Waarom de zuurstof concentratie in water belangrijk is

Zuurstof in water

De DO (Dissolved oxygen, oftewel opgeloste zuurstof) is een indicator voor hoeveel zuurstof er is opgelost in water. De zuurstof lost op in water door middel van diffusie van de omringende lucht, stroomversnellingen, watervalletjes en als produkt van optredende fotosynthese in het water. Een eenvoudige formule van de fotosynthese is hier onder gegeven.

Fotosynthese (als gevolg van licht en chlorophyl):

Alleen bacteriën en groene planten kunnen een fotosynthese of andere gelijke processen waarbij zuurstof ontstaat laten optreden. Kort gezegd is alle zuurstof die wij inademen geproduceerd door groene planten, waarbij ongeveer driekwart van de totale zuurstof afkomstig is van phytoplankton uit de zeeën

Effect van de temperatuur op de DO

Er geldt hoe warmer het water hoe minder zuurstof er in het water kan worden opgelost. Als het water erg warm is heeft dit een negatief effect voor het waterleven die zuurstof benodigd hebben. Afvalwater, dat in de rivieren en kleine wateren wordt geloosd, mag daarom niet te warm zijn. Een te hoge DO brengt weer een overpopulatie met zich mee, zoals bijvoorbeeld exteme algengroei etc.

Het zuurstof percentage kan ook worden verkleind door middel van fosfaten en nitraten, die als gevolg van bemesten, in het water komen. Deze fosfaten en nitraten hebben indirect een positief effect op de bacterie groei wat weer een negatief effect heeft op de zuurstofconcentratie in het water

Hoe groot de DO moet zijn voor een organisme hangt af van verschillende factoren zoals soort, de conditie van het water waarin deze leeft, de temperatuur, vervuiling etc. Hierdoor is het moeilijk om het minimale DO niveau te bepalen dat bijvoorbeeld voor een vis nodig is. Aangezien vissen koudbloedige organismes zijn hebben deze het extra moeilijk, voor koudbloedige wezens geldt namelijk dat hoe hoger de temperatuur des te meer zuurstof deze organismes verbruiken, ondertussen geldt dat hoe warmer het water is des te minder zuurstof er in het water aanwezig zal zijn.

Uit verschillende studies is gebleken dat de minimale DO voor een normale, diverse vispopulatie ongeveer tussen de 4-5 ppm (parts per million) zit. Voor goed viswater ligt het DO niveau vaak rond de 9 ppm.

Hieronder is een grafiek weergegeven welke duidelijk laat zien hoe de zuurstof concentratie afhangt van de temperatuur

Milieu aspecten

De in hierboven aangegeven maximale zuurstof concentratie mag niet met een factor van 10% worden overschreden. Deze hoge concentratie is namelijk schadelijk voor het marine leven. Door de hoge zuurstof concentratie in het water onstaan er bubbels welke voor de vissen erg gevaarlijk zijn, deze bubbels blokkeren namelijk de doorstroming van het bloed waardoor de vis uietindelijk zal sterven. Dit geldt ook voor evertebraten, alleen moet de zuurstof concentratie daarvoor hoger zijn. Deze ziekte staat bekend als de 'bubble disease' en komt niet vaak voor.

Zuurstof niveaus beneden de 5 mg/l zorgen voor stress in het watermilieu, niveuas die voor een paar uur beneden de 1,5 mg/l kan er voor zorgen dat de meeste vissen zulen afsterven. Zuurstof is dan ook een belangrijke indicator voor de leefbaarheid van het marine leven en daardoor ook voor de waterkwaliteit

Zuurstofconcentraties in de grote rivieren:

In de grafiek hier beneden is een overzicht van de zuurstofconcentratie in de grote rivieren door de jaren heen weergegeven. Duidelijk is te zien dat de zuurstof concentratie de laatste jaren weer tot zijn oude niveau is hersteld..

Bron: The Skeptical environmentalist; measuring the real state of the world. Author:Bjon Lomborg

Zuurstofconcentraties voor watervoorzieningen

Een hoge zuurstof oplossing in een watervoorraad is positief te noemen, daar het de smaak positief beinvloedt. Voor de industrie is daarentegen een hoge zuurstof concentratie niet gewenst De zuurstof in het water veroorzaakt corrosie in de leidingen. De zuurstofconcentratie wordt daarom zo laag mogelijk gehouden, men kan hierbij denken aan niveaus van 0,007 ppm of minder.