Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O₂. На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее
К числу первых относятся поглощение кислорода из атмосферы, выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза и поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно пересыщены кислородом. В артезианских водах все эти факторы практически не действуют и поэтому кислород в таких водах отсутствует. В поверхностных же водах содержание кислорода меньше теоретически возможного в силу протекания процессов, уменьшающих его концентрацию, а именно: потребления кислорода различными организмами, брожения, гниения органических остатков, реакций окисления и т.п.
Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания и называется степенью насыщения кислородом. Этот параметр зависит от температуры воды, атмосферного давления и уровня минерализации.
Вычисляется по формуле:
M = (a*101308*100)/N*P,
где М - степень насыщения воды кислородом, %;
а - концентрация кислорода, мг/дм³;
Р - атмосферное давление в данной местности, МПа.
N - нормальная концентрация кислорода при данной температуре и общем давлении 0.101308 Мпа, приведенная в следующей таблице:
Если таблица не помещается, прокрутите её по горизонтали ↔
| Растворимость | Температура воды, оС | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | |
| мгО₂/дм³ | 14.6 | 11.3 | 9.1 | 7.5 | 6.5 | 5.6 | 4.8 | 2.9 | 0.0 |
Концентрация кислорода определяет величину окислительно-восстановительного потенциала и в значительной мере направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. Содержание кислорода в поверхностных водах служит косвенной характеристикой оценки качества поверхностных вод. По этому показателю поверхностные водоемы можно разделить на следующие классы:
Если таблица не помещается, прокрутите её по горизонтали ↔
| Уровень загрязненности воды и класс качества | Содержание растворенного кислорода | ||
|---|---|---|---|
| лето, мг/дм³ | зима, мг/дм³ | степень насыщения, % | |
| Очень чистые, I класс | 9 | 14 - 13 | 95 |
| Чистые, II класс | 8 | 12 - 11 | 80 |
| Умеренно загрязненные, III класс | 7 - 6 | 10 - 9 | 70 |
| Загрязненные, IV класс | 5-4 | 5-4 | 60 |
| Грязные, V класс | 3-2 | 5-1 | 30 |
| Очень грязные, VI класс | 0 | 0 | 0 |
Для растворенного кислорода ВОЗ не предлагает какой-либо величины по показаниям его влияния на здоровье. Однако резкое снижение содержания кислорода в воде указывает на ее химическое и/или биологическое загрязнение.
В свою очередь, истощение растворенного кислорода в системах водоснабжения может способствовать микробиологическому восстановлению нитрата в нитрит и сульфата в сульфид, что вызывает появление запаха. Уменьшение количества кислорода приводит также к повышению концентрации двухвалентного железа в растворе и осложняет его удаление. В то же время при определенных условиях растворенный кислород придает воде коррозионные свойства по отношению к металлам и бетону. Для поверхностных вод нормальной считается степень насыщения не менее 75%.