Концентрація кисню у воді: чи розчинний він і як визначається?

Концентрація розчиненого кисню у воді – характеристика корисності та якості субстанції. У рідині хімічний елемент міститься як молекул О2. Їх обсяг визначає біолого-хімічний та екологічний стан субстанції. Низька концентрація кисню вказує на сильне біологічне чи хімічне забруднення води. Визначення обсягу О2 вкрай важливо і для перевірки стану стічних вод, що скидаються, і для природної води у водоймах, і для питної води. Яким має бути нормальний вміст розчиненого кисню у воді, та як його відсутність чи перенасичення впливає на здоров'я? Які методи розрахунку обсягу молекул О2?

Розчинність та концентрація

ВООЗ не встановлює особливих вимог до вмісту кисню у питній воді. Його концентрація більш важлива для природних джерел, адже кисневий режим визначає екологічну чистоту та якість життя ставка, водоймища, річки та ін. А вони своєю чергою впливають на навколишнє оточення. Тому регулярне та грамотне визначення розчиненого кисню у воді відіграє основну роль у підтримці санітарно-епідеміологічної обстановки.

Основне джерело надходження молекул О2 – атмосферні повітряні маси. Поверхневі води абсорбують їх із повітря. Фотосинтез – друге джерело. Зелені організми у водоймищах внаслідок впливу на них світла активно продукують кисень. Незначна його кількість надходить у водойми та підземні джерела з талими та дощовими водами. Але незважаючи на стабільне надходження О2, концентрація розчиненого кисню у воді непостійна та змінна:

• окисні процеси;
• дихання розчиненим у воді киснем організмів, що живуть у водоймах;
• забруднення. На коефіцієнт насичуваності впливає мінералізації субстанції, її температурі та тиск. Залежність наступна: що вище температура і мінералізація (за умови зменшення тиску), то нижче концентрація (гірше розчинність) молекул О2.

Згідно з ГОСТом, розчинений кисень у воді водойм і ставків повинен знаходитися в межах 75-80% (4.5-6.5 мг/дм3). Стан поверхневих вод у разі вважається нормальним. Життєдіяльність водойми та екологічна обстановка вважаються допустимими. У таблиці нижче показано, за якої температури кисень розчинний у воді найкраще.

Вплив вмісту О2 на характеристики питної води

Незважаючи на те, що ГДК розчиненого кисню у воді встановлено лише для природних джерел, відомо, що його низька концентрація сприяє різкому зниженню якості рідини. Малий обсяг О2 призводить до:

• активного виділення заліза;
• відновленню нітратів у нітрити (достатній об'єм розчиненого кисню у питній та природній воді попереджає мікробіологічне відновлення безлічі хімічних елементів, які присутні у водопровідній субстанції);
• заміні сульфатів на сульфіти;
• погіршення органолептичних та мікробіологічних показників водопровідної рідини.

Без достатнього обсягу молекул О2 питна субстанція стає непридатною для вживання. Процеси мікробіологічного відновлення погіршують її якісний склад.Фахівці рекомендують проводити вимірювання розчиненого у воді кисню, що дозволить контролювати вплив неякісної рідини на організм. Усувають проблему встановлення систем фільтрації, озонування та мінералізації.

Як провести вимірювання об'єму О2 у воді?

Визначити насиченість субстанції киснем можна в домашніх умовах. Здавати проби до лабораторії не обов'язково. Виробники техніки пропонують портативні прилади визначення розчиненого кисню у питній воді з точністю до ± 1.2-3 мг/дм3. Їх використовують при професійній оцінці параметра у польових умовах. Устаткування можна придбати у спеціалізованих магазинах.

Особливості портативного обладнання:

• стерилізований (деякі моделі припускають дезінфекцію в автоклаві) датчик;
• вимір у двох точках;
• діапазон вимірювання концентрації, мг/дм3 - 0-30 і більше (точніші способи вимірювання розчиненого кисню у воді регулюються ПНД Ф, який можна знайти в мережі);
• вимірювання параметрів температури, діапазон 0С - від 0 до +70;
• висока чутливість сенсора та датчика;
• гідрофобна надміцна мембрана;
• термін експлуатації за дотримання рекомендацій виробника - 10-15 років;
• робота на незначних потоках та ін.

Застосовують аналізатор розчиненого кисню у воді для обчислення масової концентрації О2 та температури у поверхневих субстанціях, питній рідині, водоймах та інших рибницьких об'єктах, технологічних процесах. Після виміру отримані дані потрібно порівняти з нормами розчиненого кисню у воді з різних джерел. Деякі моделі приладів проводять цю операцію автоматично. Більш детальний аналіз проводять, якщо клас якості низький.

На екологічну обстановку навколишнього середовища впливають і забруднені води, що скидаються в неї. Вони також підлягають аналізу до рівня токсичності. Портативні аналізатори здатні виявляти розчинений у воді кисень у стічних водах та підраховувати його концентрацію. Результати та глибші методи оцінки насиченості О2 описані в природоохоронних нормативних документах. Вони доступні у мережі.