DO คืออะไร???

DO หรือ Dissolved Oxygen หรือ การหาค่าออกซิเจนละลาย คือ การหาปริมาณออกซิเจนซึ่งละลายอยู่ในน้ำ เป็นลักษณะสำคัญที่จะบอกให้ทราบว่าน้ำนั้นมีความเหมาะสมเพียงใดต่อการ ดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในน้ำ และแนวการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในน้ำว่าเป็น แบบใช้ออกซิเจนอิสระ (aerobic) หรือไม่ใช้ออกซิเจนอิสระ (anaerobic) ปริมาณออกซิเจนซึ่งละลายในน้ำมีความสัมพันธ์กับ

1.อุณหภูมิของน้ำ
2.ความดันบรรยากาศ
3.สิ่งเจือปนในน้ำ (impurities)

ออกซิเจนเป็นก๊าซที่มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ทั้งที่อาศัยอยู่บนพื้นดินและในน้ำ สิ่งมีชีวิตในน้ำได้รับออกซิเจนจาก การสังเคราะห์แสงของพืชที่ปล่อยออกซิเจนอิสระออกมาละลายอยู่ในน้ำ และจากการแพร่ของออกซิเจนจากบรรยากาศลงสู่พื้นน้ำ ออกซิเจนเป็น ก๊าซที่ละลายน้ำได้น้อยมากและไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำ การละลายของ ออกซิเจนขึ้นอยู่กับความดัน อุณหภูมิและปริมาณของแข็งละลายในน้ำ ปริมาณออกซิเจนในน้ำธรรมชาติและน้ำเสียขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมี กายภาพ และกระบวนการชีวเคมีในสิ่งมีชีวิต ค่าออกซิเจนละลายมีความสำคัญ ใช้บอกให้ทราบได้ว่า น้ำนั้นมีความเหมาะสมเพียงใดต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต ในน้ำและใช้ในการควบคุมระบบบำบัดน้ำเสียและมลภาวะทางน้ำ

วิธีวิเคราะห์ออกซิเจนที่ละลายในน้ำมันมีกี่วิธีกันแน่ ???

วิธีวิเคราะห์ออกซิเจนที่ละลายในน้ำ สามารถแบ่งออกเป็น 3 วิธีคือ

1.วิธีไอโอเมตริก หรือ วิธีวินเคลอ (Winkler)
2.วิธีเอไซด์แบบปรับปรุง (Azide Modification) หรือ วิธี วินเคลอแบบปรับปรุง
3.วิธีเมมเบรนอิเล็กโทรด

DO สำคัญอย่างไร ???

1.ค่า DO ในลำน้ำธรรมชาติ จะเป็นตัวชี้ถึงความสามารถของน้ำที่จะรับการ ถ่ายเทของเสียหรือการฟอกตัวเองให้บริสุทธิ์ตามธรรมชาติ นอกจากนี้ยังแสดง ถึงความเหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของปลาและสัตว์น้ำอื่นๆ (เช่น ไม่ควร < 5 mg/L)

2.ช่วยในการควบคุมอัตราเร็วของปฏิกิริยาในกระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบใช้อากาศ เพื่อให้แน่ใจว่ายังคงรักษาสภาวะ aerobic ไว้ได้ และป้องกันการให้อากาศมากเกินควร

3.ใช้สำหรับหาค่า BOD

4.ใช้ในการควบคุมการกัดกร่อนของเหล็กในท่อน้ำประปา และหม้อต้มน้ำ เพราะพบว่าออกซิเจนในน้ำทำให้เกิดการกัดกร่อน (corrosion) ดังนั้นจึงไม่ควร มี DO เลยในหม้อต้มน้ำ (แต่ถ้าความดันต่ำกว่า 250 psi มี DO ได้ 0.015 ppm)

วิธีการิเคราะห์หาปริมาณ DO เค้าทำกันอย่างไร???

ก็ดูตามภาพกันเลยจ้า

ออกซิเจนในแหล่งน้ำยังมาจากการสังเคราะห์แสงของแพลงก์ตอนพืชส่วนการหายใจของสิ่งมีชีวิตและกระบวนการย่อยสารอินทรีย์ที่เกิดจากจุลินทรีย์รวมทั้งการทำปฏิกิริยากับสารอนินทรีย์ต่าง ๆ ที่มีอยู่ในน้ำทำให้แหล่งน้ำสูญเสียออกซิเจน

ในภาวะทั่วไปช่วงเวลาเช้ามืดก่อนดวงอาทิตย์ขึ้นออกซิเจนละลายจะมีค่าต่ำสุด แล้วค่อยๆเพิ่มสูงขึ้นในตอนกลางวัน จนมีค่าสูงสุดในตอนบ่าย อันเนื่องจากการสังเคราะห์แสงของแพลงก์ตอนพืช

ส่วนในตอนกลางคืนไม่มีกระบวนการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้น สิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่อาศัยอยู่ในน้ำมีแต่การใช้ออกซิเจนเพื่อการหายใจ ทำให้ออกซิเจน ละลายค่อย ๆ ลดลงอีกครั้ง

น้ำที่มีออกซิเจนละลายอยู่เต็มที่ (อยู่ในสมดุลพอดี) เรียกว่า อิ่มตัว (saturation)

น้ำที่มีออกซิเจนละลายอยู่น้อย เรียกว่า ยังไม่อิ่มตัว (unsaturation) และ

น้ำที่มีออกซิเจนละลายอยู่มากกว่าสมดุลเรียกว่า อิ่มตัวเกินไป (oversaturation)

ระดับความอิ่มตัวของออกซิเจนในน้ำแสดงได้ในรูปของ % อิ่มตัวดังนี้ ความเข้มข้นอิ่มตัวของออกซิเจนในน้ำ อาจประมาณได้จากสูตร

การลดระดับออกซิเจนละลายในน้ำ

เมื่อเกิดภาวะการละลายของออกซิเจนสู่น้ำเมื่อขาดแคลน เรียก ภาวะความอิ่มตัวของ ออกซิเจนละลาย หรือ D.O. Saturation Percentage : S.P. การเปลี่ยนค่า % อิ่มตัวของ DO ในแหล่งน้ำที่มีสารอินทรีย์เจือปน (ในกรณีนี้ S.P. มีค่า = 100%)

จากภาพจุดเริ่มต้น มี DO อิ่มตัว เมื่อเกิดการเจือปนของสารอินทรีย์ เกิดความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมีขึ้น แสดงโดย Deoxygenation curve

เมื่อ DO ลดต่ำกว่าจุดอิ่มตัว Reaeration rate จะเพิ่มขึ้น DO สุทธิจากทั้ง2เหตุการณ์เป็นเส้นโค้งแสดง การลดต่ำลงของค่า % ความอิ่มตัวของ DO เรียกว่า DO Sag curve

หากจุดที่ขาดแคลน DO มีระดับ DO ต่ำกว่า Minimum DO จะกลายเป็น จุดวิกฤต (Critical point)

ดังนั้นสรุปได้ว่า…

ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำจะขึ้นอยู่กับ อุณหภูมิและ Cl-

ดังนี้เมื่ออุณหภูมิเพิ่มการละลายของออกซิเจนในน้ำลดลง อัตราการย่อยสลายสารอินทรีย์ ในน้ำจะเพิ่มขึ้น

หมายความว่าความต้องการออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นในขณะที่ออกซิเจนละลายในน้ำได้น้อยลง น้ำที่มี Cl- สูง

นั่นก็คือเป็นน้ำที่มีความเค็มสูงตาม ปริมาณของ Cl- ความสามารถในการละลายของออกซิเจนจะลดลง

นั่นคือการละลายของออกซิเจนขึ้นอยู่กับปริมาณ Cl- ในน้ำซึ่งถ้าในน้ำนั้นมีออกซิเจนละลายอยู่เต็มที่ก็จะเกิดเป็น DO saturation

ซึ่งก็คือเกิดในภาวะที่อุณหภูมิที่เหมาะสมและปริมาณคลอไรด์ในน้ำที่พอเหมาะ แต่ถ้าแหล่งน้ำนั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้นและมีปริมาณคลอไรด์ที่เพิ่มขึ้นค่า DO จะต่ำลงหรือ ออกซิเจนละลายอยู่น้อย แสดงว่าค่าDO ยังไม่อิ่มตัว (unsaturation) และน้ำที่มีออกซิเจน ละลายอยู่มากกว่าสมดุลเรียกว่า อิ่มตัวเกินไป (oversaturation)