Oxy hòa tan là gì – Tìm hiểu về oxy hòa tan

Các nhân tố ảnh hưởng đến oxy hòa tan

Oxy hòa tan trong nước chỉ các đơn chất khí oxy hòa tan trong nước ở trạng thái phân tử, mà không phải là các bọt khí thường gặp hoặc các nguyên tố oxy trong trạng thái hóa hợp. Sự hòa tan và bay hơi trong nước của oxy là một quá trình thuận nghịch, khi vận tốc hòa tan và bay hơi trong nước ngang bằng, tức đạt đến trạng thái cân bằng oxy hòa tan, lúc đó, nồng độ oxy hòa tan trong nước sẽ là hàm lượng bão hòa của oxy hòa tan dưới điều kiện này, tức lượng oxy hòa tan bão hòa.

Khi lượng oxy hòa tan bão hòa chịu ảnh hưởng của phân áp khí quyển, nhiệt độ nước, hàm lượng các chất hòa tan trong nước khác (ví dụ như các thể khí, chất hữu cơ hoặc chất vô cơ,…). Oxy hòa tan bão hòa và sự phân áp khí quyển có mối liên quan đến nhau. Trong điều kiện tự nhiên, phân áp khí quyển sẽ không có biến đổi quá lớn, do đó có thể bỏ qua sự ảnh hưởng của nó đối với lượng oxy hòa tan bão hòa. Oxy hòa tan tùy vào nhiệt độ nước tăng cao thì lượng oxy hòa tan bão hòa sẽ giảm xuống; độ mặn cũng có ảnh hưởng trực tiếp và rất rõ rệt đến oxy hòa tan, độ mặn tăng thì oxy hòa tan bão hòa sẽ giảm.

Đại đa số các trường hợp, hàm lượng oxy hòa tan thực tế trong nước thường thấp hơn so với lượng oxy hòa tan bão hòa, trị số của nó quyết định  bởi kết quả giữa quá trình cân bằng tăng oxy và trạng thái oxy tiêu hao trong nước dưới điều kiện lúc đó. Khi tăng oxy lớn hơn oxy tiêu hao, oxy hòa tan có xu hướng bão hòa, có lúc còn xuất hiện hiện tượng “quá bão hòa”, oxy hòa tan trong nước liên tục giảm, kết quả làm xuất hiện tình trạng oxy thấp, thậm chí là có những vực nước không có oxy, lúc đó rất có thể xuất hiện hiện tượng “nổi đầu”, hoặc là “chết nổi hàng loạt”,…

Trong nuôi tròng ao đầm, nguồn gốc tăng oxy trong nước có từ quá trình quang hợp của thực vật phù du giải phóng ra khí oxy, tăng oxy nhân tạo (tăng oxy bằng máy móc hoặc tăng oxy hóa học,…) và oxy trong khí quyển hòa vào. Nhưng, dưới các điều kiện khác nhau, những quá trình tăng oxy theo các hình thức kể trên cũng chiếm tỉ lệ không giống nhau. Đối với ao nước tĩnh phú dưỡng chủ yếu là tăng oxy từ quá trình quang hợp, ao nuôi thâm canh mật độ cao chủ yếu là sử dụng biện pháp nhân tạo để tăng oxy, ao nước chảy và nghèo dinh dưỡng chủ yếu lấy oxy từ trong khí quyển.

Hoạt động tiêu hao oxy trong nước có thể phân thành tiêu hao oxy nguồn gốc sinh học, hóa học và sinh lí. Tiêu hao oxy sinh học bao gồm có oxy hòa tan bị tiêu hao trong hoạt động hô hấp của động vật, thực vật và vi sinh vật. Phần lớn các trường hợp, hoạt động hô hấp của sinh vật phù du và sinh vật đáy chiếm đại bộ phận lượng oxy tiêu hao trong ao nuôi. Tiêu hao oxy hóa học gồm có sự phân giải oxy hóa các chất hữu cơ và oxy hóa khử của các chất vô cơ. Tiêu hao oxy vật lí chủ yếu chỉ oxy hòa tan bay hơi vào trong không khí, chỉ chiếm một phần rất nhỏ, quá trình này chỉ tiến hành trong ranh giới nước-khí.

Tầm quan trọng của nồng độ Oxy hòa tan trong nước DO

– Nồng độ Oxy trong nước thấp sẽ gây ức chế và giảm hoạt động của các sinh vật ở dưới nước.

– Khi DO quá thấp sẽ dẫn đến hiện tượng khó hô hấp và có thể gây chết do sự thiếu vắng Oxy sẽ làm phát sinh một số khí độc khác ở trong nước.

– DO là một chỉ số quan trọng trong việc đánh giá sự ô nhiễm và chất lượng nước của sông ngòi.

– Nồng độ Oxy trong nước cao sẽ thúc đẩy quá trình tự làm sạch của sông, hồ bằng cách loại bỏ chất ô nhiễm và tăng quá trình trao đổi chất của các sinh vật ở dưới nước.

Quy luật biến đổi của oxy hòa tan trong nước ao nuôi

Bất cứ lúc nào, trong nước cũng tồn tại hàng loạt các quá trình sinh học, hóa học và vật lí phức tạp, quá trình tác động lẫn nhau này sẽ quyết định sự cân bằng trạng thái tăng oxy và tiêu hao oxy trong nước, khiến cho sự phân bố và biến đổi oxy hòa tan trong nước vừa trong tình trạng biến hóa phức tạp, lại có tính quy luật tương đối.

Sự biến đổi ngày đêm

Đối với những ao nuôi không có hoạt động tăng oxy nhân tạo, sự biến đổi lượng oxy hòa tan giữa ngày và đêm ở nước tầng trên sẽ rất rõ rệt. Trong trường hợp bình thường, buổi chiều cao hơn sáng sớm, ban ngày cao hơn ban đêm. Vào ban ngày, oxy sẽ tăng lên do quá trình quang hợp của tảo, cho đến lúc trước khi mặt trời mọc sẽ đạt đến giá trị cao nhất, ban đêm do tảo không tiến hành được quá trình quang hợp mà những hoạt động tiêu hao oxy lại vẫn diễn ra bình thường, do vậy mà oxy hòa tan trong nước sẽ giảm đi, cho đến lúc bình minh trước khi mặt trời mọc sẽ ở mức thấp nhất. Nhưng kéo theo độ sâu tầng nước tăng lên, đặc biệt là dưới độ sâu cân bằng giữa quang hợp và hô hấp, sự biến đổi oxy hòa tan giữa ngày và đêm sẽ có xu hướng giảm đi hoặc ngưng trệ.

Biến đổi theo mùa

Lượng oxy hòa tan trong nước biến đổi theo mùa cũng khá rõ nét. Thông thường, nhiệt độ mùa đông và xuân tương đối thấp, ức chế sự phát triển của tảo, quá trình quang hợp kém, lượng oxy sinh ra ít, mà lúc đó sinh khối trong nước thấp, hoạt động hô hấp và tiêu hao oxy hóa học giảm; do đó, oxy hòa tan tương đối thấp và ít biến đổi. Mùa hạ và mùa thu, nhiệt độ cao, ánh sáng mặt trời chiếu mạnh, tảo phát triển nhanh, quá trình quang hợp diễn ra mạnh mẽ, giải phóng ra một lượng lớn khí oxy, tác dụng tăng oxy trong nước biểu hiện rõ rệt; nhưng mùa hạ và mùa thu cũng đồng thời là lúc sinh khối, hàm lượng các chất thải động vật, thức ăn dư thừa, xác động vật,…ở mức cao nhất, là lúc mà lượng oxy bị tiêu hao nhiều nhất. Vì thế, oxy hòa tan lúc này sẽ có những biến đổi lớn, đồng thời sẽ thường xuyên xuất hiện các vực nước có oxy hòa tan quá bão hòa, oxy thấp, thậm chí là không có oxy; là thời kì dễ xuất hiện các vấn đề về oxy hòa tan nhất trong nuôi trồng thủy sản.

Biến đổi theo chiều thẳng đứng

Sau khi hòa vào trong nước cùng với muối, oxy sẽ phân tán theo các hướng khác nhau. Sự phân bố oxy hòa tan trong nước biểu hiện trạng thái giảm dần theo chiều thẳng từ trên xuống dưới. Điều này chủ yếu có liên quan tới sự chênh lệnh về nhiệt độ và ánh sáng mặt trời mà mỗi tầng nước khác nhau nhận được. Do sự hấp thu của nước và tảo trong nước, tia sáng mặt trời chiếu xuống nước sẽ yếu dần theo độ sâu, cho tới một độ sâu nhất định mà ánh sáng không thể chiếu xuống được, trở thành những vực nước tối và không có ánh sáng, tảo chỉ có thể sinh trưởng được ở những tầng nước có ánh sáng và thực hiện chức năng quang hợp giải phóng oxy, còn quá trình tiêu hao oxy vẫn diễn ra ở bất kì độ sâu nào. Từ đó, oxy hòa tan trong nước có hiện tượng tầng trên cao mà tầng dưới thì thấp, phân bố thẳng giảm dần không đều. Hiện tượng này thường thấy ở những ao nước sâu vào thời kì nhiệt độ cao.