Kyslík rozpuštěný ve vodě – Petin A. N. a kol. Analýza a hodnocení kvality povrchové vody
Rozpuštěný kyslík se v přírodní vodě nachází ve formě molekul O.2Jeho obsah ve vodě je ovlivněn dvěma skupinami opačně směřujících procesů: některé zvyšují koncentraci kyslíku, jiné ji snižují. První skupina procesů, které obohacují vodu kyslíkem, zahrnuje:
· proces absorpce kyslíku z atmosféry;
· uvolňování kyslíku vodní vegetací během fotosyntézy;
· vstup do vodních ploch s dešťovou a sněhovou vodou, která je obvykle přesycená kyslíkem.
K absorpci kyslíku z atmosféry dochází na povrchu vodního útvaru. Rychlost tohoto procesu se zvyšuje s klesající teplotou, rostoucím tlakem a klesající mineralizací. Při každé teplotní hodnotě existuje rovnovážná koncentrace kyslíku, kterou lze určit pomocí speciálních referenčních tabulek sestavených pro normální atmosférický tlak. Aerace – obohacení hlubokých vrstev vody kyslíkem – nastává v důsledku míchání vodních mas, včetně větru, vertikální cirkulace teploty atd.
K fotosyntetickému uvolňování kyslíku dochází během asimilace oxidu uhličitého vodní vegetací (přichycenými, plovoucími rostlinami a fytoplanktonem). Proces fotosyntézy je intenzivnější, čím vyšší je teplota vody, intenzita slunečního záření a čím více biogenních (výživných) látek (P, N atd.) je ve vodě. Produkce kyslíku probíhá v povrchové vrstvě nádrže, jejíž hloubka závisí na průhlednosti vody (pro každou nádrž a roční období se může lišit, od několika centimetrů až po několik desítek metrů).
Skupina procesů, které snižují obsah kyslíku ve vodě, zahrnuje reakce jeho spotřeby během oxidace organických látek: biologické (dýchání organismů), biochemické (dýchání bakterií, spotřeba kyslíku během rozkladu organických látek) a chemické (oxidace Fe²⁺, Mn²⁺, NO₃2 — , N.H.4 + , CH4H2S). Rychlost spotřeby kyslíku se zvyšuje se zvyšující se teplotou, počtem bakterií a dalších vodních organismů a látek podléhajících chemické a biochemické oxidaci. Kromě toho může dojít k poklesu obsahu kyslíku ve vodě v důsledku jeho uvolňování do atmosféry z povrchových vrstev a pouze tehdy, je-li voda při dané teplotě a tlaku přesycena kyslíkem.
V povrchových vodách se obsah rozpuštěného kyslíku značně liší – od 0 do 14 mg/dm3 – a podléhá sezónním a denním výkyvům. Denní výkyvy závisí na intenzitě procesů jeho produkce a spotřeby a mohou dosáhnout
2,5 mg/dm3 rozpuštěného kyslíku. V zimě a létě je rozložení kyslíku stratifikované. Nedostatek kyslíku je častěji pozorován ve vodních útvarech s vysokými koncentracemi znečišťujících organických látek a v eutrofních vodních útvarech obsahujících velké množství biogenních a huminových látek.
Koncentrace kyslíku určuje hodnotu oxidačně-redukčního potenciálu a do značné míry směr a rychlost procesů chemické a biochemické oxidace organických a anorganických sloučenin. Kyslíkový režim má zásadní vliv na život v nádrži. Minimální obsah rozpuštěného kyslíku, zajišťující normální vývoj ryb, je asi 5 mg/dm3. Jeho pokles na 2 mg/dm3 způsobuje hromadný úhyn (hladovění) ryb. Stav vodní populace je také nepříznivě ovlivněn přesycením vody kyslíkem v důsledku fotosyntézních procesů s nedostatečně intenzivním promícháváním vodních vrstev.
V souladu s požadavky na složení a vlastnosti vody v nádržích v místech odběru pitné a úžitkové vody by obsah rozpuštěného kyslíku ve vzorku odebraném před 12. hodinou neměl být v žádném ročním období nižší než 4 mg/dm3; u nádrží využívaných pro rybolov by koncentrace kyslíku rozpuštěného ve vodě neměla být nižší než
4 mg/dm3 v zimě (během tvorby ledu) a 6 mg/dm3 v létě.
Stanovení kyslíku v povrchových vodách je zahrnuto v pozorovacích programech za účelem posouzení životních podmínek vodních organismů, včetně ryb, a také jako nepřímá charakteristika pro posouzení kvality povrchových vod a regulaci procesu čištění odpadních vod (tabulka 15). Obsah rozpuštěného kyslíku je nezbytný pro aerobní dýchání a je indikátorem biologické aktivity (tj. fotosyntézy) ve vodní ploše.
Obsah kyslíku ve vodních útvarech s různým stupněm znečištění
Stupeň znečištění a třída kvality vody