Dissolved oxygen (DO) หรือในภาษาไทยคือออกซิเจนในน้ำหมายถึงปริมาณก๊าซออกซิเจน (O2) ที่ละลายในน้ำ มีหน่วยเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (มก./ลิตร) mg/L หรือส่วนในล้านส่วน (ppm)
ออกซิเจนในน้ำน้ำเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความสมบูรณ์ของระบบนิเวศในน้ำ และจำเป็นต่อการอยู่รอดของสัตว์น้ำหลายชนิด รวมถึงปลา สัตว์น้ำที่มีเปลือกแข็ง และสิ่งมีชีวิตที่หายใจในน้ำอื่นๆ
ออกซิเจนในน้ำ (DO) เกิดขึ้นเองได้ตามธรรมชาติผ่านกลไกหลายอย่างได้แก่การสังเคราะห์โดยพืชน้ำ การเติมอากาศผ่านการเคลื่อนที่ของน้ำ และการแพร่จากชั้นบรรยากาศลงสู่แหล่งน้ำ
สิ่งสำคัญคือต้องรักษาระดับ Dissolved oxygen (DO) ที่ละลายในน้ำให้เพียงพอ เนื่องจากจำเป็นสำหรับการหายใจของสัตว์น้ำ และช่วยสนับสนุนห่วงโซ่อาหารโดยให้พลังงานสำหรับการเจริญเติบโตและการอยู่รอดของพืชและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ
ปัจจัยที่ส่งผลออกซิเจนในน้ำ (Dissolved oxygen)
ความเข้มข้นของออกซิเจนในน้ำสามารถได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย รวมถึงอุณหภูมิของน้ำ ระดับ pH มลพิษทางน้ำ และการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล โดยทั่วไป น้ำอุ่นมีออกซิเจนละลายน้ำน้อยกว่าน้ำเย็น และระดับมลพิษหรือสารอาหารที่เพิ่มขึ้นสามารถลดปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำได้ ได้แก่:
- อุณหภูมิของน้ำ: น้ำอุ่นมีออกซิเจนละลายน้อยกว่าน้ำเย็น และเมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของออกซิเจนจะลดลง
- ระดับ pH: ค่า pH ของน้ำมีผลต่อการมีออกซิเจนสำหรับสิ่งมีชีวิต pH ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับออกซิเจนที่ละลายน้ำอยู่ระหว่าง 6.5 ถึง 8.5
- มลพิษทางน้ำ: การปนเปื้อนจากมลพิษ เช่น สารเคมี โลหะหนัก และขยะอินทรีย์สามารถลดปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำได้
การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล: การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของน้ำและรูปแบบสภาพอากาศอาจส่งผลต่อระดับออกซิเจนที่ละลายในน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำตื้นหรือน้ำนิ่ง - พืชน้ำ: การเจริญเติบโตและเมแทบอลิซึมของพืชน้ำอาจส่งผลต่อระดับออกซิเจนที่ละลายในน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่มีการเจริญเติบโตสูงหรือเมื่อมีการสลายตัวของวัสดุจากพืชที่ตายแล้ว
- การเติมอากาศ: ปริมาณการเคลื่อนที่ของน้ำและความปั่นป่วนอาจส่งผลต่อปริมาณออกซิเจนที่สามารถละลายในน้ำได้
- ระดับความสูง: ยิ่งระดับความสูงมาก ความดันบรรยากาศยิ่งต่ำ และความสามารถในการละลายของออกซิเจนในน้ำก็จะยิ่งต่ำ
- ปริมาณเกลือในน้ำ: ความเค็มในน้ำส่งผลต่อระดับออกซิเจน โดยทั่วไปหากน้ำที่เค็มมากเช่นน้ำทะเลสามารถลดปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำได้ เนื่องจากเกลือจะเพิ่มความหนาแน่นของน้ำ ทำให้ออกซิเจนละลายได้ยากขึ้น สิ่งนี้อาจเป็นปัญหาอย่างยิ่งในบริเวณปากแม่น้ำและพื้นที่อื่น ๆ ที่น้ำจืดผสมกับน้ำทะเลทำให้เกิดน้ำกร่อยที่มีออกซิเจนละลายต่ำ
การตรวจวัดออกซิเจนในน้ำ
มีหลายวิธีที่ใช้ในการวัดปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ได้แก่ :
- เซ็นเซอร์เคมีไฟฟ้า: เซ็นเซอร์เหล่านี้ใช้อิเล็กโทรดเพื่อวัดค่าการนำไฟฟ้าของน้ำ ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณออกซิเจนในน้ำ เราเรียกเครื่องมือนี้ว่า Dissolved oxygen (DO) meter
- วิธีการแบบแมนนวล: หนึ่งในวิธีการแบบแมนนวลที่พบมากที่สุดคือการทดสอบไทเทรตแบบ Winkler ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเติมรีเอเจนต์ลงในน้ำเพื่อสร้างปฏิกิริยาทางเคมีที่ก่อให้เกิดออกซิเจน จากนั้นจึงวัดค่า\
- เทคโนโลยีแบบแสง Optode: วิธีนี้ใช้เซ็นเซอร์ไฟเบอร์ออปติกที่วัดการเรืองแสงของตัวบ่งชี้ทางเคมีเพื่อตรวจหาปริมาณออกซิเจน
แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อจำกัดของตัวเอง และการเลือกวิธีจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของการตรวจวัด เช่น ความแม่นยำ ต้นทุน และประเภทของน้ำที่กำลังทดสอบ
สิ่งสำคัญคือต้องเลือกวิธีที่เหมาะสมในการวัดค่า Dissolved oxygen ในน้ำ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องและเชื่อถือได้ ซึ่งสามารถใช้ติดตามการเปลี่ยนแปลงของคุณภาพน้ำและสนับสนุนการตัดสินใจเกี่ยวกับการจัดการและการอนุรักษ์น้ำ
