Оксигенация (окружающая среда) - Oxygenation (environmental)

Смотрите также: насыщение кислородом и аэрация воды

Относящийся к окружающей среде оксигенация может быть важным для устойчивость конкретного экосистема. Недостаток кислорода (экологическая гипоксия ) может встречаться в водоемах, таких как пруды и реки, стремясь подавить присутствие аэробные организмы такие как рыбы. Деоксигенация увеличивает относительную популяцию анаэробные организмы такие как растения и некоторые бактерии, в результате чего убивает рыбу и другие побочные эффекты. Чистый эффект заключается в изменении баланс природы за счет увеличения концентрации анаэробных над аэробными виды.

Оксигенация аэрация воды может быть частью восстановление окружающей среды обычно застойный водное пространство. Например, Bubbly Creek в Чикаго, Иллинойс, был гипоксический (дефицит кислорода) из-за его использования в качестве открытая канализация Чикаго мясная промышленность но был насыщен кислородом путем введения сжатый воздух в его воды, увеличивая популяцию рыб.[нужна цитата ] Подобный метод ранее использовался в Темза.[нужна цитата ]

Среднегодовая морская поверхность растворена кислород для Мировой океан. Данные из Атлас Мирового океана 2009.
Тихий океан участки растворенного кислорода и очевидное использование кислорода. Данные из Атлас Мирового океана 2009.[1]

Растворенный кислород (ДЕЛАТЬ) измеряется в стандартных единицах раствора, таких как миллилитры O2 на литр (мл / л), миллимоли О2 на литр (ммоль / л), миллиграммы O2 на литр (мг / л) и моль O2 на кубический метр (моль / м³). Например, в пресной воде при атмосферном давлении при 20 ° C O2 насыщенность 9,1 мг / л.

В водный окружающая среда, насыщение кислородом относительная мера количества кислород (O2) растворяется в воде по сравнению с условиями равновесия.

Пересыщение кислорода (т.е. уровень насыщения выше 100%) может происходить естественным путем. Наиболее частой причиной является производство кислорода фотосинтетически активными видами, такими как растения и водоросли. Согласно с Закон Генри, равновесная концентрация кислорода пропорциональна парциальному давлению газообразного кислорода. Поскольку воздух содержит около 21% кислорода, равновесная концентрация чистого газообразного кислорода соответствует почти 500% насыщению воздухом. Другая причина заключается в том, что концентрация кислорода может медленно адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Быстрое повышение температуры может снизить равновесную концентрацию кислорода до значения ниже фактической концентрации в воде, что приведет к увеличению насыщения более чем на 100% до тех пор, пока система не успеет прийти в равновесие через распространение.[2] Перенасыщение иногда может быть вредным для организмов и вызывать декомпрессионная болезнь.

Таблицы растворимости (основанные на температуре) и поправки на различную соленость и давление можно найти на веб-сайте USGS.[3] Таблицы, подобные этим ДЕЛАТЬ в миллилитрах на литр (мл / л) основаны на эмпирических уравнениях, которые были разработаны и протестированы:[4]

ln (DO) = A1 + A2 * 100 / T + A3 * ln (T / 100) + A4 * T / 100 + S * [B1 + B2 * T / 100 + B3 * (T / 100)2]

где ln - символ натуральный логарифм а коэффициенты принимают следующие значения:

A1=−173.4292B1=−0.033096
A2=249.6339Би 2=0.014259
A3=143.3483B3=−0.001700
A4=−21.8492
Т=температура (кельвин )S=соленость (г / кг)

Для преобразования вычисленных ДЕЛАТЬ выше от мл / л до мг / л, умножьте ответ на (P / T) * 0,55130, P = мм рт. ст., T = Кельвин

Измерение

Уровни растворенного кислорода обычно измеряются с помощью оборудования «прочного растворенного кислорода» (RDO), которое измеряет тушение люминесценции способность образца. Повышенный уровень кислорода приводит к усилению гашения, которое хорошо охарактеризовано и позволяет проводить точные измерения с помощью зонда, который требует минимального обслуживания. До разработки технологии RDO использовалась мембранная окислительно-восстановительная технология, при которой уровни кислорода измерялись с помощью Кларк электрод. Электрохимическое оборудование требует значительного обслуживания для удаления загрязнений и предотвращения разрушения мембраны. Редокс-методы могут также демонстрировать некоторую перекрестную чувствительность к другим газам, таким как ЧАС
2S.[5][6]

Для образцов с малой или низкой концентрацией (менее 2 частей на миллион) оборудование RDO значительно лучше, поскольку оно не потребляет кислород в образце (и, следовательно, не требует перемешивания) или затрудняет измерение нулевого уровня.[5][6][нужен лучший источник ]

Влажная химия такие методы, как Тест Винклера на растворенный кислород также может использоваться для измерения содержания растворенного кислорода, но, как и для всех измерений влажной химии, для получения точных результатов требуется квалифицированный специалист.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ 2009
  2. ^ «Значения растворенного кислорода в окружающей среде выше 100% насыщения воздуха» (PDF). IOOS Websate. YSI Environment. Архивировано из оригинал (PDF) 17 октября 2015 г.. Получено 29 июля 2015.
  3. ^ Веб-сайт USGS
  4. ^ Вайс, Р. (1970). «Растворимость азота, кислорода и аргона в воде и морской воде». Глубоководные исследования. 17: 721–35. Дои:10.1016/0011-7471(70)90037-9.
  5. ^ а б «Оптические методы RDO® in-situ® для измерения растворенного кислорода превосходят традиционные методы» (Пресс-релиз). In-situ Inc. Архивировано с оригинал (pdf) 14 июля 2014 г.. Получено 9 июля 2014.
  6. ^ а б «Сравнение методов испытаний растворенного кислорода (DO)» (PDF) (Пресс-релиз). Thermo Scientific. 13 ноября 2008 г.. Получено 9 июля 2014.

внешняя ссылка