ออกซิเจนน้ำ หมายถึงปริมาณออกซิเจนทั้งหมดที่มีอยู่ในน้ำในปัจจุบัน แหล่งน้ำได้รับออกซิเจนจากแหล่งน้ำสองแหล่งคือ จากพืชน้ำและอากาศ โดยพืชน้ำจะสร้างออกซิเจนที่ละลายน้ำด้วยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำนิ่งที่พบในทะเลสาบหรือสระน้ำน้ำไหลเชี่ยวจะสามารถละลายออกซิเจนในปริมาณที่สูงกว่าเสมอ
พืชและสัตว์ล้วนใช้ออกซิเจนละลายในการดำรงชีวิต สัตว์น้ำทุกชนิดต้องหายใจเนื่องจากสัตว์น้ำส่วนใหญ่ไม่ขึ้นมาหายใจในอากาศจึงต้องใช้ออกซิเจนน้ำมาหายใจ ในกรณีที่สารอินทรีย์จำนวนมากถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ต่างๆ จุลินทรีย์ในน้ำจะใช้ออกซิเจนที่ละลายในน้ำส่งผลให้ระดับออกซิเจนน้ำต่ำ เมื่อถึงจุดนี้สิ่งมีชีวิตในน้ำจะอพยพออกจากแหล่งที่อยู่อาศัยปัจจุบันหรืออาจตายได้หากระดับออกซิเจนน้ำหมดหรือลดลงมากเกินไป
โดยสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลี้ยงปลาได้ที่ ความสำคัญของออกซิเจนที่ในน้ำต่อการเลี้ยงปลา
ตัวแปรที่ส่งผลต่อค่าออกซิเจนน้ำ
ความเข้มข้นของออกซิเจนน้ำจะได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆดังนี้
1. อุณหภูมิ
เป็นตัวแปรที่สำคัญที่สุด โดยความสามารถในการละลายของออกซิเจนน้ำมีความสัมพันธ์ผกผันกับอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นค่า DO จะลดลงดังนั้นแหล่งน้ำในฤดูหนาวจะมีความเข้มข้นของค่า DO สูงกว่าในฤดูร้อน โดยถือว่าตัวแปรอื่นๆ มีค่าคงที่เช่นเดียวกับตอนกลางคืนเนื่องจากแหล่งน้ำเย็นตัวลงออกซิเจนจึงสามารถละลายได้มากขึ้น
2. ความเค็ม
ความสามารถในการละลายของออกซิเจนน้ำมีความสัมพันธ์ผกผันกับความเค็ม โดยเมื่อความเค็มเพิ่มขึ้นค่า DO จะลดลง โดยหากน้ำทะเลสามารถกักเก็บออกซิเจนได้น้อยลงประมาณ 20% ภายใต้อุณหภูมิและความดันบรรยากาศเดียวกันกับน้ำจืด ดังนั้นจึงจำเป็นที่ต้องวัดความเค็มซึ่งทำได้โดยใช้เซ็นเซอร์วัดค่าการนำไฟฟ้า
3. ความกดอากาศ
ความกดอากาศมีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความดันบรรยากาศและระดับค่าออกซิเจนน้ำ เมื่อความดันลดลงค่าจะลดลง โดยที่ระดับความสูงต่ำความกดอากาศจะสูง ดังนั้นจึงมีความกดของอากาศในการผลักออกซิเจนจากบรรยากาศลงสู่น้ำมากขึ้น แต่ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้นความกดอากาศจะต่ำกว่ามาก
นอกจากระดับความสูงแล้วความกดอากาศยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศอีกด้วย ดังนั้นแรงดันอากาศที่ลดลงอย่างรวดเร็วสามารถบ่งบอกได้ว่าพายุกำลังจะมา ซึ่งเครื่องมือวัดค่าออกซิเจนน้ำที่ทันสมัยส่วนใหญ่มีเซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศในตัวซึ่งจะชดเชยการอ่านค่าสำหรับการเปลี่ยนแปลงความดันบรรยากาศโดยอัตโนมัติ ซึ่งสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ ปัจจัยที่ส่งผลต่อออกซิเจนที่ละลายน้ำ
มาตรหน่วยวัดของออกซิเจนน้ำ
ค่าออกซิเจนน้ำมักจะรายงานเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (mg/L) หรือเป็นเปอร์เซ็นต์ของความอิ่มตัวของอากาศ อย่างไรก็ตามการศึกษาบางชิ้นจะรายงาน DO ในส่วนต่อล้าน (ppm) หรือเป็นไมโครโมล (µmol) 1 mg/L เท่ากับ 1 ppm ความสัมพันธ์ระหว่าง mg/L และ % ความอิ่มตัวของอากาศที่ได้มีการกล่าวถึงข้างต้น จะแปรผันตามอุณหภูมิ ความดัน และความเค็มของน้ำ โดยออกซิเจน 1 ไมโครโมลเท่ากับ 0.022391 มิลลิกรัม และหน่วยนี้มักใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับมหาสมุทร ดังนั้น 100 µmol/LO2 มีค่าเท่ากับ 2.2 mg/LO2
โดยสามารถอ่านการวัดออกซิเจนในน้ำเพิ่มเติมได้ที่ วิธีในการวัดออกซิเจนในน้ำ
ความอิ่มตัวของออกซิเจนน้ำ
ในแหล่งน้ำที่มั่นคงไม่มีการแบ่งชั้นความลึกของน้ำ ออกซิเจนน้ำจะยังคงอยู่ที่ความอิ่มตัวของอากาศ 100% ที่ความอิ่มตัวของอากาศ 100% จะหมายถึงน้ำสามารถกักเก็บโมเลกุลก๊าซที่ละลายได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในสภาวะสมดุลที่สภาวะสมดุลเปอร์เซ็นต์ของก๊าซแต่ละชนิดในน้ำจะเท่ากับเปอร์เซ็นต์ของก๊าซนั้นในบรรยากาศ โดยน้ำจะค่อยๆ ดูดซับออกซิเจนและก๊าซอื่นๆ จากบรรยากาศจนกระทั่งถึงจุดสมดุลที่ความอิ่มตัวเต็มที่ร้อยละ 10 กระบวนการนี้สามารถเร่งขึ้นได้โดยคลื่นที่ขับเคลื่อนด้วยลมแรงๆและแหล่งเติมออกซิเจนอื่นๆ
ในน้ำลึกค่าออกซิเจนน้ำสามารถคงอยู่ต่ำกว่า 100% ได้เนื่องจากการหายใจของสิ่งมีชีวิตในน้ำและการสลายตัวของจุลินทรีย์ระดับน้ำที่ลึกกว่านี้มักจะไม่ถึงสมดุลที่ความอิ่มตัวของอากาศ 100% เนื่องจากไม่ตื้นพอที่จะได้รับผลจากคลื่นและการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชที่พื้นผิว ซึ่งน้ำนี้อยู่ต่ำกว่าขอบเขตที่มองไม่เห็นที่เรียกว่า “Thermocline” ซึ่งเป็นความลึกที่เมื่ออุณหภูมิของน้ำเริ่มลดลงเรื่อยๆ
ซึ่งสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ ออกซิเจนในน้ำควรอิ่มตัวกี่เปอร์เซ็นต์?
