Γιατί είναι σημαντική η παρακολούθηση του ΔΟ στην προστασία του περιβάλλοντος;

Φανταστείτε τον εαυτό σας να περπατά δίπλα σε ένα ζωντανό και αγνό ρέμα. Κάνετε μια βαθιά εισπνοή και απορροφάτε τη ζωτική ενέργεια που φέρνει. Η ομορφιά του ξεπερνά την αισθητική του ρέοντος νερού. Κάτω από την επιφάνεια βρίσκεται ένα αόρατο στοιχείο που αποτελεί βασικό συστατικό για όλη την υδρόβια ζωή: το Διαλυμένο Οξυγόνο, ή DO. Η παρακολούθηση του DO είναι σαν να παίρνεις τον σφυγμό ενός ποταμού, λίμνης ή ωκεανού. Για τους επιστήμονες περιβάλλοντος, τους χειριστές εγκαταστάσεων επεξεργασίας νερού και τους οικολόγους, η μέτρηση του DO είναι περισσότερο από μια τεχνική διαδικασία· αποτελεί αφήγηση για την υγεία του οικοσυστήματος και μετρά την επιτυχία των προσπαθειών μας για την προστασία του περιβάλλοντος. Ας εξερευνήσουμε γιατί η παρακολούθηση αυτού του ζωτικού αερίου αποτελεί θεμελιώδη πρακτική για τη διαφύλαξη των υδάτινων πόρων μας.

Τι ακριβώς είναι το Διαλυμένο Οξυγόνο;

Πρώτα απ' όλα, ας διευκρινίσουμε τι μετράμε. Ενώ ένα μόριο νερού (H2O) περιέχει οξυγόνο, το διαλυμένο οξυγόνο που παρακολουθούμε εισέρχεται στο νερό από την ατμόσφαιρα. Αναμιγνύεται μέσω της διατάραξης σε ποτάμια με γρήγορη ροή και καταρράκτες και παράγεται ως παραπροϊόν της φωτοσύνθεσης από υδρόβια φυτά και φύκη. Ψάρια, ασπόνδυλα, βακτήρια και σχεδόν όλοι οι οργανισμοί που ζουν στο νερό εξαρτώνται από αυτό το διαλυμένο οξυγόνο για να αναπνεύσουν. Η ποσότητα του ΔΟ στο νερό αποτελεί μια εύθραυστη ισορροπία, η οποία επηρεάζεται συνεχώς από παράγοντες όπως η θερμοκρασία (το κρύο νερό κρατάει περισσότερο οξυγόνο), η αλμυρότητα, η ατμοσφαιρική πίεση και η βιολογική δραστηριότητα.

Γιατί είναι τόσο σημαντική η παρακολούθηση του διαλυμένου οξυγόνου;

Το διαλυμένο οξυγόνο αποτελεί το βασικό νόμισμα της υγείας των υδρόβιων οικοσυστημάτων. Η συγκέντρωσή του καθορίζει άμεσα το είδος της ζωής που μπορεί να υποστηρίξει ένα υδάτινο σώμα.

Ένας ζωτικός δείκτης για την υδρόβια ζωή
Κάθε υδρόβιο είδος έχει συγκεκριμένη απαίτηση για διαλυμένο οξυγόνο (DO) προκειμένου να επιβιώσει. Τα ψάρια των κρύων νερών, όπως η πέστροφα, χρειάζονται υψηλά επίπεδα (συχνά πάνω από 8 mg/L), ενώ μερικά είδη καρπά και γατόψαρων ανέχονται χαμηλότερες συγκεντρώσεις. Όταν τα επίπεδα DO πέφτουν κάτω από 5 mg/L, πολλά είδη βιώνουν στρες. Η πτώση κάτω από 2 mg/L δημιουργεί υποξικές συνθήκες, οδηγώντας σε θανάσιμα φαινόμενα ψαριών και στη δημιουργία «νεκρών ζωνών», όπου μόνο αναερόβια βακτήρια που επιβιώνουν χωρίς οξυγόνο μπορούν να επιβιώσουν. Αυτά τα γεγονότα αποτελούν οικολογικές καταστροφές, με αποτέλεσμα την κατάρρευση των τοπικών τροφικών αλυσίδων και της βιοποικιλότητας.

Ένας Πρωτεύων Δείκτης Ρύπανσης
Το διαλυμένο οξυγόνο (DO) λειτουργεί ως εξαιρετικός δείκτης πραγματικού χρόνου για την οργανική ρύπανση. Οι περισσευούμενες θρεπτικές ουσίες από τη γεωργική απορροή ή τα ακατέργαστα λύματα μπορούν να προκαλέσουν μαζικές ανθίσεις φυκών. Όταν αυτά τα φύκη πεθάνουν, τα βακτήρια που τα αποσυνθέτουν καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες οξυγόνου, προκαλώντας απότομη πτώση στο DO — μια διαδικασία που ονομάζεται ευτροφισμός. Ως εκ τούτου, μια διαρκής πτωτική τάση στα επίπεδα DO αποτελεί σημαντικό συναγερμό, υποδεικνύοντας ότι ένα υδάτινο σώμα βρίσκεται υπό σημαντική πίεση λόγω ρύπανσης.

Ένας Βασικός Δείκτης για την Τήρηση και την Αποκατάσταση
Οι κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο καθορίζουν ελάχιστα πρότυπα Διαλυμένου Οξυγόνου (DO) για διάφορα υδάτινα σώματα, συμπεριλαμβανομένων πηγών πόσιμου νερού, αλιευτικών περιοχών και υδάτινων αναψυχής. Η ακριβής και αξιόπιστη παρακολούθηση του περιβάλλοντος με μετρητές διαλυμένου οξυγόνου είναι απαραίτητη για τις βιομηχανίες και τις δημοτικές αρχές προκειμένου να αποδείξουν ότι συμμορφώνονται με τις άδειες απόρριψης. Επιπλέον, για έργα που στοχεύουν στην αποκατάσταση υποβαθμισμένων υδάτινων οδών, η παρακολούθηση των επιπέδων DO στο χρόνο αποτελεί τον κύριο δείκτη για τη μέτρηση της επιτυχίας. Απαντά στο βασικό ερώτημα: «Κάνουν πράγματι οι προσπάθειές μας για καθαρισμό το νερό υγιέστερο για τη ζωή;»

Η Εξέλιξη της Παρακολούθησης: Από τη Χειροκίνητη στην Οπτική

Για δεκαετίες, το πρότυπο εργαλείο ήταν ο ηλεκτροχημικός αισθητήρας, ο οποίος απαιτούσε συχνή βαθμονόμηση, αντικατάσταση μεμβρανών και είχε την τάση να δίνει ασταθείς μετρήσεις λόγω ροής ή επιβάρυνσης. Η συντήρησή του ήταν συνεχής πρόκληση. Η εμφάνιση των οπτικών αισθητήρων διαλυμένου οξυγόνου επανέφερε τον τομέα. Αυτοί οι σύγχρονοι αισθητήρες λειτουργούν με βάση την απόσβεση φθορισμού. Ένας ειδικός χρωστικός στην άκρη του αισθητήρα διεγείρεται από φως· η ένταση και η διάρκεια του φθορισμού που εκπέμπει επηρεάζονται αντιστρόφως από τη συγκέντρωση των μορίων οξυγόνου. Ο αισθητήρας μετρά αυτήν την αλλαγή για να υπολογίσει μια ακριβή τιμή DO.

Η τεχνολογία αυτή αποτελεί πραγματική αλλαγή παιχνιδιού για τους επαγγελματίες στο πεδίο. Οι οπτικοί αισθητήρες προσφέρουν ανωτέρα μακροπρόθεσμη σταθερότητα, απαιτούν ελάχιστη συντήρηση (χωρίς μεμβράνες ή ηλεκτρολύτες προς αντικατάσταση), έχουν ταχύτερους χρόνους αντίδρασης και δεν επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τη ροή του νερού ή τους συνηθισμένους ρύπους που επιβαρύνουν τους παραδοσιακούς αισθητήρες.

Το Μεγαλύτερο Πλαίσιο: DO σε Πλαίσιο

Η ειδικευμένη παρακολούθηση του περιβάλλοντος γνωρίζει ότι η διαλυμένη οξυγόνωση (DO) δεν πρέπει να εκλαμβάνεται μεμονωμένα. Η πραγματική της αξία ως δείκτης αποκαλύπτεται όταν συσχετίζεται με άλλες βασικές παραμέτρους, κάτι που καθιστά τόσο πολύτιμες τις πολυπαραμετρικές σόντες και τα ενσωματωμένα σταθμά παρακολούθησης.

• pH και DO: Η φωτοσύνθεση αυξάνει το DO και επίσης αυξάνει το pH. Αντίθετα, η αναπνοή και η αποσύνθεση μειώνουν και τα δύο.

• Θερμοκρασία και DO: Όπως αναφέρθηκε, το θερμότερο νερό κρατά λιγότερο οξυγόνο. Ένα αιφνίδιο άλμα θερμοκρασίας μπορεί επομένως να προκαλέσει μια απότομη πτώση του DO.

• BOD/COD και DO: Η Βιοχημική Ζήτηση Οξυγόνου (BOD) και η Χημική Ζήτηση Οξυγόνου (COD) είναι εργαστηριακές δοκιμές που εκτιμούν πόσο οξυγόνο θα να καταναλώνουν . Υψηλές τιμές BOD/COD προβλέπουν μια πιθανή μελλοντική πτώση των επιπέδων περιβαλλοντικού DO.

Παρακολουθώντας αυτές τις παραμέτρους μαζί, οι υπεύθυνοι διαχείρισης του περιβάλλοντος μπορούν να διακρίνουν μεταξύ φυσικών εποχιακών διακυμάνσεων του DO και μιας κρίσης που προκαλείται από ένα περιβαλλοντικό συμβάν ρύπανσης, επιτρέποντας έτσι πιο έξυπνες και έγκαιρες παρεμβάσεις.

Επένδυση στο μέλλον των υδάτων μας

Καθώς αντιμετωπίζουμε αυξανόμενες προκλήσεις από την κλιματική αλλαγή, την αστικοποίηση και την εντατικοποίηση της γεωργίας, ο ρόλος της ακριβούς και αξιόπιστης παρακολούθησης του περιβάλλοντος δεν έχει ποτέ είναι πιο σημαντικός. Προηγμένα εργαλεία όπως οι ανθεκτικοί οπτικοί μετρητές ΔΟ είναι περισσότερα από απλά όργανα· είναι οι επεκτεταμένες αισθήσεις μας στο νερό. Παρέχουν τα δεδομένα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προστασία, διαχείριση και αποκατάσταση των πολύτιμων υδάτινων οικοσυστημάτων μας. Η διασφάλιση υγιών επιπέδων διαλυμένου οξυγόνου είναι συνώνυμη με τη διασφάλιση ζωντανών, ανθεκτικών και υποστηρικτικών της ζωής υδάτινων οδών για τις επόμενες γενιές.