水体中溶解氧的含量变化及相关问题介绍

溶解氧指溶解在水中的氧,在水中以分子状态存在,是水质好坏的重要指标之一,通常用1L水中溶解氧的毫克数来表示。对于人类来说,健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg /L,对于水中鱼类而言,溶解氧需大于4mg/L才能保证其正常的生命活动。 
1 影响水体中溶解氧含量的条件 
 水体,不同于单纯的水。它除了包括水之外,还包括水中的植物、动物、底泥等,属于生态系统的概念范畴。因此水体中的含氧量与水体中生物群落的组成,分布等密切相关。 1.1 两种作用   水体中溶解氧的含量受到两种作用的影响:一是耗氧作用。包括需氧有机物降解时的耗氧、生物呼吸时的耗氧以及无机物的氧化耗氧等。所谓需氧有机物,是指在微生物的生物化学作用的分解过程中需要消耗氧的有机物。如糖类、蛋白质、脂质、木质素等。这类污染物若过量排放,会大量消耗水中的溶解氧。生物呼吸的耗氧,则指水中植物、动物及需氧细菌等需氧生物所耗的氧。无机物的的氧化耗氧则指如Fe、H2s等还原性物质在氧化过程中所消耗的氧。其中,需氧有机物降解和生物呼吸所耗氧是主要的。另一种作用是富氧作用。主要包括空气中氧的溶解和水生植物的光和作用等。 
1.2 环境因素  天然水体溶解氧的含量是各种环境因素综合作用的结果。除与水体中生物数量和有机物数量有关外,还与大气中的氧分压、水温、水层、水面状态、水的流动方式等因素有关。正常情况下,地表水的溶解氧含量一般为5mg/L~10mg/L,一般清洁河流、湖泊可大于7mg/L,有风浪时,海水溶氧量可达14mg/L,水藻繁生的水体,溶氧量常处于过饱和状态,地下水溶氧量较少,深层水中甚**无氧。 2  几种常见情况下的变化 
2.1 正常情况下的变化  正常情况下,各种水体都能保持一定的溶解氧水平,但由于各种因素的综合影响,两种作用相互消长,使得水体中的溶解氧呈现一定的时空变化。 
   (1)在时间上,主要存在日变化和季节变化。这主要是因为温度和光照(包括光照强度与日照长短)等因素会随着昼夜交替、季节变更而发生变化。这些变化进而影响水体中植物的光和作用,需氧生物的耗氧情况,以及氧在水体中的溶解,从而影响水体中溶解氧的含量变化。 
以季节为例:我国南方湖泊生态系统一般在4月~5月时会出现一个溶氧量的高峰,这是由于此时气候已逐渐转暖,水温较高,光照强度逐渐增强,日照时间也不断延长,再加上冬季积累的无机养分,利于浮游植物大量繁殖;而且由于动物数量的增长总是滞后于植物,此时水中动物相对数量较少,耗氧量较少,所以,水中溶解氧会有大幅度增加。 
此后,由于无机养分的消耗,动物数量的增加,限制了水中植物数量增长;而且,动物的排泄物和动物遗体的分解,也造成需氧型细菌耗氧量增加,因此,水中溶解氧会降**一个较低水平。而到了秋冬季,气温下降   ,光强减弱,日照缩短,水体生物群落中各种群的密度都会下降,生物的生命活动也所减弱,但由于空气与水体仍然存在氧的溶解平衡,所以,水体中溶解氧能保持一个不低的水平。 
(2)在空间上,主要存在垂直方向即不同深度的变化,这是由于光能影响植物在水中的垂直分布,进而影响动物等其他需氧生物在水中的分布,再加上水温及水压在垂直方向上的不同,从而影响水中溶解氧的含量。一般说来,水体表面与空气直接接触,氧的溶解处于一种动态平衡;同时表面浮游植物数量多,光和作用强,释放的氧多,所以表层溶解氧含量较高。 
随着深度的增加,光照越来越弱,富氧作用溶解的氧与耗氧作用消耗的氧的比值越来越小,水体中含氧量会越来越低。 
2.2 轻度污染后的变化 ,轻度污染后水域生态系统通过自身的净化作用能够逐渐恢复其稳定性。在这个过程中,水体中溶解氧含量也会发生变化。以河流生态系统为例,当水体中溶解氧含量也会发生变化。以河流生态系统为例,当水体受到生活污水轻度污染后,在污染段由于有大量有机物排入河流,导致需要型细菌大量繁殖,分解有机物消耗氧气,结果使局部河流段溶解氧大量减少。 
有机物分解产生的HN4+等无机盐离子,又会使污染段下游藻类植物大量繁殖。这样,一方面,藻类植物通过光和作用释放氧气,增加水体中的含氧量。另一方面,有机物的减少使得需氧型微生物数量下降,减少了氧的消耗。所以,水中溶解氧的含量在下游河段又逐渐恢复并维持一定水平。 

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