образом, уменьшая количество кислорода. Для бытовых целей чаще  используют полифосфаты, чтобы создать пленку на внутренностях водовода для защиты металла от контакта с кислородом.


Количество растворенного в воде кислорода показывает содержание газообразного кислорода (O2) в водном растворе. Растворенный кислород измеряют или с помощью метода Винклера, или с помощью измерителя и зонда. При определении количества растворенного кислорода существует ряд требований к  месту и процессу взятия проб. Специфичность также заключается в том, что анализ лучше всего проводить сразу же после забора образцов, поэтому этот анализ чаще выполняют на месте.



Вернуться


Рассказать друзьям

Есть вопросы — спрашивайте!


Наши специалисты помогут Вам, окажут бесплатную консультацию или запишут на приём


Задать вопрос

Полезная информация

Жесткость воды

Жесткая вода, вода с высоким содержанием минералов оставляет белые пятна и мутную пленку на стеклянной посуде и сантехнике.

Железо

Подробно рассказываем о проблеме повышенного содержания железа в воде.

Краткий обзор методов очистки воды

Вода является вторым наиболее важным питательным веществом после кислорода, как мы можем жить только несколько дней или около того без него. Есть много источников питьевой воды. Но ее качество не всегда пригодно для питья.

Для частного дома

Где бы вы не проживали, будь то городская квартира, частный дом или загородный коттедж, вы можете столкнуться с проблемой присутствия в воде, которую вы используете, различных примесей, газов, вредных веществ. Оставлять проблему без решения не только нецелесообразно, но просто невозможно, т.к.вода широко используется для хозяйственно-бытовых нужд.

Механическая очистка

Целью фильтра для воды является — отсеивание вредных веществ, механическая фильтрация в настоящее время является наиболее распространенным методом очистки воды.
Фильтры используют механический процесс, а это означает, что частицы вредных веществ попали в очень тонкой пористой элемента который предотвратил попадание их в воду .

Органические примеси

Вода способна растворять или включать огромное количество разнообразных элементов, как органических, так и неорганических.

Термин «органические» означает соединения, которые имеют в качестве составной части элемент углерод. Органические соединения встречаются разных типов и имеют разное происхождение.

Для строительства

Если производство связано с выпуском строительных и отделочных материалов, для эффективного технологического процесса  нужна вода, соответствующая определенным нормативам.

Мембранная очистка

Мембрана является барьером, который позволяет проходить через себя некоторым компонентам, в то время как другие компоненты остаются в жидкости.

Марганец

Марганец оказывает влияние на развитие скелета, участвует в реакциях иммунитета, в кроветворении, тканевом дыхании. Накапливается в костной ткани, печени, гипофизе. Суточная потребность организма человека в этом элементе 2-10 мг. Чрезмерное попадание марганца в организм человека через воду может привести к серьезным последствиям.

Для нефтехимической промышленности

На предприятиях нефтехимической промышленности очистка необходима не только отработанной воды, но и той, которая расходуется в результате технологического процесса. Каждое предприятие настолько уникально, что разработка систем водоподготовки и водоочистки специалистами компании ЧИОС разрабатывается индивидуально.

Сорбционная очистка

Среди различных технологий очистки природных и сточных вод, процесс сорбции считается лучше из-за более низкой стоимости, простоте конструкции и удобства эксплуатации.

Сорбция – это процесс, при котором для удаления растворенного вещества из воды используется сорбент. Наиболее известным сорбентом является активированный уголь, твердое вещество, в этом случае применяют более узкое понятие – адсорбция.

Для предприятий ЖКХ

Компания ЧИОС предлагает комплекс услуг по водоснабжению и водоочистке жилых комплексов премиум класса, коттеджных поселков, населенных пунктов, объектов жилищно-коммунального хозяйства.

Цветность

Заметные проблемы с водой, как правило, связаны наличием цвета, запаха и вкуса. После идентификации эти неприятные элементы могут быть устранены различными способами. «Чистая» вода должна быть ясной, без заметных цветовых изменений.

От бактерий и вирусов

В воде, которую вы считаете безопасной, может содержаться много патогенных организмов, способных вызвать серьезные проблемы с вашим здоровьем и здоровьем ваших близких и коллег. Обычно их классифицируют на три категории.

От нитратов

Нитраты хорошо растворимы и не вступают в реакцию с элементами, содержащимися в почве, следовательно, они имеют высокий способность мигрировать в подземные источники. Наличие нитратов в питьевой воде представляет серьезную опасность для здоровья, особенно для детей и беременных женщин. Кроме того, правильная очистка сточных вод от промышленных азотсодержащих отходов требует очистки перед сбросом в источники грунтовых вод или для повторного использования.

Хлор

В настоящее время этот метод вызывает много споров. Краткий обзор.

Для оздоровительных центров

Компания ЧИОС имеет обширный опыт по водоочистке и водоподготовке на спортивных и оздоровительных объектах. Для таких организаций является критичным соблюдение нормативных требований к качеству используемой воды.

Аэрация

В самом широком смысле, аэрация это процесс, при котором увеличивается площадь контакта между водой и воздухом, осуществляемый или естественными методами,  или с помощью механических устройств. В настоящее время этот термин чаще используется в более узком смысле, ограничиваясь определением, отсылающим к использованию механических устройств или процедур. В процессе движения воды от источника к потребителю аэрация является одним из простейших методов наиболее часто используемых для улучшения физико-химических характеристик воды.

для пищевого производства

Пищевое производство — одна из тех сфер, для которых качество используемой воды является принципиально важным моментом.

Сероводород

Все мы знаем, что вода прозрачная, и не имеет вкуса и запаха. Поэтому, если вода имеет привкус или неприятный запах, это нельзя оставлять без внимания. Проходя путь от природного источника до вашего дома, вода часто растворяет большое количество различных минералов и газов на своем пути.

Новости
1 — 20 из 29

Начало | Пред. |

1

2
|
След. |
Конец

Что такое растворённый в воде кислород и от чего зависит его содержание

Растворённый кислород (DO) – это международный термин, обычно используемый при аналитической работе с водой и другими жидкостями для измерения количества кислорода, растворённого в единице объёма жидкого образца (пробы). Это важный показатель степени пригодности пробы воды для того или иного конкретного технологического применения в промышленности, лабораторной деятельности и т. д.  В каждой из этих сфер существуют определённые требования к допустимому уровню DO. Расскажем, от чего зависит уровень растворённого кислорода в жидкой среде и каковы методы определения этого важного параметра.

 

Для чего нужно измерять количество растворённого кислорода

 

Возьмём простой пример –  контроль качества пресной воды для рекреационных целей, таких как плавание и рыбалка. В этом случае мы должны поддерживать в воде высокое содержание DO. Если уровень растворённого кислорода упадет слишком низко, то рыба задохнется, кроме того, условия в воде станут благоприятными для роста вредных бактерий.

 

При очистке сточных вод твёрдые частицы, находящиеся в воде, могут оседать в больших резервуарах. Чтобы ускорить разложение этих частиц, в резервуары добавляют  растворы, богатые бактериями. Для нормального протекания процесса разложения требуется определённый оптимальный уровень DO, он поддерживается за счет механической аэрации так называемого «активного ила» – пропитанного бактериями содержимого бассейнов. Если уровень растворённого кислорода в воде падает слишком низко, бактерии погибают и разложение прекращается, в свою очередь, если уровень DO является чрезмерным, то затрачивается гораздо больше энергии, чем необходимо для аэрации, и процесс становится слишком дорогостоящим.

 

Фото: Gerd Altmann, источник: pixabay. com

 

Еще один яркий пример важности роли DO – контроль качества подпиточной воды котла. Поскольку присутствие кислорода в воде усиливает коррозию и вызывает образование накипи в котле, препятствующей передаче тепла, в этом случае очень желательно поддерживать концентрацию DO на минимальном уровне.

 

Количество кислорода, которое может удерживаться в определённом объёме воды, зависит от давления атмосферного кислорода на границе раздела воздух-вода, температуры жидкости и степени концентрации других веществ, растворённых в воде.

 

Влияние парциального давления кислорода на содержание растворённого кислорода

 

Со всей очевидностью, объём воды, «контактирующий» с воздухом, будет поглощать воздушные массы и, следовательно, находящийся в них кислород, до тех пор, пока давление, оказываемое поглощённым кислородом на границе раздела воздух-вода, не сравняется с давлением, оказываемым кислородом воздуха на той же границе раздела. В этот момент вода считается насыщенной кислородом. Фактически поглощённое количество кислорода довольно невелико и составляет порядка пяти или десяти частей кислорода на один миллион частей воды.

 

Влияние температуры на содержание растворённого кислорода

 

Как известно каждому, кто когда-либо видел кипение воды в кастрюле, на её стенках и дне в процессе кипения образуются пузыри. Количество и размер пузырьков увеличиваются с ростом температуры. Это пузырьки воздуха, растворенные в воде. Представим стакан с водой, насыщенной кислородом, при комнатной температуре. Показатели парциального  давления кислорода над и под поверхностью воды будут равными. Если же систему нагреть, по сути, вливая в неё энергию, то молекулы кислорода, которые имеют низкую растворимость, легко возбуждаются за счет такого вливания. При этом менее расторопные  молекулы воды увеличивают свою молекулярную активность в более медленном темпе. В результате молекулы кислорода проникают через границу раздела воздух-вода в пространство над поверхностью воды в гораздо большем количестве, нежели молекулы воды, оставляя меньше молекул кислорода, растворенных в воде. Когда вода закипает, то все молекулы кислорода вытесняются из воды, и теперь молекулы воды выходят из стакана так быстро, что образуют слой водяного пара непосредственно над поверхностью воды. Этот слой эффективно изолирует воду от атмосферного кислорода, а содержание DO в воде становится равным нулю.

 

Фото: Pixabay, источник: pexels.com

 

Мы можем представить себе объём воды как однородную среду со множеством отверстий, разбросанных по всему объему. Давление воздуха непосредственно над поверхностью воды заставит эти отверстия заполниться воздухом. Если теперь такое вещество, как соль, растворяется в воде, то оно будет занимать некоторые из отверстий, используемых молекулами кислорода, поскольку они постоянно переходят из воздуха в воду и из воды в воздух. Количество кислорода, которое вода может удерживать при данной температуре, теперь уменьшилось, но парциальное давление растворённого кислорода, остающегося в растворе, должно по-прежнему равняться парциальному давлению атмосферного кислорода над поверхностью воды.

 

Методы измерения растворённого в воде кислорода

 

В основном есть два общих метода измерения DO. В каждом из них используется электродная система, в которой растворённый кислород «проявляется» на катоде, производя измеримый электрохимический эффект. Этот эффект может быть гальваническим, полярографическим или потенциометрическим.

 

В одном из методов измерения кислорода, растворённого в воде, используется ячейка типа Кларка, которая представляет собой систему электродов, отделенную от потока пробы полупроницаемой мембраной. Эта мембрана позволяет кислороду, растворённому в образце, проходить через него к системе измерительных электродов. Катод представляет собой водородный электрод и несет отрицательный приложенный потенциал по отношению к аноду. Электролит окружает электродную пару и удерживается мембраной. В отсутствие реагента катод поляризуется водородом, и сопротивление току становится бесконечным. Когда присутствует реагент, такой как кислород, прошедший через мембрану, катод деполяризуется и электроны расходуются.

 

Анод электродной пары должен реагировать с продуктом реакции деполяризации с соответствующим высвобождением электронов. В результате пара электродов позволяет току течь прямо пропорционально количеству кислорода или реагента, поступающего в систему. Таким образом, величина тока прямо указывает нам на количество кислорода, поступающего в систему.

 

Что влияет на работу датчика DO

 

Надо сказать, что мембранные зонды легко поддаются высокой межфазной турбулентности. Такие рабочие условия могут существенно сократить срок службы датчика, содержащего таллий, поскольку высокая турбулентность сметает ионы таллия, вызывая, тем самым, истощение электрода.

 

Между тем, известно, что растворённые органические материалы не взаимодействуют с выходным сигналом датчиков растворённого кислорода, а неорганические соли, в свою очередь, являются фактором, влияющим на работу электродов. Как мы уже говорили, при использовании датчиков с мембранами в солевых растворах мы должны применить поправочный коэффициент к выходному сигналу. Зонд с таллием требует наличия солей в концентрациях, обеспечивающих минимальную проводимость около 200 микрометров.

 

Двумя основными газами, препятствующими процессу измерения количества растворённого кислорода с помощью мембранного зонда, являются хлор и сероводород. Соединения серы, такие как сероводород, диоксид серы и меркаптаны, вызывают ошибочные результаты, демонстрируемые таллиевым датчиком. Галогены не мешают нормальной работе таллиевого зонда.  

 

При низких концентрациях растворенного кислорода изменения pH ниже 5 и выше 9  единиц оказывают влияние на работу датчика с таллием. Это вмешательство составляет около ±0,5 мг/л DO на единицу pH. На характеристики мембранных зондов изменения pH не влияют.

 

Также следует знать, что серьёзным ограничением в использовании таллиевого зонда является тот факт, что таллий довольно токсичен, и вы должны проявлять осторожность. Мембранные зонды лишены этого недостатка. Поскольку весь кислород, который проходит через мембрану, вступает в реакцию, и поскольку количество кислорода, проходящего через мембрану, является функцией парциального давления кислорода в растворе, этот метод фактически измеряет парциальное давление кислорода в растворе. Он не измеряет фактическую концентрацию кислорода в растворе. По этой причине мы должны корректировать показания концентрации DO, полученные с помощью этого метода, когда какое-либо вещество, например соль, растворяется в воде. Как мы упоминали выше, растворённая соль уменьшит количество отверстий, доступных для переноса кислорода, и, следовательно, снизит фактическую концентрацию кислорода без изменения его парциального давления в растворе. Если материалы электродов выбраны так, что разность потенциалов на катоде составляет -0,5 В или больше, внешний потенциал не требуется, и мы получаем то, что называется гальванической системой.

 

Важность поддержания постоянной температуры для измерений DO

 

Некоторые специалисты вместо того, чтобы полагаться на собственный выбор материалов электродов для обеспечения необходимой разности потенциалов на катоде -0,5 В, используют для этого внешний источник потенциала. Этот способ известен как полярографическая система. В любом случае, мы должны либо поддерживать температуру образца постоянной, либо компенсировать изменение температуры образца. Как правило, первый вариант непрактичен, таким образом, более популярным является второй подход. Правильно подобранный термистор или термометр сопротивления в грамотно спроектированной электрической цепи справляется с температурной компенсацией на отлично.

 

Базовый метод определения концентрации растворённого кислорода в воде

 

Разберём второй метод измерения DO, который считается базовым. В нём используется система электродов, состоящая из электрода сравнения и измерительного электрода с таллием. Полупроницаемая мембрана здесь не используется, электродную систему  погружают непосредственно в образец и концентрацию кислорода определяют путём измерения потенциала напряжения, возникающего по отношению к электроду сравнения, когда растворённый кислород вступает в контакт с таллиевым электродом.

 

На поверхности электрода концентрация талловых ионов пропорциональна растворенному кислороду. Потенциал напряжения, развиваемый ячейкой, зависит от концентрации талловых ионов в этом слое и изменяется по мере изменения концентрации растворённого кислорода. В этой технике используется потенциометрическая система. Измерение концентрации кислорода осуществляется непосредственно в образце. Как и в первом методе, температурная компенсация является обязательной. В обоих методах межфазная динамика на границе раздела зонд-образец является фактором отклика зонда. Необходима значительная межфазная турбулентность, и для обеспечения точности она должна быть постоянной. Впрочем, пока рабочая точка остаётся выше изгиба кривой, можно допустить небольшие изменения турбулентности.

Адаптированный и дополненный перевод с сайта omega.com

 

Используемые изображения:

1. Автор: Alexa, источник: pixabay.com

2. Автор: Gerd Altmann, источник: pixabay.com

3. Автор: Pixabay, источник: pexels.com

Растворенный кислород

Узнайте, сколько кислорода нужно живым существам залива, чтобы выжить, и что происходит, когда образуются области с низким содержанием кислорода.

Растворенный кислород (DO) – это количество кислорода, присутствующего в воде. Измеряется в миллиграммах на литр (мг/л) — количество миллиграммов кислорода, растворенного в литре воды.

Почему важен растворенный кислород?

Как и люди, все живые существа Чесапикского залива — от рыб и крабов, которые плавают в его водах, до червей, которые зарываются в илистое дно — нуждаются в кислороде, чтобы выжить.

Люди используют легкие для вдыхания кислорода из воздуха. Но черви, рыбы, крабы и другие подводные животные используют жабры для получения кислорода из воды. Когда вода проходит через жабры животного, кислород удаляется и попадает в кровь.

Жабры работают лучше, когда в окружающей воде больше кислорода. По мере снижения уровня растворенного кислорода животным становится все труднее получать кислород, необходимый им для выживания.

Сколько растворенного кислорода нужно животным?

Ученые в целом согласны с тем, что животным залива для жизни и процветания требуется концентрация растворенного кислорода 5,0 мг/л или выше. Однако количество кислорода, необходимого животному, варьируется в зависимости от того, насколько большое или сложное животное и где оно живет.

  • Черви и моллюски, обитающие на илистом дне залива, где содержание кислорода естественно низкое, нуждаются в концентрации растворенного кислорода не менее 1 мг/л.
  • Рыба, крабы и устрицы, живущие или кормящиеся на дне, нуждаются в концентрации растворенного кислорода 3 мг/л или выше.
  • Нерестящимся мигрирующим рыбам, их икре и личинкам требуется до 6 мг/л на этих чувствительных стадиях жизни.

Эти уровни представляют области в толще воды с различной концентрацией растворенного кислорода. Самый нижний уровень представляет собой илистое дно залива, где видам необходима концентрация растворенного кислорода не менее 1 мг/л. Самый высокий уровень находится выше всего в толще воды, где нерестящиеся проходные рыбы, их икра и личинки нуждаются в концентрациях до 6 мг/л.

Чтобы увидеть уровни растворенного кислорода в Чесапикском заливе, посетите сайт Eyes on the Bay (для вод Мэриленда) или Систему наблюдения за устьем и побережьем Вирджинии (для вод Вирджинии).

Как кислород попадает в воду?

Кислород может попасть в воду несколькими путями:

  • Кислород из атмосферы растворяется и смешивается с поверхностью воды.
  • Водоросли и подводные травы выделяют кислород в процессе фотосинтеза.
  • Вода поступает в залив из ручьев, рек и океана. В океанских водах обычно больше кислорода. Речные воды быстро движутся, что способствует смешиванию кислорода из воздуха.

Как образуются области с низким содержанием кислорода?

Гипоксические или низкокислородные районы — это регионы с содержанием растворенного кислорода менее 2 мг/л. Бескислородные или бескислородные области — это области с содержанием растворенного кислорода менее 0,2 мг/л. Эти области часто называют «мертвыми зонами», потому что большинство животных не могут там выжить. Области залива с низким уровнем растворенного кислорода являются результатом сложного взаимодействия нескольких природных и антропогенных факторов, включая температуру, загрязнение биогенными веществами, водные потоки и форму дна залива.

Высокие температуры

Температура ограничивает количество кислорода, которое может растворяться в воде: зимой вода может удерживать больше кислорода, чем в жаркие летние месяцы. Однако даже при самых высоких температурах залива (около 91 градуса по Фаренгейту) концентрация растворенного кислорода в воде может составлять от 6 до 7 мг/л. Таким образом, хотя высокие температуры могут влиять на уровень растворенного кислорода, температура — не единственная причина появления областей с низким содержанием кислорода в заливе каждое лето.

Загрязнение питательными веществами

Избыток питательных веществ в воде (известный как эвтрофикация) может способствовать росту цветения водорослей. Устрицы, менхадены и другие фильтраторы съедают часть избыточных водорослей, но большая их часть в конечном итоге не потребляется. Оставшиеся водоросли умирают и опускаются на дно залива, где разлагаются бактериями. Во время этого процесса бактерии потребляют кислород до тех пор, пока в этих придонных водах не останется его мало или совсем не останется.

Поток воды

Разделение воды, поступающей из океана и из пресноводных рек и ручьев залива, также может влиять на уровень растворенного кислорода. Вода, вытекающая из океана, обычно более соленая и прохладная, а речная вода пресная и более теплая. Из-за этих различий речная вода весит меньше, чем океанская вода, и плавает поверх нее, хотя ветер и другие сильные перемешивающие силы могут изменить эту картину.

Граница, где слой пресной воды встречается с нижележащим слоем соленой воды, называется пикноклином. Пикноклин действует как физический барьер, препятствующий смешиванию двух слоев. Летом, когда бактерии, потребляющие водоросли, наиболее активны, пикноклин отделяет бедные кислородом придонные воды от богатых кислородом поверхностных вод. Это может создать большие области с низким или нулевым содержанием кислорода на дне залива.

Форма дна залива

Дно залива не плоское, а имеет разные участки мелководья и глубины. В некоторых чашеобразных участках на дне залива пикноклин может действовать как «крышка», отсекающая придонные воды от поступления кислорода. Это явление часто происходит каждое лето в:

  • Середина основного ствола залива, от моста через залив на юг до устья реки Потомак,
  • Нижняя часть рек Честер, Потомак и Раппаханнок и
  • Нижняя часть Восточного залива, недалеко от острова Кент.

Поверхностные воды: Растворенный кислород в поверхностных водах

Растворенный кислород (DO) в потоке может варьироваться от 0 мг/л до 18 мг/л. Показания выше 18 мг/л физически невозможны на поверхности Земли. Растворенный кислород попадает в воду путем диффузии из атмосферы, аэрации воды, когда она падает через водопады и пороги, а также в качестве побочного продукта фотосинтеза.

Какие факторы влияют на уровень растворенного кислорода?

Снижение уровня растворенного кислорода в речной воде может быть вызвано тем, что вода слишком теплая. По мере повышения температуры воды максимальное количество растворенных газов, таких как кислород, которое вода может удерживать в растворе, уменьшается. Более высокие температуры могут также вызвать другие химические или биологические реакции, которые «потребляют» или используют существующее содержание кислорода в воде быстрее, чем он может быть повторно введен в раствор путем диффузии или смешивания.

Пониженный уровень DO может также свидетельствовать о слишком большом количестве бактерий и избыточном количестве биологической потребности в кислороде – БПК (неочищенные сточные воды, частично очищенные сточные воды, органические выбросы, бескислородные выбросы), которые расходуют DO.

Третьей причиной снижения растворенного кислорода может быть сток удобрений с полей и газонов. То же самое удобрение, которое было предназначено для улучшения роста наземных растений, теперь заставляет водные растения делать то же самое. Если погода станет пасмурной на несколько дней, дышащие растения будут использовать большую часть РК, не способствуя фотосинтезу. Когда все большее количество водных растений в конце концов умирает, их органическое вещество поддерживает большее количество бактерий, потребляющих большое количество растворенного кислорода.
‍

Диаграмма индекса качества воды – на основе растворенного кислорода

Для калькулятора индекса качества поверхностных вод диаграмма растворенного кислорода фактически основана на процентном насыщении растворенного кислорода в воде. Например, измеренная в полевых условиях концентрация растворенного кислорода составляет 5,0 мг/л, но насыщенная концентрация растворенного кислорода в зависимости от повышения температуры и солености составляет 8 мг/л, процент насыщения 62,5%. Таким образом, используя приведенный ниже график, значение Q будет приблизительно равно 54. Значение Q является весовым фактором в калькуляторе индекса качества воды для поверхностных вод. Основное преимущество онлайн-калькулятора индекса качества воды заключается в том, что он использует более единообразный и точный способ интерпретации значения Q из исторического графика ниже.

‍


‍

Проверьте наш калькулятор индекса качества воды для поверхностных вод ‍

‍

Качество воды. Индикатор воды и корпус — биологический спрос

. калькулятор индекса качества, диаграмма БПК на самом деле основана на лабораторном тесте для определения БПК за 5 дней. 5-дневный БПК — это количество кислорода, которое будет потреблено или использовано естественным организмом в течение 5-дневного периода времени. Этот тест относится к количеству потенциально разлагаемого органического материала или пищи в воде. Если 5-дневный БПК равен десяти, соответствующее значение Q будет приблизительно равно 34.

‍

‍


‍

Ознакомьтесь с нашим калькулятором индекса качества воды для поверхностных вод

‍

Укореняющиеся водные растения более многочисленны в озерах и запруженных реках, чем в реках со значительным течением или в ручьях. Большие суточные колебания растворенного кислорода характерны для водоемов с экстенсивным растительным покровом. Уровни DO повышаются с утра до полудня в результате фотосинтеза, достигая пика ближе к вечеру; пасмурные дни также уменьшат фотосинтез. Ночью фотосинтез прекращается, но растения и животные продолжают дышать и потреблять кислород. В результате уровни DO падают до минимума незадолго до рассвета. Уровень растворенного кислорода в таких водах может опускаться ниже 4 мг/л — минимальное количество, необходимое для поддержания жизни тепловодных рыб, таких как синежаберный, окунь и щука.

Как растворенный кислород влияет на водную жизнь

Количество DO, необходимое водному организму, зависит от его вида, температуры воды, присутствующих загрязнителей и состояния самого организма (взрослый или молодой, активный или бездействующий). ).

Форели требуется в пять-шесть раз больше растворенного кислорода при температуре воды 24 °C (75 °F), чем при температуре воды 4 °C (41 °F). Повышенное содержание растворенного кислорода необходимо для поддержки увеличения метаболической активности — явление, присущее другим хладнокровным водным животным.

Общепринятое минимальное количество РК, которое будет поддерживать большую популяцию различных рыб, составляет от 4 до 5 мг/л. Когда DO падает ниже 3 мг/л, погибают даже выносливые рыбы. Имейте в виду, что даже если DO может быть достаточным для поддержания жизни взрослой особи, размножение может быть затруднено из-за необходимости более высокого DO для яиц и неполовозрелых стадий. Истощение DO может вызвать серьезные изменения в видах водных организмов, обитающих в водоемах. Виды, которые не переносят низкие уровни DO — нимфы поденок, нимфы веснянок и личинки жуков — будут заменены несколькими видами устойчивых к загрязнению организмов, таких как черви и личинки мух. Неприятные водоросли и анаэробные организмы (которые живут без кислорода) также могут стать многочисленными в водах с низким уровнем растворенного кислорода.

Нижеследующее даст вам некоторое представление о том, как разные виды рыб различаются по требованиям к РК:

Самый низкий уровень РК, при котором рыба выживает в течение 24 часов (лето)

Северная щука — 6,0 мг/л

Черный окунь — 5,5 мг/л

Солнечный окунь — 4,2 мг/л

Желтый окунь — 4,2 мг/л

Черный бычок — 3,3 мг/л
‍

Некоторые загрязняющие вещества нарушают поглощение кислорода и обмен веществ, поэтому некоторые виды водных животных при наличии этих загрязняющих веществ могут потребоваться более высокие уровни растворенного кислорода.