ออกซิเจนละลายในน้ำหมายถึงระดับของออกซิเจนที่ไม่เป็นสารประกอบอิสระในน้ำหรือของเหลวอื่นๆ เป็นตัวแปรสำคัญในการประเมินคุณภาพน้ำเนื่องจากมีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ภายในแหล่งน้ำ ในศาสตร์วิทยา (การศึกษาทะเลสาบ) ออกซิเจนในน้ำเป็นปัจจัยสำคัญรองจากตัวน้ำ เท่านั้น ระดับออกซิเจนละลายน้ำที่สูงหรือต่ำเกินไปอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำและส่งผลต่อคุณภาพน้ำ
ออกซิเจนที่ไม่เป็นสารประกอบหรือออกซิเจนอิสระ (O2) คือออกซิเจนที่ไม่ผูกมัดกับองค์ประกอบอื่นใด ออกซิเจนที่ละลายในน้ำคือการมีอยู่ของโมเลกุล O2 อิสระเหล่านี้ในน้ำ โมเลกุลออกซิเจนที่ถูกพันธะในน้ำ (H2O) อยู่ในสารประกอบและไม่นับรวมกับระดับออกซิเจนที่ละลายในน้ำ เราสามารถจินตนาการได้ว่าโมเลกุลของออกซิเจนอิสระจะละลายในน้ำได้มากเท่ากับที่เกลือหรือน้ำตาลทำเมื่อกวน
หน่วยการวัดออกซิเจนที่ละลายในน้ำ
ออกซิเจนในน้ำวัดและแสดงเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (มก./ลิตร) หรือเปอร์เซ็นต์ความอิ่มตัว (% Saturate)
ความหมายของหน่วยมิลลิกรัมต่อลิตรแสดงจำนวนมิลลิกรัมของออกซิเจนภายในน้ำหนึ่งลิตร และความหมายของเปอร์เซ็นต์ความอิ่มตัวหมายถึงปริมาณออกซิเจนในน้ำหนึ่งลิตรเทียบกับปริมาณออกซิเจนสูงสุดที่น้ำสามารถกักเก็บได้ที่อุณหภูมิเท่ากัน
ความสำคัญของออกซิเจนละลายน้ำต่อสิ่งมีชีวิต
ออกซิเจนที่ละลายในน้ำมีความจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำเช่น ปลา สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง แบคทีเรียและพืชน้ำ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ใช้ออกซิเจนในการหายใจ คล้ายกับสิ่งมีชีวิตบนบก ปลาและสัตว์จำพวกครัสเตเชียนได้รับออกซิเจนสำหรับการหายใจทางเหงือก
ในขณะที่ชีวิตพืชและแพลงก์ตอนพืชต้องการออกซิเจนในน้ำเพื่อการหายใจและการสังเคราะห์ด้วยแสง ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำที่ต้องการจะแตกต่างกันไปในแต่สัตว์แต่ละชนิดเช่นปู หอยนางรม และหนอน ต้องการออกซิเจนในปริมาณเล็กน้อย (1-6 มก./ลิตร) ในขณะที่ปลาน้ำตื้นต้องการระดับที่สูงขึ้น (4-15 มก./ลิตร)
จุลินทรีย์เช่นแบคทีเรียและเชื้อราก็ต้องการออกซิเจนที่ละลายในน้ำเช่นกัน สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ใช้ DO เพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ด้านล่างของแหล่งน้ำ การสลายตัวของจุลินทรีย์มีส่วนสำคัญต่อการรีไซเคิลสารอาหาร อย่างไรก็ตามหากมีสารอินทรีย์ที่เน่าเปื่อยมากเกินไป (จากสาหร่ายที่กำลังจะตายและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ) ในน้ำที่มีการหมุนเวียนไม่เพียงพอหรือไม่มีเลยดังนั้นออกซิเจนจะถูกใช้เร็วขึ้น
ปัจจัยที่ส่งผลต่อปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ
ระดับ DO ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิของน้ำ ความเข้มข้นของเกลือ ความดันบรรยากาศ และสภาวะอื่นๆ และระดับความอิ่มตัวของออกซิเจนจะลดลงเมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น
ในน้ำที่มีมลพิษอินทรีย์ในระดับสูงและมีค่า BOD หรือ COD สูง จุลินทรีย์ที่ใช้ออกซิเจนในปริมาณมากจะบริโภค ออกซิเจนในปริมาณมากในขณะที่ย่อยสลายอินทรียวัตถุ ซึ่งทำให้ระดับออกซิเจนในน้ำลดลง ดังนั้นในแม่น้ำที่มีมลพิษอินทรีย์ในระดับสูง การตายของสิ่งมีชีวิตในน้ำเนื่องจากขาดออกซิเจนมักจะเกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อน
การตรวจวัดออกซิเจนละลายน้ำ
เครื่องวัดออกซิเจนในน้ำ (DO Meter) ใช้สำหรับวัดปริมาณออกซิเจนละลายน้ำในของเหลว ออกซิเจนเข้าสู่น้ำผ่านกระบวนการต่างๆ รวมถึงการเติมอากาศ เป็นผลพลอยได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง และจากอากาศโดยรอบ ระบบน้ำที่แข็งแรงซึ่งสามารถรองรับชีวิตแบบแอโรบิกต้องมีออกซิเจนในปริมาณที่พอเหมาะ
แหล่งน้ำที่ดีต่อสุขภาพโดยทั่วไปจะมีออกซิเจนละลายน้ำอย่างน้อย 5 มก./ลิตร ระดับ DO ที่น้อยกว่า 5 มก./ลิตร อาจส่งผลให้สิ่งมีชีวิตในน้ำเครียด และระดับที่ยังคงต่ำถึง 1 มก./ลิตร เป็นเวลาสองสามชั่วโมงอาจส่งผลให้ปลาฆ่าอย่างกว้างขวาง ในทางกลับกัน ความอิ่มตัวของออกซิเจนที่ละลายในน้ำอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ
เมื่อพิจารณาข้อมูลที่กล่าวถึงข้างต้น จะเห็นได้ชัดว่า Dissolved Oxygen Meters มีความจำเป็นและมีความสำคัญอย่างยิ่งในการประเมินสุขภาพและความยั่งยืนของระบบนิเวศทางน้ำ
การเปลี่ยนแปลง DO ตามธรรมชาติ
ระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำอาจได้รับผลกระทบจากปัจจัยทางธรรมชาติหลายประการ ซึ่งรวมถึง:
- สัตว์น้ำ (สิ่งมีชีวิตในน้ำมากขึ้น = DO น้อยลง)
- ระดับการสลายตัว (กระบวนการย่อยสลายใช้ออกซิเจน ส่งผลให้ DO น้อยลง)
- ประเภทของน้ำ (ธารน้ำไหลละลายออกซิเจนมากกว่าน้ำนิ่ง)
- ระดับความสูง (ระดับความสูงสูง = DO น้อย)
