1. Wat is opgeloste zuurstof?
Opgeloste zuurstof (afkorting van DO) is de hoeveelheid vrije, niet-gebonden gasvormige zuurstofmoleculen (O₂) die in water aanwezig is. Je kunt je dit voorstellen zoals zout of suiker dat doet wanneer het door water wordt geroerd. Het is tevens een cruciale parameter in aquatische milieus en speelt een essentiële rol bij het voortbestaan en de gezondheid van diverse organismen. Eenvoudig gezegd verwijst het naar de hoeveelheid zuurstof die in water is opgelost.
Waarom is opgeloste zuurstof belangrijk?
- Voor vissen en andere waterdieren, opgeloste zuurstof is net als de lucht die we inademen. Ze zijn ervan afhankelijk om te kunnen ademen en de energie te verkrijgen die ze nodig hebben voor hun dagelijkse activiteiten. Voldoende zuurstofgehaltes ondersteunen een gezonde groei en voortplanting. Lage zuurstofgehaltes kunnen bij waterdieren leiden tot stress, ziekte en zelfs de dood.
- Het heeft ook invloed op de algehele waterkwaliteit. Hoge zuurstofgehaltes kunnen helpen om organisch materiaal efficiënter af te breken, waardoor de ophoping van schadelijke stoffen wordt voorkomen.
Waar komt opgeloste zuurstof vandaan en wat bepaalt de hoeveelheid opgeloste zuurstof?
2.1 Bronnen van opgeloste zuurstof
(1) Opgeloste zuurstof in de atmosfeer:
Diffusie aan het grensvlak tussen water en atmosfeer is een belangrijke bron van opgeloste zuurstof in water. Zo lossen zuurstofmoleculen bijvoorbeeld langzaam op vanuit de lucht in het rustige oppervlak van een meer of rivier. De wet van Henry stelt dat de oplosbaarheid van een gas in een vloeistof evenredig is aan de partiële druk ervan. Met een atmosferische partiële druk van zuurstof van ~21 kPa (bij standaarddruk) lost zuurstof op in water, hoewel dit proces traag verloopt. De beweging van het water beïnvloedt de oplossingssnelheid: door de wind veroorzaakte golven op een meer vergroten het contactoppervlak tussen lucht en water, waardoor de oplossing van zuurstof wordt versneld.
(2)Fotosynthese bij waterplanten:
Dit is een andere belangrijke bron van opgeloste zuurstof in het water. Waterplanten (zoals algen, watergras, enz.) nemen tijdens de fotosynthese kooldioxide op en geven zuurstof af. De chemische vergelijking voor fotosynthese is 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. In een eutrofe vijver bijvoorbeeld vermenigvuldigen algen zich in grote aantallen. Bij voldoende zonlicht overdag zal de zuurstof die door de fotosynthese van algen wordt geproduceerd het gehalte aan opgeloste zuurstof in het water aanzienlijk verhogen, waardoor soms zelfs een oververzadigde toestand wordt bereikt.
2.2 Factoren die het gehalte aan opgeloste zuurstof beïnvloeden
| Bepalende factoren | Gevolgen voor de hoeveelheid opgeloste zuurstof | Gedetailleerde beschrijving |
| Temperatuur | Een stijging van de temperatuur leidt tot een afname van het gehalte aan opgeloste zuurstof | Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de thermische beweging van watermoleculen toe en wordt de neiging van gasmoleculen om uit het water te ontsnappen groter. Bij 0 ℃ bedraagt de verzadiging van opgeloste zuurstof in water bijvoorbeeld ongeveer 14,6 mg/l, en bij 30 ℃ ongeveer 7,6 mg/l |
| Luchtdruk | Een stijging van de luchtdruk leidt tot een toename van het gehalte aan opgeloste zuurstof | Volgens de wet van Henry hebben veranderingen in de luchtdruk, wanneer de overige omstandigheden ongewijzigd blijven, invloed op de hoeveelheid opgeloste zuurstof. In gebieden op grote hoogte is de luchtdruk laag en is het gehalte aan opgeloste zuurstof in waterlichamen relatief laag; in gebieden op lage hoogte is de luchtdruk hoog en is het gehalte aan opgeloste zuurstof relatief hoog. |
| Zoutgehalte | Een stijging van het zoutgehalte vermindert de oplosbaarheid van opgeloste zuurstof | Zoutionen in water gaan een wisselwerking aan met watermoleculen, waardoor de kans kleiner wordt dat zuurstofmoleculen zich met watermoleculen verbinden. Het zoutgehalte van zeewater ligt doorgaans tussen de 32‰ en 37‰, en de verzadigingsgraad van opgeloste zuurstof is veel lager dan die van zoet water |
| Vloeibaarheid van water | Stromend water kan het gehalte aan opgeloste zuurstof verhogen; stilstaand water is gevoelig voor stratificatie van opgeloste zuurstof | Stromend water zorgt ervoor dat het wateroppervlak dat in contact staat met de atmosfeer voortdurend wordt vernieuwd, bevordert de zuurstofopname en zorgt voor een gelijkmatigere verdeling van de opgeloste zuurstof. Stilstaand water wordt voornamelijk aangevuld door diffusie en fotosynthese, waardoor er gemakkelijk een groot verschil in opgeloste zuurstof kan ontstaan tussen het oppervlak en de bodemlaag, en de bodemlaag kan zuurstofarm worden. |
| Ademhaling van waterorganismen en afbraak van organisch materiaal | Verbruik van opgeloste zuurstof | Biologische ademhaling (zoals C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energie) en de afbraak van organisch materiaal zijn zuurstofverbruikende processen. Te veel organisch materiaal in het water en een te late aanvulling van zuurstof leiden tot een scherpe daling van het gehalte aan opgeloste zuurstof |
2.3 Welke factoren beïnvloeden de verzadigingsgraad van opgeloste zuurstof?
Normaal gesproken wordt de verzadigingsgraad van opgeloste zuurstof in water vrij gemakkelijk beïnvloed door de watertemperatuur, de waterdiepte en het zoutgehalte; hoe hoger de watertemperatuur, hoe lager de verzadigingsgraad van opgeloste zuurstof in het water.
Hoe hoger de druk, hoe lager de verzadigingswaarde van opgeloste zuurstof (DO) in het water. Hoe hoger het zoutgehalte, hoe lager de verzadigingswaarde van opgeloste zuurstof (DO) in het water.
De onderstaande tabel dient ter referentie. Neem contact met ons op voor de gegevens van de tabel met verzadigingswaarden voor opgeloste zuurstof.
3. Het meten van opgeloste zuurstof
Er bestaan verschillende methoden om opgeloste zuurstof te meten. Een veelgebruikte methode is het gebruik van een meter voor opgeloste zuurstof. Deze geeft een snelle en nauwkeurige meting van het DO-gehalte in het watermonster. Een andere traditionele methode is de Winkler-titratie, die weliswaar meer tijd kost, maar zeer nauwkeurig is.
