Oxy hòa tan trong nước là gì?
Oxy hòa tan trong nước là gì?
Oxy hòa tan trong nước gọi tắt là DO (Dissolved Oxygen), là lượng dưỡng khí oxy hòa tan trong nước. Lượng oxy này để cung cấp dưỡng khí cho các sinh vật sống trong nước như các loài rong tảo, tôm cá, sinh vật phù du…
Lượng oxy hòa tan này rất cần thiết cho nhu cầu hô hấp của các loài thủy hải sản. Trường hợp nồng độ quá thấp kéo dài có thể dẫn đến hậu quả gây chết hàng loại sinh vật. Hoặc có thể gây ô nhiễm môi trường sống trong nước và môi trường sống của chính con người. Vì vậy chúng ta cần thường xuyên đo nồng độ oxy hòa tan để kịp thời có phương án xử lý khi cần thiết.
Hàm lượng oxy hòa tan trong nước thích hợp là bao nhiêu?
Lượng oxy hòa tan trong nước là 1 trong những thông số cần thiết và quan trọng để đánh tình trạng tốt xấu của nguồn nước. Nếu nồng độ DO cao thì khả năng gây ô nhiễm môi trường thấp hơn hàm lượng oxy hòa tan thấp.
Nồng độ DO có thể dao động từ 0 - 18mg/l trong nguồn nước, hàm lượng oxy hòa tan thông thường trong môi trường nước sạch tự nhiên là 8 - 10 mg/l. Mức độ dao động của nồng độ oxy phụ thuộc vào điều kiện địa lý tự nhiên, cấu tạo địa chất của hồ, nhiệt độ, sự phân hủy chất hữu cơ và vô cơ trong nước…
Trường hợp hàm lượng DO giảm xuống còn 4 - 5 mg/l, thì số lượng các loại sinh vật trong nước sẽ giảm sút đi nhiều hoặc chết. Nếu hàm lượng DO là 0, quá trình phân hủy trong nước kém, màu nước trở thành đen và có mùi khó chịu. Đây là mức oxy nguy hiểm không đủ cho sinh vật sống, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường.
Các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan trong nước
Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến lượng oxy hòa tan trong nước có thể là nhiệt độ, độ mặn, áp suất không khí và một số yếu tố khác. Cụ thể:
Nhiệt độ ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan trong nước
Nhiệt độ ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan trong nước
Oxy trong nước ngọt tan chủ yếu từ 2 thành phần, trong đó phần lớn (60%) được giải phóng từ quang hợp của thực vật, 1 phần khác là do oxy trong không khí tan trong nước (60%). Khi nhiệt độ tăng dần, khoảng cách giữa các phần tử nước nhỏ hơn, nồng độ oxy giảm do những khoảng trống này bị ép ra. Thông thường, nồng độ DO vào mùa hè là thấp nhất.
Khi nước nóng lên, các bong bóng khí đã tan trong nước tăng số lượng và kích thước theo nhiệt độ. Trong nước hình thành nhiều lỗ hổng phân tán khắp thể tích, áp suất trên bề mặt nước sẽ làm đầy những lỗ hổng khí này. Do đó, khi nhiệt độ tăng lên, khí bị ép khỏi phần tử nước, nên nồng độ oxy giảm dần.
Độ mặn
Khi nồng độ muối giảm, tăng oxy hòa tan trong nước và ngược lại nồng độ muối tăng, mức oxy hòa tan cũng giảm. Do khi nồng độ muối trong nước tăng, phân tử muối chiếm những khoảng trống giữa các phân tử nước, làm cho nồng độ oxy giảm.
Áp suất không khí
Khi áp suất không khí càng lớn, càng tăng oxy hòa tan trong nước do càng có nhiều phân tử oxy có thể được áp vào nước. Áp lực từ phía trên cho phép giữa nước có nhiều oxy hơn, ngược lại áp suất không khí càng nhỏ, oxy trong nước càng dễ tràn ra.
Thông thường, nồng độ DO thấp khi áp suất không khí thấp, ví dụ trước khi mưa, đặc biệt là những cơn mưa lớn mùa hè. Ứng dụng vấn đề này, nhiều nông dân sử dụng quạt nước cung cấp oxy cho ao nuôi.
Yếu tố khác
Có nhiều yếu tố khách quan khác ảnh hưởng tới độ oxy hòa tan
-
Quá trình quang hợp của thủy sinh vật sản sinh oxy hòa tan vào trong nước
-
Quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi khuẩn trong nước làm oxy bị tiêu hao
-
Quá trình hô hấp của thủy sinh vật là oxy trong nước bị tiêu hoa
-
Độ thoáng bề mặt nước làm ảnh hưởng đến nồng độ oxy trong nước, bề mặt thoáng nhiều thì oxy hòa tan nhiều và ngược lại
-
Mức độ xáo trộn gây ra bởi dòng chảy có ảnh hưởng đến độ hòa tan của oxy
-
Khi gió to tạo ra sóng làm nước bị khuấy trộn mạnh, làm nồng độ oxy hòa tan tương đối đồng đều theo chiều sâu của nước, ngay cả trong trường hợp nguồn nước xảy ra các hoạt động sinh hóa
-
Hoạt động sục khí cơ học tăng cường khả năng khuấy trộn và có tác dụng tăng cường khả năng tiếp xúc giữa không khí và nước
Xác định hàm lượng oxy hòa tan trong nước
Để đo oxy hòa tan trong nước có nhiều phương pháp khác nhau. Tuy nhiên khi xác định nồng độ DO hiện nay thường áp dụng 3 phương pháp như sau:
Phương pháp Winkler - đo DO dùng hóa chất và thuốc thử
Thực hiện phương pháp Winkler cần sử dụng một số chất hóa học phản ứng trong mẫu nước để xác định được hàm lượng oxy hòa tan trong nước. Sau khi lấy mẫu, dùng hỗn hợp MnSO4, NaN3, Kl. Tiếp tục mang mẫu nước về phòng thí nghiệm, thêm axit Photphoric (H3PO4) hoặc axit Sunfuric (H2SO4) và đo phản ứng, tính lượng oxy hòa tan có trong mẫu theo công thức xác định.
Để thực hiện phương pháp đo này yêu cầu sự cẩn thận, tỉ mỉ và dành nhiều thời gian. Người thực hiện cần có nhiều thao tác, làm nhiều công đoạn và khó có thể đo tại hiện trường, cần tính toán chuẩn để tránh sai số.
Đo nồng độ DO dùng điện cực đo
Phương pháp đo oxy hòa tan trong nước bằng điện cực đo DO là cách sử dụng các đầu đo điện cực thông minh. Đầu đo điện cực hoạt động trên nguyên lý oxy khuếch tán qua màng cực âm, tạo ra dòng điện chạy qua cáp, tỉ lệ với oxy đi qua màng và lớp điện phân.
Như vậy, chúng ta có thể đo áp suất riêng của oxy trong mẫu tại 1 nhiệt độ xác định. Ưu điểm của phương pháp là độ chính xác cao do điện cực sử dụng ít oxy để đo.
Đo nồng độ DO bằng phương pháp phân tích màu
Để xác định hàm lượng oxy hòa tan trong nước có thể áp dụng 2 phương pháp định màu là Indigo Carmine và phương pháp Rhodazine D. Phương pháp này sử dụng các chất thử màu sắc, phản ứng thay đổi màu sắc khi tác dụng với oxy trong nước. Các tương tác dựa trên phản ứng oxi hóa, tùy theo nồng độ oxy mà sự thay đổi màu sắc khác nhau.
Kết quả đo màu sắc có thể so sánh với máu đo màu, máy quang phổ hoặc máy so sánh khác. Tuy nhiên kết quả so sánh với máy đo màu hoặc máy quang phổ được đánh giá là chính xác hơn. Tuy đây là phương pháp đo tiết kiệm chi phí, cho kết quả nhanh chóng nhưng có tính sai sót do sự khách quan của mắt người quan sát.
Sử dụng máy đo
Xác định hàm lượng oxy hòa tan trong nước bằng máy đo là phương pháp dễ làm, thao tác đơn giản và phổ biến hiện nay. Người dùng có thể đo ngay tại hiện trường không cần sử dụng hóa chất hay phải cài đặt. Máy đo trả kết quả trong thời gian ngắn với độ chính xác cao. Máy đo nồng độ DO sử dụng 1 điện cực đo dòng điện trong mẫu, ứng dụng nguyên tắc tỉ lệ dòng điện đo được là lượng oxy hòa tan để xác định lượng oxy hòa tan trong mẫu.
Nồng độ oxy hòa tan trong nước có ảnh hưởng lớn đến sự tồn tại, phát triển của các loài sinh vật trong nước. Vì vậy trong nuôi trồng thủy sản, chúng ta cần phải quan tâm đến chỉ số này, cũng như giám sát các yếu tố ảnh hưởng để quản lý nồng độ DO ở mức hợp lý nhất. Nếu bạn còn thắc mắc hãy liên hệ với Đông Á, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ.