Кислород. Его влияние на состояние искусственного водоёма

Вода искусственного водоёма содержит в себе много разных химических элементов. От их концентрации многое зависит: состояние растений и живых организмов, населяющих искусственный водоём, прозрачности и цвет воды, безопасность использования искусственного водоёма. Одним из основных химических элементов, большая концентрация которого в воде искусственного водоёма значительно улучшает его жизнь, является кислород.

Кислород

Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O2. На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее.

К первой группе процессов, обогащающих воду кислородом, следует отнести:

• процесс абсорбции кислорода из атмосферы;
• выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза;
• поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно пересыщены кислородом.
• повышение концентрации кислорода в воде с помощью специальных приборов – аэраторов; усиление циркуляции с помощью насосов.

Абсорбция кислорода из атмосферы происходит на поверхности водного объекта. Скорость этого процесса повышается с понижением температуры, с повышением давления и понижением минерализации. Аэрация - обогащение глубинных слоев воды кислородом - происходит в результате перемешивания водных масс, в том числе ветрового, вертикальной температурной циркуляции и т.д.

Фотосинтетическое выделение кислорода происходит при ассимиляции диоксида углерода водной растительностью (прикрепленными, плавающими растениями и фитопланктоном). Процесс фотосинтеза протекает тем сильнее, чем выше температура воды, интенсивность солнечного освещения и больше биогенных (питательных) веществ (фосфора, азота и др.) в воде. Продуцирование кислорода происходит в поверхностном слое водоема, глубина которого зависит от прозрачности воды (для каждого водоема и сезона может быть различной - от нескольких сантиметров - до нескольких десятков метров).

К группе процессов, уменьшающих содержание кислорода в воде, относятся:

• реакции потребления его на окисление органических веществ:
• биологическое (дыхание организмов),
• биохимическое (дыхание бактерий, расход кислорода при разложении органических веществ)
• химическое (окисление).

Скорость потребления кислорода увеличивается с повышением температуры, количества бактерий и других водных организмов и веществ, подвергающихся химическому и биохимическому окислению. Кроме того, уменьшение содержания кислорода в воде может происходить вследствие выделения его в атмосферу из поверхностных слоев и только в том случае, если вода при данных температуре и давлении окажется пересыщенной кислородом.

В поверхностных водах содержание растворенного кислорода варьирует в широких пределах - от 0 до 14 мг/дм3 - и подвержено сезонным и суточным колебаниям. Суточные колебания зависят от интенсивности процессов его продуцирования и потребления и могут достигать 2.5 мг/дм3 растворенного кислорода. В зимний и летний периоды распределение кислорода носит характер стратификации (разделения водной толщи на слои с разным содержанием кислорода). Дефицит кислорода чаще наблюдается в водных объектах с высокими концентрациями загрязняющих органических веществ и в эвтрофированных (заросших водной растительностью) водоемах, содержащих большое количество биогенных и гумусовых веществ.

Концентрация кислорода определяет величину окислительно-восстановительного потенциала и в значительной мере направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений.

Кислородный режим оказывает глубокое влияние на жизнь водоема.

Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг O2/дм3. Понижение его до 2 мг/дм3 вызывает массовую гибель (замор) рыбы. Неблагоприятно сказывается на состоянии водного населения и пересыщение воды кислородом в результате процессов фотосинтеза при недостаточно интенсивном перемешивании слоев воды.

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого и санитарного водопользования содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг/дм3 в любой период года; для водоемов рыбохозяйственного назначения концентрация растворенного в воде кислорода не должна быть ниже 4 мг/дм3 в зимний период (при ледоставе) и 6 мг/дм3 - в летний.

Определение кислорода в поверхностных водах включено в программы наблюдений с целью оценки условий обитания рыб, а также как косвенная характеристика оценки качества поверхностных вод и регулирования процесса очистки стоков. Она существенна для аэробного (кислородного) дыхания и является индикатором биологической активности (т.е. фотосинтеза) в водоеме.

Количество кислорода в водоёмах разной степени загрязненности в разные периоды.

По материалам:

Справочник по гидрохимии. Электронная версия.