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水體中溶解氧的含量變化及相關問題介紹

溶解氧(dissolved oxygen)指溶解在水中的氧,在水中以分子狀態存在,是水質好壞的重要指標(target aim)之一,通常用1L水中溶解氧的毫克數來表示。對于人類來說,健康的飲用水中溶解氧含量不得小于6mg /L,對于水中魚類而言,溶解氧需大于4mg/L才能保證其正常的生命活動。  1 影響水體中溶解氧含量的條件   水體,不同于單純的水。它除了包括水之外,還包括水中的植物、動物、底泥等,屬于生態系統的概念范疇。因此水體中的含氧量與水體中生物群落的組成,分布等密切相關。 1.1 兩種作用(role)   水體中溶解氧的含量受到兩種作用的影響:一是耗氧作用。包括需氧有機物降解時的耗氧、生物呼吸時的耗氧以及無機物的氧化耗氧等。所謂需氧有機物,是指在微生物的生物化學作用的分解過程中需要消耗氧的有機物。如糖類、蛋白質、脂質、木質素等。這類污染(pollute)物若過量排放,會大量消耗水中的溶解氧。生物呼吸的耗氧,則指水中植物、動物及需氧特殊結構:莢膜、鞭毛、菌毛(fungus)等需氧生物所耗的氧。無機物的的氧化耗氧則指如F

  E、H2s等還原性物質(material)在氧(Oxygen)化過程中所消耗(consume)的氧。溶解氧測定儀是測定水中溶解氧的裝置,工作原理是氧透過隔膜被工作電極還原,產生與氧濃度成正比的擴散電流,通過測量此電流,得到水中溶解氧的濃度。ph計是指用來測定溶液酸堿度值的儀器,是一種常見的分析儀器,廣泛應用在農業、環保和工業等*域。土壤pH值是土壤重要的基本性質之一。溶解氧測定儀是水質檢測一項非常重要的指標。其中,需氧有機物降解和生物呼吸所耗氧是主要的。另一種作用(role)是富氧作用。主要包括空氣中氧的溶解和水生植物的光和作用等。  1.2 環境(environment)因素(factor)  天然水體溶解氧的含量是各種環境因素綜合作用的結果。除與水體中生物數量和有機物數量有關外,還與大氣中的氧分壓、水溫、水層、水面狀態、水的流動方式等因素有關。正常情況下,地表水的溶解氧含量一般為5mg/L~10mg/L,一般清潔河流、湖泊可大于7mg/L,有風浪時,海水溶氧量可達14mg/L,水藻繁生的水體,溶氧量常處于過飽和狀態,地下水溶氧量較少,深層水中甚**無氧。 2  幾種常見情況下的變化  2.1 正常情況下的變化  正常情況下,各種水體都能保持一定的溶解氧水平,但由于各種因素的綜合影響,兩種作用相互消長,使得水體中的溶解氧呈現一定的時空變化。     (1)在時間上,主要存在日變化和季節變化。這主要是因為溫度(temperature)和光照(包括光照強度(strength)與日照長短)等因素會隨著晝夜交替、季節變更而發生變化。這些變化進而影響水體中植物的光和作用,需氧生物的耗氧情況,以及氧在水體中的溶解,從而影響水體中溶解氧的含量變化。  以季節為例:我G南方湖泊生態系統一般在4月~5月時會出現一個溶氧量的高峰,這是由于此時氣候已逐漸轉暖,水溫較高,光照強度逐漸增強(enhancement),日照時間也不斷延長,再加上冬季積累的無機養分,利于浮游植物大量繁殖;而且由于動物數量的增長總是滯后于植物,此時水中動物相對數量較少,耗氧量較少,所以,水中溶解氧會有大幅度增加。  此后,由于無機養分的消耗,動物數量的增加,限制了水中植物數量增長;而且,動物的排泄物和動物遺體的分解,也造成需氧型特殊結構:莢膜、鞭毛、菌(fungus)毛耗氧量增加,因此,水中溶解氧會降**一個較低水平。而到了秋冬季,氣溫下降(descend)   ,光強減弱,日照縮短,水體生物群落中各種群的密度(單位:g/cm3或kg/m3)都會下降,生物的生命活動也所減弱,但由于空氣與水體仍然存在氧的溶解平衡,所以,水體中溶解氧能保持一個不低的水平。 
  (2)在空間(Space)上,主要存在垂直方向即不同深度的變化,這是由于光能影響植物在水中的垂直分布,進而影響動物等其他需氧生物在水中的分布,再加上水溫及水壓(特指:壓強)在垂直方向上的不同,從而影響水中溶解(solubility)氧的含量。一般說來,水體表面與空氣直接接觸,氧的溶解處于一種動態平衡;同時表面浮游植物數量多,光和作用(role)強,釋放的氧多,所以表層溶解氧含量較高。  隨著深度的增加,光照越來越弱,富氧作用溶解的氧與耗氧作用消耗(consume)的氧的比值越來越小,水體中含氧量會越來越低。  2.2 輕度污染(pollute)后的變化 ,輕度污染后水域生態系統通過自身的凈化作用能夠逐漸恢復其穩定性。在這個過程中,水體中溶解氧含量也會發生變化。以河流生態系統為例,當水體中溶解氧含量也會發生變化。以河流生態系統為例,當水體受到生活污水輕度污染后,在污染段由于有大量有機物排入河流,導致需要型細菌(fungus)大量繁殖,分解有機物消耗氧氣,結果使局部(part)河流段溶解氧大量減少。  有機物分解產生的HN4+等無機鹽離子,又會使污染段下游(比喻落后的地位)藻類植物大量繁殖。這樣,一方面,藻類植物通過光和作用釋放氧氣,增加水體中的含氧量。另一方面,有機物的減少使得需氧型微生物(Micro-Organism)數量下降,減少了氧的消耗。所以,水中溶解氧的含量在下游河段又逐漸恢復并維持一定水平。 
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