Oxi hòa tan (Dissolved Oxygen – DO) trong nước chính là nguồn oxi cần thiết cho sự sống của các sinh vật thủy sinh như cá, tôm, động vật lưỡng cư và côn trùng. Mức độ oxi hòa tan trong nước có thể dao động từ 0-18 mg/L, với giá trị lý tưởng trong môi trường nước sạch là từ 8-10 mg/L. Các yếu tố như địa chất, điều kiện địa lý, nhiệt độ và các tác nhân khác có thể ảnh hưởng đến nồng độ oxi hòa tan trong nước.
Mục lục
Ảnh hưởng của oxi hòa tan trong nước
Nồng độ oxi hòa tan trong nước có tác động đáng kể đến sự phát triển của sinh vật thủy sản. Khi nồng độ oxi hòa tan quá thấp, sinh vật thủy sinh gặp khó khăn trong quá trình hô hấp và hoạt động của chúng bị giảm. Điều này ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái nước.
Ngoài việc cung cấp oxi cho sinh vật thủy sản, oxi hòa tan còn thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí và giúp phân giải các chất hữu cơ. Đồng thời, oxi hòa tan cũng giúp giảm chất độc hại, ức chế tác động của vi sinh vật yếu khí có hại và tăng cường sức miễn dịch cho sinh vật thủy sản.
Yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ oxi hòa tan trong nước
Có hai nhóm yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến nồng độ oxi hòa tan trong môi trường nước, đó là nguồn sinh và nguồn tiêu thụ oxi. Nguồn sinh oxi bao gồm quang hợp của thực vật thủy sinh, trao đổi oxi giữa không khí và nước, khuếch tán từ không khí và quá trình hòa tan oxi khi nước chảy qua các khu vực như thác ghềnh. Nguồn tiêu thụ oxi bao gồm quá trình oxi hóa các chất hữu cơ và chất khử khác.
Trong quá trình trao đổi oxi giữa không khí và nước, lượng oxi hòa tan vào nước phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc giữa không khí và mặt nước, sự chuyển động của không khí gây ra sóng và tạo dòng đối lưu, cũng như điều kiện thủy lực của nước. Tốc độ hòa tan oxi trong nước thường chỉ bằng khoảng 1/10000 tốc độ hòa tan oxi trong khí quyển.
Nhu cầu oxi sinh hóa và oxi bùn đáy
Oxi trong nước không chỉ bị tiêu thụ bởi môi trường nước mà còn bị tiêu thụ bởi quá trình phân hủy các chất hữu cơ có trong nước. Nhu cầu oxi sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand – BOD) đánh giá mức độ tiêu thụ oxi do phân hủy các chất hữu cơ trong nước. Một chỉ số khác là nhu cầu oxi bùn đáy (Sediment Oxygen Demand – SOD) đánh giá lượng oxi tiêu thụ bởi các sinh vật hay chất khử có trong bùn đáy.
Trong quá trình oxi hóa sinh học, các chất hữu cơ dễ bị phân hủy trong nước thường được tiêu thụ bởi vi sinh vật. Trái lại, các chất hữu cơ khó phân hủy trong lớp bùn đáy cũng tiêu thụ một phần oxi hòa tan.
Nhu cầu oxi hóa học
Nhu cầu oxi hóa hóa học (Chemical Oxygen Demand – COD) đánh giá tổng hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước. Với phương pháp phân tích COD, hầu như tất cả các chất hữu cơ có thể bị oxi hóa hoàn toàn bằng chất oxi hóa mạnh trong môi trường axit. Tuy nhiên, phương pháp này không cho biết tốc độ phân hủy sinh học của các chất hữu cơ.
Trong việc đánh giá chất lượng nước, COD thường được sử dụng để đo lượng chất hữu cơ tổng hợp có trong nước. Mặc dù giá trị COD không cho biết tốc độ tiêu thụ oxi của chất hữu cơ trong điều kiện tự nhiên, nó vẫn có giá trị để đánh giá mức độ ô nhiễm trong nước.
Nồng độ oxi hòa tan trong nước đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định quá trình sinh học, oxi hóa và phân hủy các chất hữu cơ trong môi trường nước. Hiểu rõ về cơ chế và yếu tố ảnh hưởng đến oxi hòa tan sẽ giúp chúng ta quản lý hiệu quả tình trạng môi trường nước và đảm bảo sự phát triển bền vững của sinh vật thủy sản.
