چرا آب سرد اکسیژن بیشتری دارد

یکی از اجزای اصلی آب، اکسیژن محلول در آن است که نقش مهمی در کیفیت آب، حیات گیاهان و حیوانات دارد. اکسیژن حل شده عبارت است از کل مقدار اکسیژن موجود در آب. بدنه های آبی اکسیژن را از دو منبع مجزا به دست می آورند که شامل گیاهان آبزی و جو می شود. گیاهان آبزی از طریق فرآیند فتوسنتز اکسیژن حل شده تولید می کنند. به خاطر داشته باشید که آب جاری در مقایسه با آب ساکن موجود در دریاچه یا حوض همواره مقدار بیشتری اکسیژن را در خود دارد. و در هنگام خرید آب معدنی به این نکته توجه کنید که بطری های آب معدنی نیز شامل اکسیژن است.

ضرورت وجود اکسیژن محلول در آب

گیاهان و حیوانات از اکسیژن محلول به عنوان ابزاری برای بقا استفاده می کنند. هر جانور آبزی باید بتواند نفس بکشد. اکثر گونه های آبزی برای تنفس صحیح به اکسیژن حل شده در آب نیاز دارند. در صورتی که مقدار زیادی از مواد آلی توسط میکروارگانیسم‌های مختلف تجزیه شوند، ممکن است سطح اکسیژن محلول کاهش یابد. با ادامه این فرآیند، میکروارگانیسم‌های موجود در آب، اکسیژن حل شده را مصرف می‌کنند و باعث کاهش سطح آن می‌شوند. در این مرحله، موجودات موجود در آب می توانند از زیستگاه فعلی خود دور شوند یا اگر سطح اکسیژن بیش از حد کاهش یابد، می میرند.

تشخیص میزان دقیق اکسیژن محلول در آب به دلایل مختلف بسیار مهم است و روش‌های زیادی وجود دارد که می‌توان برای آزمایش مقادیر دقیق DO آب، از آن ها استفاده کرد. سنسورهای آب مخصوصی وجود دارند که به شما این امکان را می دهند تا مقدار اکسیژن حل شده را آزمایش کنید. یکی از این ابزارها، سنسور DO6400 می است. در آب نسبتاً آسان است و می تواند در بسیاری از کاربردهای صنعتی مفید واقع شود. به عنوان مثال، اندازه گیری DO در دیگ های بخار برای اطمینان از جلوگیری از ایجاد خوردگی ضروری است. در این مقاله به جزئیات اهمیت آن می پردازیم.

نکات کلیدی مورد توجه در زمینه اکسیژن محلول در آب

اکسیژن حل شده در واقع همان مقدار اکسیژن موجود در آب است که بر محیط های صنعتی، زندگی حیوانات، پرورش ماهی و کنترل خوردگی تأثیر می گذارد. این پارامتر حیاتی به عملکرد موج، فشار هوا، دما، ایجاد اکسیژن و تعادل مصرف بستگی دارد. ارزیابی اکسیژن محلول در درک کیفیت آب و روش های جبرانی که ممکن است لازم باشد، اهمیت دارد.

کیفیت آب در اکسیژن محلول

آبی که با سرعت بیشتری حرکت می کند همواره مقادیر زیادی اکسیژن محلول در خود دارد. این پدیده معمولاً در رودخانه‌های بزرگ و رودهای کوهستانی رخ می‌دهد. از طرف دیگر آب راکد، اکسیژن حل شده کمتری در خود دارد. همانطور که قبلاً گفته شد، تجزیه مواد آلی منجر به تولید باکتری‌هایی می‌شود که DO اطراف را مصرف می‌کنند. هنگامی که مقدار زیادی ماده آلی در رودخانه ها و دریاچه ها وجود داشته باشد، شرایط اوتروفیک رخ می دهد که در آن بدنه آب غنی از مواد مغذی می شود.

با این که آب غنی از مواد مغذی برای پرورش حیات گیاهی بسیار مفید است، مواد معدنی و مغذی زیادی در آن وجود خواهد داشت تا حیات جانوران تداوم داشته باشد. در این شرایط جلبک ها به سرعت رشد می کنند و در نتیجه سطح آب، سبز رنگ به نظر می رسد. اگر آب راکد بوده و مقدار قابل توجهی مواد آلی در آن وجود داشته باشد، دریافت DO مورد نیاز آبزیان را دشوار خواهد کرد. این شرایط به ویژه در روزهای گرم تابستان پدیده ای معمول است. کاهش دمای آب منجر به غلظت بالاتر اکسیژن محلول می شود وافزایش دما نیز میزان DO را کاهش می دهد.

درک این نکته بسیار حائز اهمیت است که دمای آب گرم در دریاچه ها و بدنه های آبی مشابه در صورت راکد بودن برای جانداران آبزی بسیار خطرناک است. اگر آب راکد باشد، اکسیژن حل شده در نزدیکی سطح آب باقی می ماند. سطح آب در طول ماه‌های گرم تابستان برای بیشتر جانوران آبزی بسیار گرم است. با حرکت به سمت کف دریاچه یا رودخانه، سطح DO بسیار کم می شود.

چگونه اکسیژن محلول بر منابع آب تأثیر می گذارد؟

هنگامی که به طور خاص به منابع آب آشامیدنی در یک محیط نگاه می کنیم، سطح اکسیژن محلول طعم کلی آب آشامیدنی مورد نظر را تعیین می کند. وقتی مقدار DO افزایش پیدا کند، آب آشامیدنی مصرفی شما طعم بهتری خواهد داشت. با این وجود افزایش مقدار DO به اجزا و سیستم ‌های مختلفی که در توزیع و تصفیه آب آشامیدنی استفاده می‌شوند آسیب می‌رساند. یکی از تاثیرات مخرب افزایش مقدار DO، گسترش خوردگی لوله های آب است.

بیشتر صنایع به خاطر آسیب های ناشی از اکسیژن محلول، از آبی استفاده می کنند که فقط حاوی مقدار کمی اکسیژن باشد. مقدار اکسیژن حل شده بر حسب PPM در دیگ های کم فشار، حداکثر 2.0 خواهد بود. در اپراتورهای نیروگاه های دیگ بخار، مقدار DO بهینه کمتر از 0.007 PPM است. چهار موردی که غلظت دقیق اکسیژن محلول به آن ها بستگی دارد عبارتند از:

1.    عملکرد موج: در روزهایی که باد شدیدتر است و آب راکد نیست، بدنه های آبی همیشه حاوی مقادیر بیشتری DO هستند.
2.    فشار هوا: هنگامی که فشار هوای اطراف بدنه آب زیاد باشد، مقدار فزاینده‌ای از اکسیژن محلول وارد آب می‌شود که این شرایط را در مقایسه با شرایط فشار کم هوا مطلوب‌تر می‌کند.
3.    دما: همانطور که قبلا ذکر شد، آب سرد حاوی مقادیر بیشتری از اکسیژن حل شده نسبت به آب گرم است.
4.    تعادل و استفاده از اکسیژن: گیاهان آبزی در بدنه آبی، اکسیژن حل شده را از طریق فرآیند فتوسنتز ایجاد می کنند و پس از آن ماهی ها و سایر حیوانات آبزی آن را مصرف می کنند.

مقدار اکسیژن حل شده در آب به دلایل مختلفی اهمیت دارد. به عنوان مثال، هر مولکول اکسیژن حل شده در آب مقدار مشخصی از فضا را اشغال می کند. هنگامی که سطح اکسیژن محلول بیشتر باشد، فضای زیادی برای آب وجود ندارد که سایر مواد را در خود حل کند. اگر میزان DO بسیار کم باشد، مواد معدنی که در بستر دریاچه قرار دارند با سرعت بیشتری در آب حل می شوند. اگرچه وجود مقادیر زیاد مواد معدنی در آب مشکلی برای سلامتی ایجاد نمی کنند اما طعم و رایحه آب را تغییر خواهند داد.

روش های متعددی در زمینه تصفیه آب صنعتی وجود دارد که می‌توان برای اصلاح بو و طعم ترکیبات موجود در آب در صورت کم بودن غلظت اکسیژن محلول استفاده کرد. هنگامی که به آب اضافه می شود، هر گونه بو، طعم و رنگ از بین می رود. در صورتی که سطح pH خیلی پایین باشد، می توان هیدروکسید سدیم را به آب اضافه کرد. میزان سولفات آلومینیوم در آب نیز قابل تنظیم است. این به نوبه خود نوعی منعقد کننده است که ذرات معلق را در طول فرآیند تصفیه آب گسترده به یکدیگر پیوند می دهد.

چرا اندازه گیری اکسیژن محلول اهمیت دارد؟

دلایل زیادی وجود دارد که چرا ارزیابی میزان اکسیژن حل شده در آب مهم است. هر جانداری که در آب زندگی می کند برای زنده ماندن نیاز به مقداری اکسیژن دارد. زمانی که سطح اکسیژن خیلی کم شود، هیپوکسی رخ می دهد که منجر به رشد گونه های مختلف جلبک می شود. اگر اکسیژن در آب نباشد، آنکسی رخ می دهد. در این مرحله، اکسیداسیون مواد آلی با سرعت بیشتری نسبت به ورود اکسیژن محلول به آب انجام می شود.

هر دوی این سناریوها شرایط نگران کننده ای را برای زندگی آبزیان ایجاد می کنند. کمبود اکسیژن به این معنی است که جلبک ها و گیاهان مشابه با سرعت زیادی رشد خواهند کرد. هنگامی که این گیاهان می میرند، قبل از تجزیه تا کف بستر آب فرو می روند. حيوانات احتمالاً خواهند مرد زيرا ديگر به اكسيژن مورد نياز خود دسترسي ندارند. برای زنده ماندن و تداوم حیات حیوانات، میزان DO در آب باید نسبتاً بالا باشد.

نقش اکسیژن محلول در صنعت

ارزیابی اکسیژن محلول نیز در تنظیمات صنعتی برای فرآیندهای متعدد بسیار مهم است. به عنوان مثال، تصفیه خانه های فاضلاب به تجزیه مواد جامد توسط باکتری ها متکی هستند. وقتی سطح DO پایین باشد، باکتری هایی که برای تکمیل این فرآیند لازم است می میرند، که منجر به توقف تجزیه می شود تا زمانی که سطح DO بازیابی شود.

هنگامی که سطح اکسیژن محلول در تصفیه خانه های فاضلاب بسیار بالا باشد، انرژی بیش از حد به طور موثر هدر می رود که باعث می شود فرآیندی ناکارآمد باشد. در دیگ های بخار مورد استفاده در تاسیسات صنعتی، پایین بودن مقدار DO برای جلوگیری از تجمع رسوب و خوردگی ضروری است. هنگامی که میزان رسوب در داخل دیگ افزایش می یابد، فرآیند انتقال حرارت در سیستم به طور فزاینده ای ناکارآمد می شود.

نحوه سنجش مقدار DO

اندازه گیری غلظت اکسیژن محلول در کاربردهایی مانند حمل و نقل ماهی زنده، کنترل خوردگی، تصفیه فاضلاب و پرورش ماهی مهم است. این اندازه گیری می تواند درک روشنی از کیفیت آب و شیوه هایی که ممکن است لازم باشد را به شما ارائه دهد.

در تصفیه خانه هایی که آب را آزمایش و تصفیه می کنند تا مطمئن شوند که آب قابل شرب است، اندازه گیری های زیادی در طول فرآیند تصفیه انجام خواهد شد. مقدار دقیق DO در آب تعیین می کند که چگونه بو و طعم آب باید قبل از تکمیل فرآیند تصفیه تغییر کند. سنسورهای تخصصی DO اندازه گیری میزان اکسیژن آب را آسان می کنند. این حسگرها را می توان در کاربردهای مختلفی استفاده کرد و برای ارائه خوانش دقیق طراحی شده اند.

برای خرید ابزارهای سنجش اکسیژن محلول در آب که یک پارامتر کلیدی در زمینه کیفیت آن محسوب می شود می توانید به وب سایت آبین مراجعه کنید. علاوه بر عرضه آنلاین تجهیزات آبی، اقدام به ارائه خدمات مشاوره رایگان در زمینه این سیستم ها نموده است.