Oxígeno
disuelto
Definición
El
oxígeno disuelto (DO) es la cantidad de oxígeno que esta disuelta en el agua y
que es esencial para los riachuelos y lagos. El nivel de DO puede ser un
indicador de cuan contaminada está el agua y cuan bien puede dar soporte esta
agua a la vida vegetal y animal. Si los niveles de DO son demasiados bajos,
algunos peces y otros organismos no pueden sobrevivir.
Al
igual que los organismos terrestres, los animales y plantas acuáticas necesitan
oxígeno para vivir.
El
oxígeno entra al agua de varias formas:
- Desde las plantas acuáticas y algas, cuando estas liberan oxígeno durante la fotosíntesis.
- Desde la atmósfera, por difusión.
El
oxígeno de la atmósfera penetra en el agua más fácilmente cuando esta se mueve
por el viento que forma olas, por cascadas o por rápidos.
En
la naturaleza la concentración de oxígeno disuelto en el agua es alrededor de
10.000 veces menor que su concentración en el aire.
La
materia orgánica, tanto natural como de contaminación puede crear altas
demandas biológicas de oxígeno y consumir el oxígeno del agua. Esto puede causar mortandad de peces y
alterar las comunidades de organismos acuáticos.
Un
valor de oxígeno disuelto en el agua de
5,0 mg/l (o ppm), es la
concentración más adecuada para la mayoría de organismos acuáticos.
La
concentración de oxígeno disminuye conforme la temperatura se incrementa, por
lo que puede esperarse que los valores de oxígeno sean altos en los meses fríos
y bajos en los meses cálidos.
La
concentración de oxígeno disuelto en el agua disminuye conforme la profundidad
se incrementa, por lo que puede esperarse que los valores de oxígeno sean más
altos en la superficie de un lago que en zonas profundas.
El
oxígeno disuelto en lagos y estanques con concentraciones altas de nutrientes
puede cambiar en gran medida durante el día debido a la actividad fotosintética
de algas y plantas acuáticas.
Algas
y plantas acuáticas pueden a veces producir oxígeno mediante el proceso de
fotosíntesis, a una velocidad mayor de la que el oxígeno puede difundirse desde
el agua hacia el aire. Este proceso
puede conducir a una sobresaturación de oxígeno disuelto en el agua que ocurre
cuando la concentración de oxígeno es superior al 100% de la cantidad que se
puede disolver sólo mediante una mezcla física en función de la salinidad, la
presión y la temperatura del momento.
El
agua que se sobre satura de oxígeno frecuentemente contiene altos niveles de
fósforo y/o nitrógeno. Este
enriquecimiento en nutrientes puede ser intencional, como por ejemplo en
fertilización de estanques para peces, o no intencional, como en el caso de
escorrentía de campos agrícolas con fertilizantes o excrementos animales.
El
oxígeno disuelto es importante en los procesos de: fotosíntesis,
oxidación-reducción, solubilidad de minerales y la descomposición de materia
orgánica.
Guía general para interpretar los datos de Oxígeno Disuelto en el agua
Concentración
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0-2 ppm
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No suficiente oxígeno
para soportar vida animal en el agua
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2-4 ppm
|
Sólo pocos peces e
insectos acuáticos pueden sobrevivir
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4-7 ppm
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Bueno para la mayoría de
animales acuáticos, aceptable para peces de aguas tropicales y bajo para
peces de aguas frías
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7-11 ppm
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Muy bueno para la mayoría
de vida animal en ríos y lagos
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Porcentaje de Saturación
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Menos de 60%
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Pobre, el agua está muy
caliente o bacterias usando el Oxígeno Disuelto
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60-79 %
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Aceptable para la mayoría
de vida animal en ríos y lagos
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80-125 %
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Excelente para la mayoría
de vida animal en ríos y lagos
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Más de 125%
|
Demasiado alto, puede ser
peligrosa para peces
|
La
distribución del oxígeno en cuerpos de agua naturales está determinada por el intercambio
gaseoso a través de la superficie del agua, la producción fotosintética,
el consumo respiratorio y por procesos físicos de advección (movimiento
horizontal del aire causado principalmente por variaciones de la presión
atmosférica cerca de la superficie)y difusión. Siendo el oxígeno un requisito
nutricional esencial para la mayoría de los organismos, es importante medir las
variaciones por unidad de tiempo de los procesos bióticos (fotosíntesis y
respiración celular) y abióticos que se desarrollan in situ, que afectan su
concentración y distribución. Es conveniente conocer dichas variaciones, si nos
interesa construir modelos dinámicos del funcionamiento de comunidades
acuáticas.
Fuentes
de oxígeno en ambientes acuáticos:
La entrada de oxígeno al agua envuelve
dos procesos: la entrada de oxígeno atmosférico y la generación de oxígeno
dentro del cuerpo de agua por la actividad de organismos fotosintéticos. Para el
primer proceso es necesario un gradiente apropiadobasado en las diferencias
entre las presiones parciales de oxígeno en la atmósfera y enel agua.
La dirección y velocidad de
transferimiento del oxígeno al agua dependen de tres factores:
- La magnitud del gradiente de concentración.
- El grosor de la película superficial [la razón de difusión molecular de oxígeno a 24°C es de sólo 2.3 x 10-5 cm2/segundos, requiriéndose años para quetrazas de oxígeno logren penetrar 5 metros a través de la superficie]
- La turbulencia [ej. en áreas de cascadas y represas la alta presión de la corriente de agua lleva a solución los gases atmosféricos].
Las
diferencias en la concentración de oxígeno disuelto entre diferentes
hábitatsacuáticos, puede explicarse a base de los siguientes criterios:
- Diferencias en la magnitud de la actividad respiratoria de plantas, animales y microorganismos.
- Influencia de la morfología del fondo en el perfil vertical de oxígeno (mientras mayor es la irregularidad del fondo, mayor es el área superficial de los sedimentos ricos en materia orgánica que demandan oxígeno).
- Diferencias en la penetración de luz y por ende, en la actividad fotosintética.
- Diferencias en la temperatura del agua.
- Entrada de minerales solubles (aumento en salinidad).
- Aumento en concentración de minerales a consecuencia de evaporación de agua.
- Entrada de grandes cantidades de materia orgánica oxidable.
Solubilidad de oxígeno:
Aunque la abundancia
de oxígeno en la atmósfera es relativamente alta, su solubilidad
es baja al
compararla con la solubilidad del bióxido de carbono. A pesar de la naturaleza gaseosa del oxígeno, rara vez se expresa su concentración o
solubilidad en centímetros cúbicos u otra medida apropiada de volumen.
Generalmente, las medidas de oxígeno disuelto se expresan en mg O2/L, siendo
dicha expresión mayor por un factor de 1.4 a la concentración expresada en
volumen (la densidad de oxígeno a 0°C y 1 atmósfera de presión es de 1.4276
mg/L).
Paramentros
ambientales
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. 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.
Los
cambios estacionales generan alteraciones significativos en la temperatura de
los
cuerpos de agua. Dichas alteraciones en temperatura tendrán, a su vez, un
efecto agua
traen como consecuencia una disminución en los niveles de oxígeno disuelto.
Algunos
incidentes de mortandad masiva de peces en cuerpos de agua interiores,
durante la
época de verano, se pueden relacionar con una reducción en los
niveles de oxígeno. De
forma inversa, en cuerpos de agua no-contaminados se
registran aumentos en los niveles
de oxígeno disuelto durante el periodo de
invierno.
Salinidad:
La
presencia de algunos minerales en una solución reduce la solubilidad de los
gases. Las
sales disueltas en agua reducen los espacios intermoleculares
disponibles para la
disolución del oxígeno. El efecto de la exclusión de
oxígeno en función de la concentración
de sales disueltas es mínimo excepto en
ambientes hipersalinos, tales como los salitrales.
Presión
atmosférica:
La
solubilidad de un gas está determinada por su presión parcial (p) [Ley de
Henry]. A su
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 relaciónentre los niveles medidos de oxígeno
disuelto, el por
ciento de saturación de oxígeno enagua, la temperatura del
agua y la altitud se interpretan
tradicionalmente utilizando un nomograma.
La
actividad biológica:
En el caso de las aguas
naturales superficiales, tales como lagos, lagunas, ríos, entre
otros, el
oxígeno proviene de los organismos vegetales que contienen clorofila o
cualquier
otro pigmento capaz de efectuar la fotosíntesis. Los pigmentos
facultan a las plantas, tanto
inferiores como superiores a utilizar la energía radiante
del sol y convertir el Dióxido de
Carbono (CO2) en compuestos orgánicos. La
energía lumínica procedente del sol, permite
que el agua y el Dióxido de
Carbono (como única fuente de carbono) reaccionen para
producir un azúcar
simple (glucosa), desprendiéndose oxígeno como subproducto.
La
turbulencia de la corriente también puede aumentar
los niveles de OD debido a
que el aire queda atrapado bajo el agua que se mueve
rápidamente y el oxígeno del aire
se disolverá en el agua.
QUE BUENA INFORMACIÓN MI ESTIMADA (Y)
ResponderEliminarHOLA BUENOS DIAS SE ME HIZO INTERESANTE LA TABLA DE SATURACIÓN DE OD ¿PODRIA ADQUIREIR LA REFERENCIA?
ResponderEliminarBuena información, tienen bibliografia?
ResponderEliminarPero como obtengo la saturacion si solo tengo mg/l.
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