เมื่อต้องรักษาคุณภาพน้ำ ปัจจัยที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งที่ต้องตรวจสอบคือระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำ (Dissolved oxygen เขียนย่อ DO) หมายถึงก๊าซออกซิเจนที่มีอยู่ในน้ำและพร้อมให้สิ่งมีชีวิตในน้ำหายใจ เช่นเดียวกับที่มนุษย์ต้องพึ่งพาออกซิเจนในอากาศ ปลา สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง และจุลินทรีย์ก็ต้องการออกซิเจนที่ละลายน้ำในน้ำเพื่อการดำรงชีวิต
แต่ระดับออกซิเจน “มาตรฐาน” หรือ “เหมาะสม” ในน้ำคืออะไร? ในโพสต์บล็อกนี้ เราจะมาสำรวจว่าระดับออกซิเจนมาตรฐาน ความสำคัญ วัดได้อย่างไร และปัจจัยใดที่มีอิทธิพลต่อระดับเหล่านี้
ออกซิเจนที่ละลายน้ำคืออะไร?
ออกซิเจนที่ละลายน้ำ (Dissolved oxygen เขียนย่อ DO) คือก๊าซออกซิเจน (O₂) ที่ถูกดูดซับลงในน้ำจากบรรยากาศหรือผลิตโดยพืชน้ำระหว่างการสังเคราะห์แสง
ออกซิเจนนี้พร้อมให้สิ่งมีชีวิตในน้ำใช้ได้ ทำให้จำเป็นต่อการหายใจและการดำรงชีวิต ระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำโดยทั่วไปจะวัดเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (มก./ล.) หรือเป็นเปอร์เซ็นต์ของความอิ่มตัวของออกซิเจน
ในสภาพแวดล้อมทางน้ำที่มีสุขภาพดี ออกซิเจนที่ละลายน้ำจะถูกเติมอย่างต่อเนื่อง แต่ในน้ำนิ่งหรือน้ำที่ปนเปื้อน ระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำอาจลดลง ทำให้เกิดความเครียดหรือถึงขั้นทำให้สิ่งมีชีวิตในน้ำตายได้
การตรวจสอบและรักษาระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำให้เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญต่อการดำรงชีวิตและเพื่อให้แน่ใจว่าน้ำมีคุณภาพดี
ค่ามาตรฐานออกซิเจนในน้ำคือ
คำว่า “ระดับออกซิเจนมาตรฐาน” ในน้ำหมายถึงความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายน้ำซึ่งถือว่าเหมาะสมหรือดีต่อสุขภาพของแหล่งน้ำนั้นๆ โดยขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความเค็ม และระดับความสูง
ไม่มีมาตรฐานเดียวที่ใช้ได้กับแหล่งน้ำทั้งหมด แต่ใช้แนวทางที่ยอมรับโดยทั่วไปเพื่อกำหนดระดับออกซิเจนที่จำเป็นในการรักษาระบบนิเวศทางน้ำให้มีสุขภาพดี
หน่วยการวัดออกซิเจนในน้ำ Dissolved oxygen วัดและแสดงเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (มก./ลิตร)
สำหรับระบบนิเวศน้ำจืด
ในสภาพแวดล้อมน้ำจืด เช่น ทะเลสาบ แม่น้ำ และลำธาร ระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำมาตรฐานโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 6 มก./ล. ถึง 8 มก./ล. น้ำที่มีระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำสูงกว่า 8 มก./ล. ถือว่ามีสุขภาพดีและสามารถรองรับสิ่งมีชีวิตในน้ำได้หลากหลายชนิด
หากระดับออกซิเจนละลายน้ำต่ำกว่า 5 มก./ล. อาจทำให้สิ่งมีชีวิตในน้ำเกิดความเครียด และหากระดับต่ำกว่า 2 มก./ล. มักถือว่าขาดออกซิเจน ซึ่งหมายความว่าออกซิเจนต่ำเกินไปที่จะหล่อเลี้ยงสิ่งมีชีวิตได้
สำหรับระบบนิเวศทางทะเล (น้ำเค็ม)
ในสภาพแวดล้อมของน้ำเค็ม ระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำมักจะต่ำกว่าในน้ำจืด เนื่องจากออกซิเจนละลายน้ำได้น้อยกว่าในสภาพน้ำเค็ม ระดับ DO มาตรฐานสำหรับน้ำทะเลจะอยู่ระหว่าง 4 มก./ล. ถึง 6 มก./ล
น้ำทะเลที่มีระดับออกซิเจนละลายน้ำต่ำกว่า 3 มก./ล. อาจทำให้สิ่งมีชีวิตในทะเลเกิดความเครียด และหากระดับออกซิเจนละลายน้ำต่ำกว่า 1 มก./ล. ถือว่าขาดออกซิเจน ซึ่งออกซิเจนจะเกือบหมด
ปัจจัยที่มีผลต่อระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำ
ปัจจัยหลายประการสามารถส่งผลต่อระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำในแหล่งน้ำ รวมถึง:
1. อุณหภูมิ: หนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อออกซิเจนในน้ำคืออุณหภูมิของน้ำ น้ำเย็นสามารถกักเก็บออกซิเจนได้มากกว่าน้ำอุ่น เมื่อน้ำอุ่นขึ้นความสามารถในการกักเก็บออกซิเจนที่ละลายน้ำจะลดลง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ระดับออกซิเจนมักจะต่ำลงในฤดูร้อนหรือในเขตร้อน
อุณหภูมิ (°C) | ออกซิเจนในน้ำ (มก/ล) | อุณหภูมิ (°C) | ออกซิเจนในน้ำ (มก/ล) | ||
---|---|---|---|---|---|
0 | 14.6 | 16 | 9.9 | ||
1 | 14.2 | 17 | 9.7 | ||
2 | 13.8 | 18 | 9.6 | ||
3 | 13.5 | 19 | 9.3 | ||
4 | 13.1 | 20 | 9.1 | ||
5 | 12.8 | 21 | 8.9 | ||
6 | 12.5 | 22 | 8.7 | ||
7 | 12.1 | 23 | 8.6 | ||
8 | 11.8 | 24 | 8.4 | ||
9 | 11.6 | 25 | 8.3 | ||
10 | 11.3 | 26 | 8.1 | ||
11 | 11 | 27 | 8 | ||
12 | 10.8 | 28 | 7.8 | ||
13 | 10.5 | 29 | 7.7 | ||
14 | 10.3 | 30 | 7.6 | ||
15 | 10.1 | 31 | 7.5 |
2. ความเค็ม: น้ำเค็มกักเก็บออกซิเจนที่ละลายน้ำได้น้อยกว่าน้ำจืด เมื่อความเค็มเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของออกซิเจนจะลดลง นี่คือสาเหตุที่สภาพแวดล้อมทางทะเลมักจะมีระดับออกซิเจนละลายน้ำ (DO) ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับระบบน้ำจืด
3. การเคลื่อนที่ของน้ำ: น้ำที่เคลื่อนที่เร็ว เช่น แม่น้ำและลำธาร มักจะมีระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำสูงกว่าเนื่องจากอากาศและน้ำผสมกันมากขึ้น ในทางตรงกันข้าม แหล่งน้ำนิ่ง เช่น บ่อน้ำและทะเลสาบ อาจมีระดับออกซิเจนละลายน้ำ (DO) ต่ำกว่า
4. ระดับความสูง: ยิ่งระดับความสูงสูงขึ้น ความดันบรรยากาศก็จะยิ่งต่ำลง ซึ่งทำให้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ำได้ลดลง ตัวอย่างเช่น ทะเลสาบบนภูเขาอาจมีระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำได้ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับแหล่งน้ำที่ระดับน้ำทะเล
5. มลพิษ: สารมลพิษอินทรีย์ เช่น น้ำเสียหรือน้ำทิ้งจากการเกษตร สามารถลดระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำได้อย่างมาก การสลายตัวของสารมลพิษเหล่านี้จะกินออกซิเจนในปริมาณมาก ทำให้เกิดสภาวะที่ขาดออกซิเจน
6. กิจกรรมทางชีวภาพ: พืชหรือสาหร่ายที่มีความเข้มข้นสูงอาจทำให้ระดับออกซิเจนละลายน้ำเปลี่ยนแปลง ในระหว่างวัน การสังเคราะห์แสงอาจทำให้ระดับออกซิเจนเพิ่มขึ้น แต่ในเวลากลางคืน การหายใจของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะลดปริมาณออกซิเจนในน้ำ