ออกซิเจนในน้ำ Dissolved oxygen (DO) คือปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ในน้ำ วัดเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (mg/L) จำนวนมิลลิกรัมของออกซิเจนที่ละลายในน้ำหนึ่งลิตร ถึงแม้ว่าโมเลกุลของน้ำ H2O จะมีอะตอมของออกซิเจน แต่ออกซิเจนที่อยู่ในโมเลกุลของน้ำนี้ไม่ใช่สิ่งที่สัตว์น้ำจะสามารถนำมาใช้ได้
ออกซิเจนอิสระที่ไม่เป็นสารประกอบหรือออกซิเจนอิสระ (O2) คือออกซิเจนที่ไม่ผูกมัดกับองค์ประกอบอื่นใด เป็นสิ่งที่สิ่งมีชีวิตในน้ำใช้หายใจได้ เราสามารถจินตนาการได้ว่าโมเลกุลของออกซิเจนอิสระจะละลายในน้ำได้คล้ายๆ กับเกลือหรือน้ำตาลที่ใส่ลงในน้ำแล้วทำการกวนจนละลายทั้งหมด
สำหรับสิ่งมีชีวิตในน้ำที่อาศัยอยู่ในน้ำธรรมชาติ ออกซิเจนจำนวนเล็กน้อยประมาณ 10 โมเลกุลของออกซิเจนต่อน้ำหนึ่งล้านถูกละลายในน้ำ ออกซิเจนเข้าสู่น้ำมาจากบรรยากาศ
ทำไมออกซิเจนละลายน้ำจึงสำคัญ
เช่นเดียวกับมนุษย์ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ปลาและปูที่แหวกว่ายในน่านน้ำไปจนถึงหนอนที่ฝังตัวเองในก้นโคลนต้องการออกซิเจนเพื่อเอาชีวิตรอด
มนุษย์ใช้ปอดเพื่อสูดออกซิเจนจากอากาศแต่หนอน ปลา ปู และสัตว์ใต้น้ำอื่นๆ ใช้เหงือกเพื่อรับออกซิเจนจากน้ำ เมื่อน้ำเคลื่อนผ่านเหงือกของสัตว์ ออกซิเจนจะถูกจัดการและส่งผ่านเข้าสู่กระแสเลือด
เหงือกทำงานได้ดีขึ้นเมื่อมีออกซิเจนมากขึ้นในน้ำโดยรอบ เมื่อระดับออกซิเจนละลายน้ำลดลง สัตว์จะได้รับออกซิเจนที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตได้น้อยลง
ออกซิเจนเข้าสู่น้ำโดย:
- การดูดซึมโดยตรงจากชั้นบรรยากาศ
- การเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วจากลม คลื่น กระแสน้ำ หรือการเติมอากาศเชิงกล
- การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชน้ำเป็นผลพลอยได้ของกระบวนการ
ปัจจัยที่ส่งผลต่อปริมาณของออกซิเจนละลายในน้ำ:
ความดันบรรยากาศ: ความกดอากาศที่สูงขึ้นช่วยให้แหล่งน้ำสามารถกักเก็บออกซิเจนที่ละลายน้ำได้มากขึ้น แรงดันจากด้านบนทำให้น้ำสามารถเก็บโมเลกุลออกซิเจนได้มากขึ้น ดังนั้นความเข้มข้น DO มักจะต่ำกว่าที่ระดับความสูงที่สูงขึ้นเนื่องจากความกดอากาศต่ำ เช่นแหล่งน้ำธรรมชาติบนยอดดอยจะมีค่า DO ต่ำกว่าที่ระดับพื้นราบ
อุณหภูมิ: แหล่งน้ำที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าสามารถบรรจุออกซิเจนที่ละลายน้ำได้มากกว่า เนื่องจากโมเลกุลของออกซิเจนมีการเคลื่อนไหวน้อยลง การเคลื่อนไหวของโมเลกุลออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นในน้ำอุ่นช่วยให้ออกซิจนหนีออกจากน้ำไปในอากาศ
ความลึกของน้ำ: ยิ่งน้ำตื้น ความเข้มข้นของ DO ก็ยิ่งสูงขึ้น เนื่องจากลมที่สร้างคลื่นบนผิวน้ำจะเพิ่ม DO เช่นเดียวกับพืชน้ำที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำที่มีแสงตื้นกว่าจะสร้าง DO เป็นผลพลอยได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง
ความเค็ม: ความเค็มที่ต่ำลงมีส่วนทำให้มีความเข้มข้นของ DO สูงขึ้น เนื่องจากเกลือส่งผลต่อความสามารถในการละลายของก๊าซ โดยหลักแล้วจะขับพวกมันออกจากน้ำ
ทางชีวภาพ: ฤทธิ์ทางชีวภาพที่ต่ำกว่าของจุลินทรีย์ในน้ำทำให้มีความเข้มข้นของ DO สูงขึ้น เนื่องจากจุลินทรีย์ที่กินสารอินทรีย์และวัตถุที่เน่าเปื่อยใช้ออกซิเจนในการหายใจ
การตรวจวัดค่าออกซิเจนละลายน้ำ Dissolved oxygen (DO)
การวัดค่าออกซิเจนละลายในน้ำและการบำบัดเพื่อรักษาระดับ DO ที่เหมาะสม เป็นหน้าที่ที่สำคัญในการใช้งานการบำบัดน้ำที่หลากหลาย เราสามารถทดสอบ DO ในน้ำได้ด้วยวิธีต่อไปนี้: ไทเทรต วิเคราะห์โดยหลักการไฟฟ้าเคมี (โพรบแบบกัลวานิกและโพลาโรกราฟิก) แบบออปติคัล
แนะนำให้คุณเลือกชมดูสินค้า DO Meter สำหรับวัดออกซิเจนในน้ำรุ่นแนะนำ
ไทเทรตแบบ Winkler’s
การไทเทรตใช้ของเหลวหนึ่งชนิดที่มีการกำหนดความเข้มข้นอยู่แล้ว (ไทแทรนต์) เพื่อระบุความเข้มข้นของอีกของเหลวหนึ่ง (ตัวอย่างของคุณ)
ไทเทรตสำหรับการทดสอบ DO ในน้ำเรียกว่า “วิธี Winkler” วิธีนี้ยังคงใช้กันทั่วไปในการทดสอบในแหล่งน้ำ อย่างไรก็ตาม มีความกังวลเกี่ยวกับความไม่ถูกต้อง ตัวอย่างสารปนเปื้อน/การรบกวน และข้อผิดพลาดของมนุษย์ นั่นคือเหตุผลที่เทคโนโลยีใหม่ได้สร้างวิธีการทดสอบ DO ในน้ำที่ง่ายและแม่นยำยิ่งขึ้น
วิธีการทางไฟฟ้า (Galvanic & Polarographic Probes)
หากกำลังต้องการทดสอบค่า DO ในห้องปฏิบัติการหรือภาคสนาม นี่อาจเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด ด้วยเซ็นเซอร์วัดค่าออกซิเจนละลายน้ำด้วยไฟฟ้าหรือไฟฟ้าเคมีเรียกอีกอย่างว่าเซ็นเซอร์แอมเพอโรเมตริกหรือเซ็นเซอร์แบบคลาร์ก
ซึ่งมีเซ็นเซอร์วิเคราะห์ทางไฟฟ้ามีสองประเภท: หัววัดแบบกัลวานิกและโพลาโรกราฟิก ให้การวัดแบบต่อเนื่องและใช้งานได้จริง
แบบออปติคัล (Optical Dissolved Oxygen)
วิธีนี้ยังใช้โพรบที่มีเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้เพื่อทดสอบ DO ในน้ำ แต่โพรบจะตรวจสอบการเรืองแสงแทนการตรวจสอบปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี
หัววัดจะปล่อยแสงสีฟ้าที่กระตุ้น (อิเล็กตรอนได้รับพลังงาน) วัสดุที่ไวต่อแสงภายในฝาครอบหัววัด หากมี DO อยู่ในน้ำ มันจะยับยั้งแสงสีแดงเนื่องจากความยาวคลื่นถูกจำกัด/เปลี่ยนแปลง ความถี่ ความเข้ม และการสลายตัวของแสงสีแดงขึ้นอยู่กับปริมาณ DO ในน้ำ
แม้ว่าโพรบออกซิเจนละลายน้ำแบบออปติคัลจะให้การวัด DO อย่างต่อเนื่องได้อย่างแม่นยำ แต่ก็อาจได้รับผลกระทบจากความชื้นและมีราคาสูงเนื่องจากเป็นเทคโนโลยีใหม่
แนะนำให้คุณเลือกชมดู สินค้าเครื่องวัดออกซิเจนในน้ำรุ่นแนะนำ
