La oxigenación ambiental puede ser importante para la sostenibilidad de un ecosistema en particular . Puede ocurrir insuficiencia de oxígeno ( hipoxia ambiental ) en cuerpos de agua como estanques y ríos , lo que tiende a suprimir la presencia de organismos aeróbicos como los peces . La desoxigenación aumenta la población relativa de organismos anaeróbicos como plantas y algunas bacterias , lo que provoca la muerte de peces y otros eventos adversos. El efecto neto es alterar el equilibrio de la naturaleza aumentando la concentración de anaeróbicos sobre aeróbicos.especie .
La oxigenación por aireación del agua puede ser parte de la remediación ambiental de un cuerpo de agua generalmente estancado . Por ejemplo, Bubbly Creek en Chicago , Illinois , era hipóxico (deficiente en oxígeno) debido a su uso como alcantarillado abierto por la industria empacadora de carne de Chicago, pero se ha oxigenado al introducir aire comprimido en sus aguas, aumentando la población de peces. [ cita requerida ] Una técnica similar se ha utilizado previamente en el Támesis . [ cita requerida ]
El oxígeno disuelto ( OD ) se mide en unidades de solución estándar, como mililitros de O 2 por litro (mL / L), milimoles de O 2 por litro (mmol / L), miligramos de O 2 por litro (mg / L) y moles de O 2 por litro. metro cúbico (mol / m 3 ). Por ejemplo, en agua dulce a presión atmosférica a 20 ° C, la saturación de O 2 es de 9,1 mg / L.
En ambientes acuáticos , la saturación de oxígeno es una medida relativa de la cantidad de oxígeno (O 2 ) disuelto en el agua en comparación con las condiciones de equilibrio.
La sobresaturación de oxígeno (es decir, niveles de saturación superiores al 100%) puede ocurrir de forma natural. La causa más común es la producción de oxígeno por especies fotosintéticamente activas como plantas y algas. Según la ley de Henry , la concentración de oxígeno en equilibrio es proporcional a la presión parcial del oxígeno gaseoso. Como el aire contiene aproximadamente un 21% de oxígeno, la concentración de equilibrio de gas oxígeno puro corresponde a casi un 500% de saturación de aire. La otra razón es que la concentración de oxígeno puede ser lenta para adaptarse a los cambios en el medio ambiente. Un rápido aumento de temperatura puede reducir la concentración de equilibrio de oxígeno a un valor por debajo de la concentración real en el agua, dando lugar a más del 100% de saturación hasta que el sistema haya tenido tiempo de equilibrarse mediante difusión . [2] La sobresaturación a veces puede ser dañina para los organismos y causar enfermedad por descompresión .
Las tablas de solubilidad (basadas en la temperatura) y las correcciones para diferentes salinidades y presiones se pueden encontrar en el sitio web de USGS. [3] Tablas como estas de OD en mililitros por litro (mL / L) se basan en ecuaciones empíricas que se han elaborado y probado: [4]
- ln (HACER) = A1 + A2 * 100 / T + A3 * ln (T / 100) + A4 * T / 100 + S * [B1 + B2 * T / 100 + B3 * (T / 100) 2 ]
donde ln es el símbolo del logaritmo natural y los coeficientes toman los siguientes valores:
A1 | = | −173,4292 | B1 | = | −0,033096 | |
A2 | = | 249.6339 | B2 | = | 0.014259 | |
A3 | = | 143.3483 | B3 | = | −0,001700 | |
A4 | = | −21,8492 | ||||
T | = | temperatura ( kelvin ) | S | = | salinidad (g / kg) |
Para convertir el OD calculado arriba de mL / L a mg / L, multiplique la respuesta por (P / T) * 0.55130, P = mmHg, T = Kelvin
Medición
Los niveles de OD se miden típicamente utilizando un equipo de "oxígeno disuelto resistente" (RDO) que mide la capacidad de extinción de la luminiscencia de una muestra. El aumento de los niveles de oxígeno da como resultado un mayor enfriamiento, que está bien caracterizado y permite realizar mediciones precisas con una sonda que requiere un mantenimiento mínimo. Antes del desarrollo de la tecnología RDO, se utilizaba la tecnología redox de membrana que medía los niveles de oxígeno utilizando un electrodo Clark . El equipo electroquímico requiere un mantenimiento considerable para eliminar las incrustaciones y evitar la degradación de la membrana. Los métodos redox también pueden mostrar cierta sensibilidad cruzada a otros gases como H
2S . [5] [6]
Para muestras pequeñas o de baja concentración (menos de 2 ppm), el equipo RDO es significativamente mejor ya que no consume oxígeno en la muestra (y por lo tanto no requiere agitación) o tiene dificultades para medir niveles cero. [5] [6] [se necesita una mejor fuente ]
Los métodos de química húmeda , como la prueba de Winkler para oxígeno disuelto , también se pueden utilizar para la medición de OD, pero, como ocurre con todas las mediciones de química húmeda, requieren un técnico capacitado para obtener resultados precisos.
Ver también
- Oxigenar
- Ecuación de Streeter-Phelps
Referencias
- ^ 2009
- ^ "Valores ambientales de oxígeno disuelto por encima del 100% de saturación de aire" (PDF) . IOOS Websate . YSI Ambiental. Archivado desde el original (PDF) el 17 de octubre de 2015 . Consultado el 29 de julio de 2015 .
- ^ Sitio web de USGS
- ^ Weiss, R. (1970). "La solubilidad del nitrógeno, oxígeno y argón en agua y agua de mar". Investigación en aguas profundas . 17 : 721–35. doi : 10.1016 / 0011-7471 (70) 90037-9 .
- ^ a b "Los métodos RDO ópticos in situ para mediciones de oxígeno disuelto superan a los métodos tradicionales" (Comunicado de prensa). In-Situ Inc. Archivado desde el original (pdf) el 14 de julio de 2014 . Consultado el 9 de julio de 2014 .
- ^ a b "Comparación de métodos de prueba de oxígeno disuelto (OD)" (PDF) (Comunicado de prensa). Thermo Scientific. 13 de noviembre de 2008 . Consultado el 9 de julio de 2014 .
enlaces externos
- Explicación del oxígeno disuelto
- Caja de herramientas de ingeniería: solubilidad del oxígeno en agua dulce y agua de mar