• Author / Uploaded
• Miriam López

• Categories
• Oxígeno
• Salinidad
• Solubilidad
• Agua
• Atmósfera

Citation preview

OXIGEO DISUELTO La temperatura, la presión y la salinidad afectan la capacidad del agua para disolver el oxígeno. La relación de la disolución del contenido de oxígeno (ppm) a la capacidad potencial (ppm) da el porcentaje de saturación, que es un indicador de la calidad del agua. La temperatura Al aumentar la temperatura, disminuye la cantidad de oxigeno disuelto en el agua. Cuando el agua contiene todo el oxígeno disuelto a una temperatura dada, se dice que está 100 por cien saturada de oxígeno. El agua puede estar sobresaturada de oxígeno bajo ciertas condiciones ("rápidos de agua blanca", o cuando las algas crecen y producen oxígeno más rápidamente del que puede ser usado o liberado a la atmósfera). Otros factores Altitud: el agua contiene menos oxígeno en los lugares altos. Salinidad: cuando la salinidad aumenta, el oxígeno disuelto disminuye. El contenido mineral: cuando los contenidos minerales aumentan, el oxígeno disuelto disminuye. El efecto de la temperatura: Si el agua está demasiado caliente no habrá suficiente oxígeno el el agua. Cuando hay muchas bacterias o minerales acuáticos en el agua, forman una sobrepoblación, usando el oxígeno disuelto en grandes cantidades.

Los niveles de oxígeno también pueden ser reducidos a traves de la sobrefertilización de las plantas por la fuga desde los campos de los fertilizantes conteniendo estos nitratos y fosfatos (son ingredientes de los fertilizantes). Bajo de estas condiciones, el número y el tamaño de las plantas acuáticas aumenta en gran cantidad. Entonces, si el agua llega a estar turbia por algunos días, la respiración de la plantas utilizaran mucho del oxígeno disuelto disponible. Cuando las plantas mueran, ellas llegaran a ser comida

para bacterias, las cuales tendrán alta multiplicación y usaran grandes cantidades de oxigeno.

La cantidad de oxígeno disuelto en el agua que necesita un organismo depende de la especie de éste, su estado físico, la temperatura del agua, los contaminantes presentes, y más. Consecuentemente por esto es imposible predecir con precisión el mínimo nivel de oxígeno disuelto en el agua para peces específicos y animales acuáticos. Por ejemplo, a 5oC (41oF), la trucha usa sobre 50-60 miligramos (mg) de oxígeno por hora, a 25oC (77oF), ellas deberían necesitar cinco o seis veces esa cantidad. Los peces son peces de sangre fría, por lo que ellos utilizan mas oxígeno en temperaturas altas cuando su velocidad metabólica aumenta.

Numerosos estudios científicos sugieren que 4-5 partes por millón (ppm) de oxígeno disuelto es la mínima cantidad que soportara una gran y diversa población de peces. El nivel de oxígeno disuelto en las buenas aguas de pesca generalmente tiene una media de 9.0 partes por millón (ppm)

En la grafica inferior usted puede observar el efecto de la temperatura en el oxígeno disuelto.

Impacto Medio ambiental:

El total de los gases concentrados en el agua no debería exceder el 110 por ciento. Las concentraciones sobre este nivel pueden ser peligrosas para la vida acuática. Los peces en agua que contiene excesivos gases disueltos podrían sufrir "la enfermedad de la burbuja de gas", sin embargo, esto es de muy rara ocurrencia. Las burbujas o el bloqueo de embolo que sufre el flujo de la sangre a través de los vasos sanguíneos causan la muerte. Las burbujas externas, llamadas enfisemas pueden también ocurrir y ser vistas en aletas,

en la piel o en otros tejidos. Los invertebrados acuáticos están también afectados por la enfermedad de las burbujas de gas pero en niveles más altos que aquellas letales para los peces.

Un adecuado nivel de oxígeno disuelto es necesario para una buena calidad del agua. El oxígeno es un elemento necesario para todas las formas de vida. Los torrentes naturales para los procesos de purificación requieren unos adecuados niveles de oxígeno para proveer para las formas de vida aeróbicas. Como los niveles de oxígeno disuelto en el agua bajen de 5.0 mg/l, la vida acuática es puesta bajo presión. La menor concentración, la mayor presión. Niveles de oxígeno que continúan debajo de 1-2 mg/l por unas pocas horas pueden resultar en grandes cantidades de peces muertos.

Biológicamente hablando, sin embargo, el nivel del oxígeno es mucho mas importante medida de calidad del agua que las coliformes fecales. El oxígeno disuelto es absolutamente esencial para la supervivencia de todos los organismos acuáticos (no sólo peces también invertebrados como cangrejos, almejas, zooplacton,etc). Además el oxígeno afecta a un vasto numero de indicadores, no solo bioquímicos, también estéticos como el olor, claridad del agua, y sabor. Consecuentemente, el oxígeno es quizás el mas estabilizado de los indicadores de calidad de agua.

En la gráfica siguiente usted puede observar los niveles de porcentaje de oxígeno disuelto en el río Tamesis en el periodo entre 1890-1974, el puerto de New York en el periodo 1910-1997, y el río Rin en el periodo 1945-1997. Aquí podemos observar como los niveles de oxígeno de algunos de los mayores ríos han vuelto a los previos altos valores después de décadas de bajos niveles. Esto tiene consecuencias para los organismos marinos y los humanos. El aumento de los niveles de porcentaje de oxígeno ha mejorado las posibilidades de vida de los organismos. Temperatura:

La cantidad de oxígeno presente en el agua es afectada por la temperatura, la salinidad y la presión atmosférica. La concentración de oxígeno en agua es inversamente proporcional con la temperatura (Figura 1). Si elevamos la temperatura del agua a su punto de ebullición generamos una solución libre de oxígeno. Podemos generalizar que a cualquier presión atmosférica, aguas frías saturadas con oxígeno contienen una mayor cantidad de oxígeno disuelto que aguas tibias o calientes. No obstante, la relación inversa entre temperatura y la concentración de oxígeno disuelto puede verse alterada en ambientes naturales por efecto de los procesos de fotosíntesis y respiración. Salinidad: La presencia de algunos minerales en una solución reducen la solubilidad de los gases. Las sales disueltas en agua reducen los espacios intermoleculares disponibles para la disolución del oxígeno. La Tabla 3 nos ilustra el efecto combinado de la temperataura y la salinidad sobre el oxígeno disuelto. El efecto de la exclusión de oxígeno en función de la concentración de sales disueltas es mínimo excepto en ambientes hipersalinos, talescomo los salitrales.

Datos tomados del Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1992); la salinidad promedio del agua de mar es de 35‰. Presión atmosférica: La solubilidad de un gas está determinada por su presión parcial (p) [Ley de Henry]. Asu vez, la presión parcial de un gas es afectada por cambios en altitud (cambios en presión atmosférica). Observamos que en cuerpos de agua no contaminados la concentración de oxígeno disminuye con la altitud. Es conveniente aclarar que dicha relación puede ser alterada por los procesos de fotosíntesis y respiración. La relación entre los niveles medidos de oxígeno disuelto, el por ciento de saturación de oxígeno en agua, la temperatura del agua y la altitud se interpretan tradicionalmente utilizando un nomograma. La solubilidad del oxígeno en el agua disminuye a medida queaumenta la temperatura. Por ejemplo, al 100% de saturación al nivel del mar, elagua dulce a 20°C contiene 8,84 mg/l de OD, mientras que a 30°C, contendrá7,53.

Los organismos acuáticos, crecen más rápido cuanto mayor es latemperatura del agua y transforman mejor el alimento consumido a esastemperaturas (dentro del límite exigido por cada especie). La mayor cantidad deoxígeno en el agua en estanques de cultivo proviene del producido por el procesode fotosíntesis realizado por los vegetales (especialmente las algasmicroscópicas), la aireación aportada al ingresar a los cerramientos de cultivo y elproducido por los vientos en superficie (para ello, los cerramientos deberán serconstruidos o acondicionados en función de los mayores vientos existentes en laregión). El proceso de difusión promueve la incorporación del gas al medio. La solubilidad de oxigeno como la de cualquier otro gas en el agua, dependede la presión atmosférica imperante en cada sitio, de la temperatura media decuerpos de aguas y su contenido en sales disueltas, en términos generales, lasolubilidad del oxígeno en el agua es directamente proporcional a la presión einversamente proporcional a la temperatura y a la concentración de sales disueltas(BAEDECKER, 1980). El oxígeno disuelto en el agua es básico para el ecosistema acuático, de lamisma manera que lo es en los ecosistemas terrestres. El oxígeno esparcialmente soluble en agua, fenómeno que depende de la altitud (porque estodetermina la concentración de oxígeno en la atmósfera) y de la temperatura delagua(LEWIS, 2006). El oxigenó restrinja la distribución local de algunas especiesen lagos de aguadulce. Durante el verano algunos lagos productivos presentan zonas de agua defondos frías y estancadas con contenido relativamente bajo de oxígeno(KREBS,1985). https://es.slideshare.net/poesmi/oxigeno-disuelto

Solubilidad del oxígeno en agua:

El oxígeno disuelto en el agua proviene de la fotosíntesis (fuente biológica) y de la atmósfera (fuente física), ya que las aguas naturales y en particular las superficiales están constantemente en contacto con el aire atmosférico.

La solubilidad de cualquier gas en el agua es función, entre otros factores, de la temperatura, de la presión y de la salinidad del agua. Por lo tanto, el equilibrio del oxígeno atmosférico con la concentración del oxígeno en el agua dependerá de la presión parcial atmosférica y, por consiguiente de la altitud.

La solubilidad del oxígeno en agua también se ve afectada por la presencia de luz solar. Así, en un medio iluminado, el oxígeno producido por fotólisis del agua gracias a los vegetales (algas), es mucho mayor que el consumido por la respiración. Cuando el medio no está iluminado, por ejemplo en los lagos profundos, o por la noche en superficie, únicamente se verifica la función respiratoria, con la consiguiente absorción de oxígeno.

En las gráficas siguientes puede observarse la influencia de la altitud y la temperatura sobre la solubilidad del oxígeno, la variación diurna de oxígeno y del dióxido de carbono en el agua superficial, la disolución del oxígeno en función de la turbulencia o agitación violenta (pensar, en la importancia de los rápidos, piedras y pequeñas cascadas de los ríos polucionados para lograr su reoxigenación) y la influencia de la superficie puesta en contacto con el oxígeno (B presenta una superficie de contacto 7 veces mayor que A).