การตรวจวัดออกซิเจนที่ละลายในน้ำ (DISSOLVED OXYGEN : DO)

การตรวจวัดออกซิเจนที่ละลายในน้ำ (DISSOLVED OXYGEN : DO)

       ออกซิเจนละลายน้ำ (Dissolved Oxygen :DO) หมายถึง ปริมาณออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ โดยออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในน้ำทั้งพืชและสัตว์ 

      การตรวจวัดค่าออกซิเจนที่ละลายในน้ำ หมายถึง การหาปริมาณออกซิเจนซึ่งละลายอยู่ในน้ำเพื่อบ่งชี้คุณภาพของน้ำว่ามีความเหมาะสมเพียงใดต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในน้ำ

      กระบวนการทางชีวเคมีที่ต้องการออกซิเจนซึ่งเป็นกระบวนการที่สําคัญในการผลิตพลังงานและกิจกรรมต่าง ๆ ภายในเซลล์สิ่งมีชีวิตทุกชนิด ออกซิเจนจึงเป็นก๊าซที่มีความสําคัญมากในการดํารงชีวิตของคน สัตว์และพืช ก๊าซทุกชนิดในบรรยากาศละลายน้ําได้ แต่ออกซิเจนและไนโตรเจนละลายน้ำได้น้อยที่สุดเมื่อเทียบกับก๊าซอื่น ๆ
ความสามารถในการละลายน้ำของออกซิเจนขึ้นกับปัจจัย3 อย่าง คือ

1. อุณหภูมิ ออกซิเจนและไนโตรเจนที่ละลายน้ำจะแปรผันกลับกับอุณหภูมิ

2. ความดัน DO จะแปรผันโดยตรงกับความดันย่อยของออกซิเจนในขณะนั้น ตัวอย่างเช่น

ออกซิเจนจะละลายน้ําในปริมาณ 14.6 mg/l ที่ 0 ^๐C และ 7 mg/l ที่ 35 ^๐C ภายใต้ความดัน 1บรรยากาศ

3. ปริมาณเกลือแร่และสารปนเปื้อน น้ำที่มีสารปนเปื้อนจะมีปริมาณออกซิเจนละลายต่ำกว่าน้ำสะอาดที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน ดังนั้นน้ำทะเลและน้ำเสียจะมีความอิ่มตัวของออกซิเจนต่ำกว่าน้ำสะอาด

           สิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ที่อาศัยอยู่ในน้ำต้องการปริมาณออกซิเจนแตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปแล้วสิ่งมีชีวิตในน้ำต้องการออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำอย่างน้อยที่สุด 6 ppm เพื่อการเติบโตและการพัฒนาการของชีวิต อุณหภูมิของน้ำและระดับความสูงของพื้นที่มีอิทธิพลต่อปริมาณออกซิเจนที่สามารถละลายได้ในน้ำ หรือเรียกว่า “ค่าสมดุล” โดยทั่วไปแล้วพบว่าน้ำที่อุ่นกว่าไม่สามารถดึงหรือละลายออกซิเจนไว้ได้มากเท่ากับน้ำที่เย็นกว่า ในทำนองเดียวกันน้ำที่พบในระดับที่มีความสูงกว่าไม่สามารถดึงหรือละลายออกซิเจนไว้ได้มากเท่ากับน้ำที่พบในพื้นที่ระดับที่ต่ำกว่าปริมาณของออกซิเจนที่ละลายในน้ำที่ตรวจวัดได้นั้น อาจจะสูงกว่าหรือต่ำกว่าค่าสมดุลได้ เนื่องจากแบคทีเรียในแหล่งน้ำจะใช้ออกซิเจนในขณะที่กำลังย่อยสลายเศษซากพืช ซากสัตว์ในแหล่งน้ำนั้น ซึ่งอาจทำให้ระดับของออกซิเจนที่ละลายในน้ำในแหล่งน้ำนั้นลดลง ในทางกลับกันพบว่าสาหร่ายในน้ำจะสร้างออกซิเจนในขณะที่ทำการสังเคราะห์แสง ซึ่งทำให้ในบางครั้งพบว่า ในช่วงฤดูร้อน ระดับของออกซิเจนที่ละลายในน้ำจะสูงกว่าในฤดูอื่น

 
        ออกซิเจนเป็นสิ่งที่จําเป็นอย่างยิ่งสําหรับปลา หอย พืช และแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจน ถ้าหากค่า DO ในน้ําต่ํากว่า 3 ppm จะทําให้สิ่งมีชีวิตในน้ําอยู่ในภาวะถูกกดดัน ถ้าค่า DO ต่ํากว่า 2 ppmหรือ 1 ppm ปลาจะไม่สามารถดํารงชีวิตอยู่ได้ โดยปกติแล้วปลาจะสามารถดํารงชีวิตและทํากิจกรรมต่าง ๆ ตามปกติที่ระดับ DO 5-6 ppm ซึ่งเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับอุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและพืชน้ำถ้าค่า DO ต่ำ หมายถึง ระบบต้องการออกซิเจน โดยทั่วไปสารอินทรีย์ตามธรรมชาติจะถูกย่อยและสะสมอยู่ตามลําธารเช่นเดียวกับสารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมต่าง ๆของมนุษย์ ซึ่งทั้ง 2 กรณีนี้ส่งผลให้ระบบต้องการออกซิเจนเพิ่มมากขึ้นจุลินทรีย์ใช้ออกซิเจนในการย่อยสลายของเสียที่ไม่ว่าจะมาจากในเมือง น้ำชะจากการเกษตร และน้ำทิ้งของกระบวนการผลิตอาหารจากโรงงาน และถ้าค่า DO ลดลงมากเท่าไรจุลินทรีย์ก็จะตายและจะไม่สามารถย่อยของเสียต่าง ๆ ได้ถ้าค่า DO ยิ่งสูงมากขึ้นเท่าไรก็จะทําให้จุลินทรีย์สามารถย่อยสลายของเสียได้มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้นเท่านั้นซึ่งประโยชน์ทางอ้อม คือ ส่งผลให้ลดต้นทุนในการกําจัดของเสียในหม้อต้มน้ําจําเป็นที่จะต้องควบคุมให้มีปริมาณออกซิเจนให้น้อยที่สุดเนื่องจากหากตรวจพบปริมาณออกซิเจนมากขึ้นเท่าไรก็ยิ่งจะส่งผลให้เกิดตะกรันหรือคราบที่หนาขึ้นและส่งผลต่อการให้ความร้อนลดประสิทธิภาพลง

      ในการตรวจวัดออกซิเจนละลายน้ำสามารถทำได้โดยวิธีการไตเตรต ซึ่งอาจเก็บน้ำตัวอย่างมาตรวจวัดทันทีในห้องปฏิบัติการหรืออาจตรวจวัดในภาคสนามโดยชุดตรวจวัดออกซิเจนที่ละลายในน้ำหรือใช้เครื่องวัด DO meter ในการตรวจซึ่งจะมีคู่มือแสดงขั้นตอนการตรวจวัดอย่างชัดเจน

DO meter คือ เครื่องมือวัดปริมาณออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ โดยมีหัววัด (probe) 2 ชนิด

คือ polar graphic probe และ galvanic probe เป็นส่วนที่ใช้จุ่มลงในตัวอย่างน้ำซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีขึ้นภายในหัววัดและแปลผลออกมาทางหน้าจอของ DO meter สําหรับวิธีการตรวจวัดนั้นมีขั้นตอนปฏิบัติหลายอย่างผู้ใช้จึงควรเข้าใจถึงกระบวนการและขั้นตอนการทํางานของเครื่องก่อนใช้งาน นอกจากนี้ผู้ใช้ควรบํารุงรักษาเครื่อง      DO meter โดยเฉพาะส่วนของหัววัดอยู่อย่างสม่ำเสมอและใช้งานอย่างระมัดระวัง เพื่อให้ผลการวัดออกมาอย่างถูกต้องไม่คลาดเคลื่อนและยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ

ประโยชน์ของการวัดปริมาณออกซิเจนในน้ํา

การวัดปริมาณของออกซิเจนในน้ำ จะทําให้เราทราบถึงคุณภาพของน้ำและมีผลการนําไปใช้ประโยชน์เพราะออกซิเจนเป็นองค์ประกอบสําคัญต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นตัวบ่งบอกประสิทธิภาพของกระบวนการสังเคราะห์ต่าง ๆ ที่สําคัญคือเป็นตัวบ่งชี้ซึ่งแสดงถึงสภาวะแวดล้อมของแหล่งน้ำ ประโยชน์ของการวัดปริมาณออกซิเจนที่สําคัญประกอบไปด้วยช่วยการบําบัดน้ำเสีย การผลิตไวน์ การเกิดปฏิกิริยาทางชีวภาพและการควบคุมสภาวะแวดล้อมของน้ำ

 ขอขอบคุณข้อมูลดีๆจาก :   สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) , http://www.lib.kps.ku.ac.th