Oxigeno disolbatua

Uretan disolbatutako oxigeno gaseosoa ezinbestekoa da uretako organismo gehienen existentziarako. Oxigenoa funtsezko osagaia da

arnasketa zelularrean bai uretako bizitzarako bai lurreko bizitzarako. Disolbatutako oxigenoaren kontzentrazioa (EGIN) ur ingurune batean inguruneko uraren kalitatearen adierazle garrantzitsua da.

Zenbait organismok, hala nola izokinak, euliek eta amuarrainak, disolbatutako oxigeno kontzentrazio handiak behar dituzte. Beste organismo batzuek, hala nola katu-arrainak, eltxo-larbak eta karpak, disolbatutako oxigeno-kontzentrazio baxuko inguruneetan biziraun dezakete. Organismoen aniztasuna askoz handiagoa da DO kontzentrazio handietan. 1. taulak animalia ezberdinei eusteko beharrezkoak diren oxigeno disolbatuaren gutxieneko kontzentrazioa adierazten du.

• atmosferaren hedapena
• Harkaitz edo hondakinen gainean ura mugimenduaren ondoriozko oxigenazioa
• Haizearen edo olatuen oxigenazioa
• Uretako landareen fotosintesia

DO Iturriak

Oxigeno gaseosoa uretan disolbatzen da hainbat prozesuren bidez, hala nola, atmosferaren eta uraren arteko difusioa, arroken eta beste hondakinen gaineko uraren fluxuaren bidezko oxigenazioa, uhinen eta haizearen eraginez eta uretako landareen fotosintesia. Uretako ingurunean disolbatutako oxigenoaren kontzentrazioan eragina duten faktore asko daude. Faktore hauek honako hauek dira: tenperatura, errekaren emaria, airearen presioa, uretako landareak, deskonposatzen den materia organikoa eta giza jarduera.

• Tenperatura
• Uretako landareen populazioak
• Material organikoa uretan deskonposatzea
• Korronte-fluxua
• Presio atmosferikoa eta altuera
• Giza Jarduera

DO Mailetan eragina duten faktoreak

Landareen jardueraren ondorioz, DO mailak gora egin dezake egunean zehar, goiz osoan zehar igo eta arratsaldean gehienez ere iritsiz. Gauez fotosintesia eten egiten da, baina landareek eta animaliek arnasa hartzen jarraitzen dute, eta DO mailaren jaitsiera eragiten du. Eguneroko gorabeherak posible direnez, OD saiakuntzak egunero ordu berean egin behar dira. Disolbatutako oxigeno-mailen gorabehera handiak denbora-tarte laburrean algak biderkatzea eragin dezake. Alga-populazioa azkar hazten ari denez, disolbatutako oxigeno-maila handitzen da. Laster hasten dira algak

hil eta oxigenoa erabiltzen duten bakterio aerobikoek deskonposatzen dituzte. Alga gehiago hiltzen diren heinean, deskonposizio aerobikoaren oxigeno-eskakizuna handitzen da, hau da

oxigeno-mailaren beherakada nabarmena eragiten du. Algen loraldi baten ondoren, oxigeno maila hain baxua izan daiteke non arrainak eta beste uretako organismo batzuk ito eta hil egiten direla.

Tenperatura oxigenoa disolbatzeko gaitasunean faktore garrantzitsua da, oxigenoak, gas guztiek bezala, tenperatura desberdinetan disolbagarritasun desberdinak dituelako. Ur hotzek oxigeno ahalmen handiagoa dute

ur epelagoak baino disolbatuta. Giza jarduerak, hala nola erreka batean hostoak kentzeak edo prozesu industrialetan erabiltzen den ur beroa askatzeak, uraren tenperaturaren igoera eragin dezake errekaren estutze jakin batean. Honek korronteak oxigenoa disolbatzeko duen gaitasun txikiagoa eragiten du.

Espero diren Mailak

mg/L2 unitatea oxigeno gaseosoa da

litro batean uretan disolbatuta. DO neurriak uretako organismoek eskatzen dituzten gutxieneko mailekin lotzean, mg/L unitatea erabiltzen da. Dokumentu honetan deskribatzen den prozedurak disolbatutako oxigeno-sentsore baten erabilera hartzen du barne, mg/L-tan DO kontzentrazioa neurtzeko. Disolbatutako oxigenoaren kontzentrazioa 0 eta 15 mg/L bitartekoa izan daiteke. Mendiko erreka hotzek ziurrenik 7 eta 15 mg/L arteko DO kontzentrazioa izango dute, uraren tenperaturaren eta airearen presioaren arabera. Ibilbide baxuenetan, ibaiek eta errekek 2 eta 11 mg/L arteko DO kontzentrazioa izan dezakete.

Erreka edo ibai baten uraren kalitatea aztertzean, komenigarria da mg/L ez den beste unitate bat erabiltzea. Saturazio ehuneko terminoa sarritan erabiltzen da uraren kalitatea alderatzeko. Saturazio ehunekoa mg/L-tan disolbatutako oxigenoaren irakurketa da uraren oxigeno disolbatuaren balioaren 100% zatiarekin (airearen tenperatura eta presio berdinean). Saturazio ehunekoa uraren kalitatearekin nola erlazionatzen den azaltzen da 2. taulan. Zenbait kasutan, urak 100% saturazioa gaindi dezake eta denbora-tarte laburrean gainsaturatu egin daiteke.

Metodoen laburpena

Disolbatutako oxigenoa zuzenean neurtu daiteke tokian bertan edo gunetik garraiatutako ur laginetan. Neurketak tokian bertan egin daitezke, bai disolbatutako oxigeno-sentsorea zuzenean korrontetik urrun jarriz, edo ur-lagin bat ontzi edo matrazarekin bilduz eta, ondoren, neurketak eginez, disolbatutako oxigeno-sentsorearekin berriro itsasertzera. Lekuan bildutako eta botila itxietan laborategira itzultzen diren ur laginak izotza duten ontzietan edo hozkailuan gorde behar dira neurketak egin arte. Ez da gomendagarria laginak garraiatzea, proben emaitzen zehaztasuna murrizten delako.¨C9C

1. Supersaturazioa kaltegarria izan daiteke uretako organismoentzat. Gas burbuilen gaixotasuna izeneko gaixotasuna sor dezake.
2. mg/L unitatea zenbakiz milioi bakoitzeko zati edo ppm deritzonaren berdina da.

Oxigeno disolbatua ¨ C10C

¨ C11C

Nola funtzionatzen duen disolbatutako oxigeno-sentsoreak

mintza¨ C12C

mintza

platinoa (katodoa)

¨ C13C

Ag/AgCl (anodoa)

KCl (aq)

Mintz-txapela

Disolbatutako oxigeno-sentsorea Clark motako elektrodo polarografikoa da, uretan eta ur-disoluzioetan disolbatutako oxigenoaren kontzentrazioa neurtzen duena. KCl elektrolito batean platinozko katodo bat eta zilar/zilar kloruroko erreferentzia anodo bat lagintik bereizten dira gas-iragazgaitza den plastikozko mintz baten bidez.

¨C15C

mintz-txapela ¨ C16C

Platinozko elektrodoak tentsio finko bat du aplikatuta. Oxigenoa murrizten da mintzean zehar katodorantz hedatzen den heinean:

½ O2 + H2O + 2e-  2 OH-

Erreferentzia-elektrodoan (anodoan) gertatzen den oxidazioa hau da:

Ag + Cl-  AgCl + e-

Horren arabera, oxigenoaren difusio-abiaduraren proportzionala den korronte bat dabil, eta, beraz, laginaren disolbatutako oxigenoaren kontzentrazioarekiko. Korronte hori tentsio proportzionala bihurtzen da, Vernier interfazeetako batek anplifikatu eta irakurtzen duena.

¨C17C

Disolbatutako oxigeno-sentsoreen biltegiratzea

Jarraitu urrats hauek elektrodoa gordetzean:

• Epe luzerako biltegiratzea (24 ordu baino gehiago): kendu mintzaren tapoia eta garbitu mintzaren barrualdea eta kanpoaldea ur destilatuarekin. Astindu mintz-txapela lehortzeko. Era berean, garbitu eta lehortu agerian dauden anodoaren eta katodoaren barruko elementuak (lehortu laborategiko paper xurgatzailearekin). Kontu handiz jarri berriro mintz-kapa elektrodoaren gorputzean gordetzeko. Ez izorratu gehiegi estu.
• Epe laburreko biltegiratzea (24 ordu baino gutxiago): Gorde disolbatutako oxigeno-sentsorea mintzaren amaiera gutxi gorabehera hazbeteko ur destilatuan murgilduta dagoela.

Tenperaturaren konpentsazio automatikoa

Vernier disolbatutako oxigeno-sentsoreak tenperatura konpentsazio automatikoa du, sentsorearen gorputzean sartutako termistorea erabiltzen duelako. Sentsore honen tenperatura irteera tenperatura aldaketen ondorioz mintzaren iragazkortasunaren aldaketak automatikoki konpentsatzeko erabiltzen da. Sentsoreak tenperatura konpentsatuko ez balu, tenperatura aldatu ahala oxigeno disolbatuaren irakurketan aldaketa bat nabarituko zenuke, nahiz eta disoluzioko oxigeno disolbatuaren benetako kontzentrazioa aldatu ez den.

Hona hemen tenperatura konpentsazio automatikoak nola funtzionatzen duen erakusten duten bi adibide:

• Disolbatutako oxigeno-sentsorea laborategian kalibratzen baduzu 25° C eta 760 mm Hg-ko presio barometrikoan (gazitasun arbuiagarria suposatuz), oxigeno asearen kalibrazio-punturako sartu behar duzun balioa 8,36 mg/L izan behar da (ikus 3. taula). Nahasketa azkar eta indartsuarekin nahasiz oxigenoz saturatuta dagoen ur destilatuari buruzko irakurketa egingo bazenu, 8,36 mg/L-ko irakurketa lortuko zenuke gero ur-lagina 10° C-ra hozten bada, nahasketa gehigarririk gabe ura ez litzateke saturatuta geratuko (ur hotzak ur beroak baino oxigeno disolbatu gehiago onartzen du). Beraz, tenperatura konpentsatutako oxigeno disolbatuaren sentsorearen irakurketak 8,36 mg/L izan behar du.¨C18C.
• Disoluzioa hozten bada, ordea, 10 °C-ra eta etengabe nahasten da oxigeno-soluzio gehigarriarekin saturatuta egon dadin, sentsorearen tenperatura-konpentsazioak 11,35 mg/L-ko irakurketa egin beharko luke, hau da, 3. taulan agertzen den balioa. Oharra: Tenperatura-konpentsazioa ez du esan nahi disoluzio ase baten irakurketa berdina izango dela bi tenperatura ezberdinetan, bi disoluzioek desberdinak baitira

oxigeno-kontzentrazioa Disolbatutako oxigeno saturatua vs. Tenperatura

desegin eta sentsoreen irakurketek diferentzia hori islatu beharko lukete.

¨C19C

Laginak hartzea Ozeanikoko ur gazietan edo estuarioetan

(1000 mg/L baino gazitasun maila handiagoan)

Disolbatutako oxigeno-kontzentrazioa airez asetutako uraren gazitasun-maila ezberdinetan, DO(gatza), formula hau erabiliz kalkula daiteke:

DO(sal) = DO – (k•S)

• DO(gatza) ur gaziko disoluzioetan disolbatutako oxigenoaren (mg/Ltan) kontzentrazioa da.
• 3. taulan zehazten den airez asetutako ur destilaturako oxigeno disolbatuaren kontzentrazioa da.
• S gazitasunaren balioa da (ppt-tan). Gazitasun-balioak Vernier kloruro ioi-elektrodoa edo eroankortasun-sentsorea erabiliz zehaztu daitezke 40. jardueran deskribatzen den moduan. Oxigeno disolbatua¨ C20C
  • k konstante bat da. k-ren balioa tenperaturaren arabera aldatzen da eta 5. taulan zehaztu daiteke.

Adibidea: zehaztu DO oxigeno saturatuaren kalibrazio-balioa 23° C-ko tenperaturan eta 750 mm Hg-ko presioan, disolbatutako oxigeno-sentsorea 35,0 ppt-ko gazitasun-balioa duen itsasoko uretan erabiltzen denean.

Lehenik eta behin disolbatutako oxigenoaren balioa 3. taulan aurkitu behar duzu (DO = 8,55 mg/L). Ondoren, ren balioa aurkitu behar dugu k 5. taulan 23° C-tan (k = 0,04662). Ondoren, aurreko ekuazioan balio hauek ordezkatu behar dituzu, baita gazitasunaren balioa ere:

DO(sal) = DO – (k•S) = 8,55 – (0,04662 • 35,0) = 8,55 – 1,63 = 6,92 mg/L

Erabili 8,46 mg/L balioa DO saturazioa (airez saturatua den ura) kalibrazio-puntua egiterakoan, 6. urratsean deskribatzen den moduan. Disolbatutako oxigeno-sentsorea kalibratuko da orain gatz-uraren laginetan DO irakurketa zuzenak emateko 35,0 ppt.

Garrantzitsua: Oxigeno disolbatutako proba gehienetarako, Ez gazitasuna konpentsatu behar da; Esate baterako, gazitasunaren balioa 0,5 ppt bada, 25° C eta 760 mm Hg erabiliz, DO(k) kalkulatu behar da:

DO(sal) = DO – (k•S) = 8,36 – (0,04498 • 0,5) = 8,36 – 0,023 = 8,34 mg/L

1,0 ppt baino gutxiagoko gazitasun-mailetan, zuzenketa hori baztertzeak 0,2% baino gutxiagoko errorea esan nahi du.