مقدار هر گاز محلول در آب با فشار گاز در بالای آب مربوط است. در سطح دریا ، فشار هوا اتمسفر است. هوا ترکیبی از 78% نیتروژن و 21% اکسیژن است. بیشترین فشار اکسیژن در بالای تودۀ آب فقط 21% اتمسفر است.
اکسیژن به مقدار کمی در آب حل می شود. وقتی که یک محلول مایع در فشار 1 اتمسفر و ئرجۀ حرارت cº25 با هوا اشباع می شود ، مقدار اکسیژن موجود در محلول حدود 32/8 میلی گرم در لیتر است.
اکسیژن فقط به میزان کمی در آب حل می شود.
برای اینکه حیات موجودات در میزان معینی حفظ شود ، باید مقدار اکسیژن محلول در آب زیاد شود . بیشتر ماهیان برای بقای خود حداقل به 6-5 میلی گرم در لیتر اکسیژن نیاز دارنئ. مقدار اکسیژن محلول در آب به دو طریق محدود می شود : 1- از طریق حلالیت فیزیکی ذاتی مقدار اکسیژن محلول در آب ،2- اکثر آب ها نمی توانند به درجۀ اشباع بالا ( فوق اشباع) برسند.
سه عامل در حلالیت ذاتی اکسیژن در آب تأثیر دارد :
1- درجه حرارت:
با افزایش درجۀ حرارت ، مقدار اکسیژن ( یا هر گاز دیگر ) محلول در آب کاهش می یابد. احتمالاً می دانید که چگونه یک نوشیدنی شیرین داغ گاز خود را نسبت به نوع سرد آن سریعاً از دست می دهد ( به علت حل شدن گاز ). اگر آب را روی اجاق گرم کنید، حباب های هوا قبل از جوشیدن در بالای سطح آب ظاهرشده و گازهای حل شده ناپدید می شوند.
همبستگی معکوس بین حلالیت اکسیژن با درجۀ حرارت آب باعث افزایش آلودگی حرارتی در محیط آب می شود. بسیاری از صنایع در فرآیندهای کار خود از آب به عنوان یک وسیلۀ خنک کننده استفاده می کنند ، که این عمل باعث تولید گرما در آب می شود. نیروگاه های تولید حرارت الکتریکی سهم عمده ای در ایجاد این مشکلات دارند ، به طوری که میلیون ها متر مکعب آب گرم سالیانه توسط صنایع تولید نیرو در رودخانه ها و جویبارها وارد می شود. مناطق شهری نیز در ایجاد آلودگی حرارتی سهیم هستند ، در هنگام بارندگی هرز آب هایی که برسطح زمین پخش می شوند در اثر تابش نور خورشید گرم می شوند. مشابه چنین گرمایشی در رودخانه یا جویبارهای کانال کشی شده نیز اتفاق می افتد. به خصوص رودخانه ها یا جویبارها ی که سنگفرش شده ،ل سبب انتقال گرما به آب هستند.
درجۀ حرارت زیاد آب باعث کاهش مقدار اکسیژن محلول در آب می شود.
2- فشار جزئی اکسیژن در تماس با آب:
غلظت اکسیژن در آب بستگی مستقیم با فشار جزئی اکسیژن در هوا دارد که خود نیز در تماس با آب است. فشار جزئی یک گاز عبارت است از فشار یک جزء گاز ( به عنوان مثال اکسیژن) موجود در ترکیب آن گاز (مثلاً ترکیب گاز در اتمسفر ). اگر چه این مقدار در سطح دریا نسبتاً ثابت است. اما مقدار اکسیژن محلول ، در ارتفاع زیاد تغییر می کند ، این امر سبب کاهش قابل ملاحظه ای در مقدار اکسیژن محلول موجود در ارتفاعات می شود.
در ارتفاعات زیاد ، اکسیژن کمتری در آب حل می شود ، چون فشار جزئی اکسیژن در اتمسفر پایین است.
با افزایش ارتفاع ، فشار اتمسفر بر قسمت های سطحی تودۀ آب کاهش می یابد ، چون مولکولهای گازی کمتری در آنجا مشاهده می شوند و در نتیجه برخورد مولکولهای گازی با سطح دریاچه یا جویبارکمتر می شود. فشار اتمسفر پیوسته با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. تغییر فشار با استفاده از رابطۀ تجربی زیر محاسبه می شود :
P فشار اتمسفری ( برحسب واحد اتمسفر) در ارتفاع H ( برحسب متر) و P0 فشار اتمسفری در سطح دریا ( برحسب اتمسفر ) است. بنابراین پیداست که در ارتفاع زیاد ، میزان اکسیژن محلول کمتر است.
3- شوری آب:
غلظت نمک در آب ، که شوری نامیده می شود ، بر مقدار گاز محلول در آب تأثیر می گذارد. به طور کلی حلالیت گازها ( ) با افزایش شوری کاهش مییابد. این پدیده نقش مهمی را در تنظیم میزان و که از طریق انتشار وارد اقیانوس می شود بازی می کند.
سه عامل یاد شده به مقدار حلالیت فیزیکی گازها در آب بستگی دارد. با توجه به این نکته حتی در آب سرد دریا نیز این احتمال وجود دارد که میزان غلظت اکسیژن به حداکثر مقدار خود نرسد.
با سلام
خیلی عالی بود.
با امید به موفقیت های روز افزون شما.