ทำไมค่ามาตรฐานออกซิเจนในน้ำถึงมีความสำคัญ?
ปลาและสัตว์อื่นๆ ที่อาศัยอยู่ในน้ำนั้นอาศัยออกซิเจนในการดำรงชีวิต ซึ่งในทะเลสาบและแม่น้ำตามธรรมชาติโดยทั่วไปไม่สามารถมีออกซิเจนได้มากเกินไป ในทางกลับกันหากมีระดับออกซิเจนต่ำเกินไปในน้ำ ปลา และสัตว์อื่นๆ อาจตายได้ เช่น เมื่อผิวน้ำถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งทำให้ออกซิเจนไม่สามารถเข้าไปในน้ำได้ปลาจึงไม่สามารถหายใจได้ในช่วงฤดูหนาวโอกาสที่ปลาจะตายจะยิ่งสูงขึ้นเรื่อยๆ
การที่สิ่งมีชีวิตอยางสัตว์ พืช และแบคทีเรียเจริญเติบโตมากเกินไปในแหล่งน้ำจะทำให้ออกซิเจนถูกใช้หมดไปอย่างรวดเร็วซึ่งอาจทำให้สิ่งมีชีวิตไม่สามารถหายใจได้ ซึ่งทะเลสาบและแม่น้ำตามธรรมชาติส่วนใหญ่ในเขตอาร์กติกไม่มีสัตว์ พืช และแบคทีเรียเจริญเติบโตมากเกินไป ดังนั้นเหตุการณ์ “Winterkill” ในช่วงปลายฤดูหนาวหรือในช่วงที่อากาศร้อนที่สุดในฤดูร้อนจึงเกิดขึ้นได้ยาก อย่างไรก็ตามการพัฒนาอุตสาหกรรมขนาดใหญ่อย่างการใช้ปุ๋ยมากเกินไป และการทิ้งของเสียลงแม่น้ำก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำได้อย่างรวดเร็วและนำไปสู่ปัญหาการขาดออกซิเจนในน้ำได้
โดยสามารถอ่านหัวข้ออื่นๆเพิ่มเติมได้ที่ ออกซิเจนในน้ำเทียบกับคุณภาพน้ำ
ตรวจวัดค่ามาตรฐานออกซิเจนในน้ำได้อย่างไร
ออกซิเจนในน้ำจะวัดได้ดีที่สุดในน้ำโดยใช้เซ็นเซอร์ออกซิเจนละลายน้ำที่สอบเทียบแล้ว ซึ่งเซ็นเซอร์นี้สามารถวัดปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำได้โดยตรงเป็นหน่วย mg/L หรือเป็นเปอร์เซ็นต์ออกซิเจนที่ละลายน้ำ (%DO) โดยน้ำที่มีอุณหภูมิต่ำควรมีออกซิเจนละลายในน้ำสูงกว่าน้ำที่มีอุณหภูมิสูงทั้งในหน่วย mg/L และ %DO โดยทั่วไปค่ามาตรฐานออกซิเจนในน้ำที่ดีต่อสุขภาพควรมีค่ามากกว่า 6.5-8 mg/L และเปอร์เซ็นต์ออกซิเจนในน้ำควรมีค่าอยู่ระหว่างประมาณ 80-120 %
ค่ามาตรฐานออกซิเจนในน้ำที่เหมาะสม
ปลาแต่ละประเภทที่อาศัยอยู่ในน้ำต้องใช้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ำที่แตกต่างกันในการดำรงชีวิต โดยช่วงค่ามาตรฐานออกซิเจนในน้ำที่เหมาะสมต่อปลามีดังนี้
- 0 – 4.0 mg/L: ปลาทุกชนิดไม่สามารถดำรงชีวิตได้
- 4.0 – 6.5 mg/L: ปลาบางชนิดสามารถดำรงชีวิตได้
- 6.5 – 9.5 mg/L: ปลาตัวใหญ่ส่วนมากดำรงชีวิตได้แต่ปลาตัวเล็กบางชนิดไม่สามารถดำรงชีวิตได้
- 9.5 – 12 mg/L: ปลาทุกชนิดสามารถดำรงชีวิตได้
วิธีการวัดค่ามาตรฐานออกซิเจนในน้ำ
เราสามารถวัดระดับออกซิเจนที่ละลายน้ำได้หลายวิธีดังนี้
- วิธีการไทเทรต (Titration Method): เป็นการวิเคราะห์ทางเคมีพื้นฐานโดยใช้วิธีของ Winkler
- วิธีการอิเล็กโทรดไดอะแฟรม (Diaphragm Electrode): เป็นการวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมี โดยใช้อิเล็กโทรดเพื่อตรวจจับปริมาณออกซิเจนที่ไหลผ่านไดอะแฟรมที่มีออกซิเจนซึมผ่านได้สูง ซึ่งเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมที่สุด
- วิธีการเรืองแสง (Fluorescence): เป็นการวิเคราะห์ทางเคมีภาพโดยคำนวณระดับค่า DO การเรืองแสงจากวัสดุเรืองแสงที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงจากไดโอดเปล่งแสงสีน้ำเงิน (LED) จะถูกดับโดยออกซิเจนที่ผ่านชั้น DO ที่สามารถซึมผ่านได้
โดยสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ วิธีการวัดออกซิเจนในน้ำ
ผลที่เกิดขึ้นเมื่อมีค่า DO ต่ำเกินไป
เมื่อมีค่ามาตรฐานออกซิเจนในน้ำที่ต่ำเกินไปจะส่งผลกระทบทางชีวภาพและการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมในระบบนิเวศทางน้ำ เช่น สิ่งมีชีวิตในน้ำอย่าง ปลา แพลงก์ตอนตายขึ้นอย่างฉับพลันเป็นจำนวนมาก โดยปลาขนาดใหญ่จะตายก่อน ในขณะที่ปลาขนาดเล็กอาจจะสามารถมีชีวิตอยู่ได้อย่างลำบาก ต่อมามีพืชเน่าเปื่อยเกิดอยู่เป็นจำนวนมากบนผิวน้ำ หรือตรวจพบสาหร่ายที่ตายจำนวนมากผ่านกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งสุดท้ายเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเหล่านี้ส่งผลเสียอย่างมากต่อระบบนิเวศทางน้ำ โดยสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ สิ่งที่เกิดเมื่อค่าออกซิเจนในน้ำมีค่าผิดปกติ
ผลที่เกิดขึ้นเมื่อมีค่า DO มากเกินไป
เมื่อพืชในน้ำมีอยู่จำนวนมากและสภาพอากาศเหมาะสมกับการสังเคราะห์ด้วยแสงพืชจะสร้างออกซิเจนจำนวนมากทำให้มีค่ามาตรฐานออกซิเจนในน้ำที่สูงขึ้น หากอุณหภูมิของน้ำสูงขึ้นหรือความดันเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ปลาที่อยู่ในพื้นที่อาจเกิดโรคฟองอากาศ (Gas bubble disease)ได้ โดยฟองอากาศจะไปอุดตันการไหลเวียนของเลือดผ่านหลอดเลือดทำให้เสียชีวิตได้ในปลาที่ตายจากโรคนี้อาจพบฟองอากาศภายนอกโดยมีลักษณะถุงลมโป่งพอง บนครีบ ผิวหนัง รอบดวงตา หรือเนื้อเยื่ออื่นๆ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในน้ำยังได้รับผลกระทบจากโรคฟองก๊าซเช่นกันแต่ในระดับที่ไม่ถึงกับตายได้
โดยสามารถอ่านหัวข้ออื่นๆเพิ่มเติมได้ที่ วิธีสร้างออกซิเจนในน้ำ