Oksygenering (miljømessig) - Oxygenation (environmental)
Miljøoksygene kan være viktig for bærekraftig utvikling av en bestemt økosystem . Utilstrekkelig oksygen ( miljømessig hypoksi ) kan forekomme i vannmasser som dammer og elver , og har en tendens til å undertrykke tilstedeværelsen av aerobe organismer som fisk . Deoksygenering øker den relative befolkningen av anaerobe organismer som planter og noen bakterier , noe som resulterer i fiskedrap og andre uønskede hendelser. Nettoeffekten er å endre balansen i naturen ved å øke konsentrasjonen av anaerob i forhold til aerobe arter .
Oksygenering ved lufting av vann kan være en del av miljøsaneringen av en vanligvis stillestående vannmasse. For eksempel var Bubbly Creek i Chicago , Illinois , hypoksisk (mangel på oksygen) på grunn av bruken som en åpen kloakk av Chicagos kjøttpakningsindustri, men har blitt oksygenert ved å introdusere trykkluft i vannet, noe som øker fiskebestanden. En lignende teknikk har tidligere blitt brukt i Themsen .
Oppløst oksygen ( DO ) måles i standard løsningsenheter som milliliter O 2 per liter (ml / L), millimol O 2 per liter (mmol / L), milligram O 2 per liter (mg / L) og mol O 2 pr. kubikkmeter (mol / m 3 ). For eksempel, i ferskvann under atmosfærisk trykk ved 20 ° C, er O 2 metning 9,1 mg / L.
I vannmiljøer er oksygenmetning et relativt mål på mengden oksygen (O 2 ) oppløst i vannet sammenlignet med likevektsforhold.
Overmetning av oksygen (dvs. metningsnivåer over 100%) kan forekomme naturlig. Den vanligste årsaken er oksygenproduksjon av fotosyntetisk aktive arter som planter og alger. I følge Henrys lov er likevektens oksygenkonsentrasjon proporsjonal med oksygengassens delvise trykk. Siden luft inneholder omtrent 21% oksygen, tilsvarer likevektskonsentrasjonen av ren oksygengass nesten 500% luftmetning. Den andre grunnen er at oksygenkonsentrasjonen kan være langsom for å tilpasse seg endringer i miljøet. En rask temperaturøkning kan redusere likevektskonsentrasjonen av oksygen til en verdi under den faktiske konsentrasjonen i vannet, noe som gir mer enn 100% metning til systemet har fått tid til å balansere gjennom diffusjon . Overmetning kan noen ganger være skadelig for organismer og forårsake dekompresjonssykdom .
Løselighetstabeller (basert på temperatur) og korreksjoner for forskjellige saltholdigheter og trykk finner du på USGSs nettsted. Tabeller som disse av DO i milliliter per liter (ml / l) er basert på empiriske ligninger som er utarbeidet og testet:
- ln (DO) = A1 + A2 * 100 / T + A3 * ln (T / 100) + A4 * T / 100 + S * [B1 + B2 * T / 100 + B3 * (T / 100) 2 ]
der ln er symbolet for naturlig logaritme og koeffisientene tar følgende verdier:
| A1 | = | −173.4292 | B1 | = | −0.033096 | |
| A2 | = | 249,6339 | B2 | = | 0,014259 | |
| A3 | = | 143.3483 | B3 | = | −0.001700 | |
| A4 | = | −21.8492 | ||||
| T | = | temperatur ( kelvin ) | S | = | saltinnhold (g / kg) |
For å konvertere den beregnede DO ovenfor fra mL / L til mg / L, multipliser svaret med (P / T) * 0,55130, P = mmHg, T = Kelvin
Mål
DO-nivåer måles vanligvis ved bruk av utstyr "RDO (robuste oppløst oksygen)" som måler luminescensslokkingsevnen til en prøve. Økte oksygenivåer resulterer i økt slukking som er godt karakterisert og gjør det mulig å foreta nøyaktige målinger med en sonde som krever minimalt vedlikehold. Før utviklingen av RDO-teknologi ble det brukt membranredoks-teknologi som målte oksygenivåer ved hjelp av en clark-elektrode . Elektrokjemisk utstyr krever betydelig vedlikehold for å fjerne tilsmussing og forhindre nedbrytning av membranen. Redoksmetoder kan også vise en viss kryssfølsomhet for andre gasser som H
2 S .
For prøver med liten eller lav konsentrasjon (mindre enn 2 ppm) er RDO-utstyr betydelig bedre da det ikke bruker oksygen i prøven (og derfor ikke krever omrøring) eller sliter med å måle nullnivåer.
Våtkjemimetoder som Winkler-testen for oppløst oksygen kan også brukes til DO-måling, men som med alle våtekjemimålinger krever disse en dyktig tekniker for å oppnå nøyaktige resultater.