الأكسجين المذاب في الماء: من عملية الذوبان إلى تطبيقات معالجة المياه، تحليل متعمق لأهميته في الحفاظ على جودة المياه والحياة المائية

ما هو الأكسجين المذاب؟

الأكسجين المذاب (DO) هو كمية الأكسجين الغازي (O2) الذائبة في الماء. إنه عنصر حيوي أساسي للحياة المائية، حيث تعتمد الأسماك والكائنات الحية المائية الأخرى على الأكسجين المذاب للتنفس. بالإضافة إلى ذلك، يعد الأكسجين المذاب مؤشرًا مهمًا على جودة المياه وصحة النظام البيئي المائي.

عملية الذوبان:

• يدخل الأكسجين الغازي الماء من الغلاف الجوي عن طريق الانتشار.
• تزيد حركة الماء، مثل الأمواج والتيارات، من هذه العملية.
• تقوم النباتات والطحالب المائية أيضًا بإنتاج الأكسجين كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي.

العوامل المؤثرة على الأكسجين المذاب:

• درجة الحرارة:

1. يقل ذوبان الأكسجين في الماء كلما ارتفعت درجة الحرارة.
2. المياه الدافئة تحتوي على مستويات أقل من الأكسجين المذاب مقارنة بالمياه الباردة.

• الملوحة:

1. يقل ذوبان الأكسجين في الماء المالح مقارنة بالماء العذب.
2. الأملاح الذائبة في الماء المالح تقلل من قدرة الماء على الاحتفاظ بالأكسجين.

• الضغط الجوي:

1. يزداد ذوبان الأكسجين في الماء مع ارتفاع الضغط الجوي.
2. المياه الموجودة في المناطق المرتفعة قد تحتوي على مستويات أعلى من الأكسجين المذاب.

• حركة الماء:

1. تزيد حركة الماء من امتصاص الأكسجين من الهواء.
2. الأنهار والجداول السريعة الحركة تحتوي على مستويات أعلى من الأكسجين المذاب مقارنة بالبرك والبحيرات الراكدة.

• النشاط البيولوجي:

1. تستهلك الكائنات الحية المائية، مثل الأسماك والبكتيريا، الأكسجين المذاب في عملية التنفس.
2. تقوم النباتات والطحالب المائية بإنتاج الأكسجين من خلال عملية التمثيل الضوئي، ولكنها تستهلكه أيضًا في الليل.
3. زيادة الكائنات الحية في الماء تؤدي إلى إستهلاك عالي للأوكسجين المنحل.

• التلوث:

1. يمكن أن يؤدي التلوث العضوي، مثل مياه الصرف الصحي، إلى زيادة استهلاك الأكسجين المذاب بواسطة البكتيريا التي تحلل المواد العضوية.
2. يمكن أن يؤدي التلوث الحراري، مثل تصريف المياه الساخنة من محطات الطاقة، إلى تقليل مستويات الأكسجين المذاب.

أهمية الأكسجين المذاب:

• ضروري للحياة المائية:

1. تحتاج الأسماك والكائنات الحية المائية الأخرى إلى الأكسجين المذاب للتنفس.
2. يمكن أن تؤدي مستويات الأكسجين المذاب المنخفضة إلى إجهاد الكائنات الحية المائية أو موتها.

• مؤشر على جودة المياه:

1. تشير مستويات الأكسجين المذاب إلى صحة النظام البيئي المائي.
2. مستويات الأكسجين المذاب المنخفضة قد تشير إلى تلوث أو مشاكل أخرى في جودة المياه.

• يؤثر على العمليات الكيميائية: يلعب الأكسجين المذاب دورًا في العديد من العمليات الكيميائية في الماء، مثل أكسدة المواد العضوية.

قياس الأكسجين المذاب:

• يتم قياس الأكسجين المذاب بوحدة ملليغرام لكل لتر (ملغم/لتر) أو جزء في المليون (جزء في المليون).
• تستخدم أجهزة قياس الأكسجين المذاب، مثل المجسات الإلكترونية، لقياس مستويات الأكسجين المذاب في الماء.

تطبيقات:

• مراقبة جودة المياه: يتم قياس الأكسجين المذاب بانتظام في البحيرات والأنهار والجداول لتقييم جودة المياه.
• تربية الأحياء المائية: يتم مراقبة مستويات الأكسجين المذاب في أحواض تربية الأحياء المائية لضمان صحة الأسماك والكائنات المائية الأخرى.
• معالجة مياه الصرف الصحي: يتم استخدام الأكسجين المذاب في معالجة مياه الصرف الصحي لتحليل المواد العضوية.
• التحاليل المخبرية للمياه: يعتبر قياس الأوكسجين المنحل أحد أهم التحاليل التي تجرى على عينات المياه.

خلاصة:

الأكسجين المذاب هو عنصر حيوي لجودة المياه والحياة المائية. فهم العوامل التي تؤثر على مستويات الأكسجين المذاب وأهميته أمر بالغ الأهمية للحفاظ على صحة النظم البيئية المائية.