De ce este importantă monitorizarea DO în protecția mediului?

Imaginați-vă că mergeți lângă un pârâu viu și curat. Respirați adânc și absorbiți energia vibrantă pe care o transmite. Frumusețea sa depășește doar estetica apei curgătoare. Sub suprafață se află un element invizibil, esențial pentru toată viața acvatică: oxigenul dizolvat (OD). Monitorizarea OD este ca un puls al unui râu, lac sau ocean. Pentru oamenii de știință din domeniul mediului înconjurător, operatorii de stații de tratare a apei și ecologiști, măsurarea OD este mai mult decât o rutină tehnică — ea redă starea de sănătate a ecosistemului și evaluează succesul eforturilor noastre de protecție a mediului. Să explorăm de ce urmărirea acestui gaz vital este o practică fundamentală pentru protejarea resurselor noastre de apă.

Ce este exact Oxigenul Dizolvat?

În primul rând, să clarificăm ce măsurăm. Deși o moleculă de apă (H2O) conține oxigen, oxigenul dizolvat pe care îl monitorizăm pătrunde în apă din atmosferă. Acesta este amestecat prin turbulențe la curenții puternici și cascade și este produs ca subprodus al fotosintezei plantelor acvatice și al algelelor. Peștii, nevertebratele, bacteriile și aproape toate organismele care trăiesc în apă depind de acest oxigen dizolvat pentru a respira. Cantitatea de OD (oxigen dizolvat) din apă reprezintă un echilibru delicat, influențat constant de factori precum temperatura (apa rece reține mai mult oxigen), salinitatea, presiunea atmosferică și activitatea biologică.

De ce este atât de importantă urmărirea oxigenului dizolvat?

Oxigenul dizolvat este moneda fundamentală a sănătății ecosistemelor acvatice. Concentrația sa determină direct ce tip de viață poate fi susținută de un corp de apă.

Un semn vital pentru viața acvatică
Fiecare specie acvatică are o cerință specifică de oxigen dizolvat (DO) pentru supraviețuire. Peștii de apă rece, cum ar fi păstrăul, necesită niveluri ridicate (adesea peste 8 mg/L), în timp ce unele carp și somn pot tolera concentrații mai scăzute. Atunci când nivelurile de oxigen dizolvat scad sub 5 mg/L, multe specii intră în stres. O scădere sub 2 mg/L creează condiții hipoxice, ducând la moartea peștilor și formarea „zonelor morte”, unde doar bacteriile anaerobe rezistente la oxigen pot supraviețui. Aceste evenimente sunt dezastre ecologice, provocând prăbușirea rețelelor locale de hrană și a biodiversității.

Un indicator primar al poluării
Oxigenul dizolvat servește ca un indicator excelent, în timp real, al poluării organice. Nutrienții în exces proveniți din scurgeri agricole sau ape uzate netratate pot declanșa înfloriri masive de alge. Când aceste alge mor, bacteriile care le descompun consumă cantități uriașe de oxigen, provocând o scădere bruscă a oxigenului dizolvat — un proces numit eutrofizare. Prin urmare, o tendință descendentă constantă a nivelurilor de oxigen dizolvat este un semnal de alarmă major, indicând faptul că un corp de apă se află sub presiune semnificativă din cauza poluării.

Un indicator cheie pentru conformitate și restaurare
Guvernele din întreaga lume stabilesc standarde minime de oxigen dizolvat (DO) pentru diverse tipuri de cursuri de apă, inclusiv surse de apă potabilă, zone piscicole și ape recreaționale. Monitorizarea precisă și fiabilă a mediului înconjurător cu ajutorul măsurătorilor de oxigen dizolvat este esențială pentru ca industriile și administrațiile locale să demonstreze conformitatea cu autorizațiile de evacuare. În plus, pentru proiectele destinate restabilirii cursurilor de apă afectate, urmărirea nivelurilor de DO în timp este indicatorul principal pentru măsurarea succesului. Acesta răspunde la întrebarea fundamentală: „Eforturile noastre de curățare contribuie cu adevărat la îmbunătățirea calității apei pentru viață?”

Evoluția monitorizării: de la metode manuale la cele optice

De-a lungul deceniilor, instrumentul standard a fost sonda electrochimică, care necesita calibrări frecvente, înlocuirea membranelor și era predispusă la măsurători instabile din cauza curgerii sau depunerilor. Întreținerea sa reprezenta o provocare constantă. Apariția senzorilor optici de oxigen dizolvat a revoluționat domeniul. Aceste sonde moderne funcționează pe principiul stingherii fluorescenței. O substanță colorantă specială de la vârful sondei este excitată de lumină; intensitatea și durata fluorescenței emise sunt afectate invers de concentrația moleculelor de oxigen prezente. Senzorul măsoară această modificare pentru a calcula o valoare precisă a oxigenului dizolvat (DO).

Această tehnologie reprezintă cu adevărat o schimbare majoră pentru profesioniștii din teren. Senzorii optici oferă o stabilitate superioară pe termen lung, necesită întreținere minimă (fără membrane sau electrolit de înlocuit), au timpi de răspuns mai rapizi și sunt în mare parte neafectați de curgerea apei sau de poluanții obișnuiți care deteriorează sondele tradiționale.

Imaginea de ansamblu: DO în context

Monitorizarea expertă a mediului înțelege că oxigenul dizolvat nu ar trebui văzut izolat. Puterea sa reală ca indicator este dezvăluită atunci când este corelat cu alți parametri importanți, motiv pentru care sondele multiparametrice și stațiile integrate de monitorizare sunt atât de valoroase.

• pH și OD: Fotosinteza crește oxigenul dizolvat și ridică, de asemenea, pH-ul. În schimb, respirația și descompunerea scad ambele valori.

• Temperatură și OD: Așa cum s-a menționat, apa mai caldă reține mai puțin oxigen. O creștere bruscă a temperaturii poate declanșa, astfel, o scădere rapidă a oxigenului dizolvat.

• DOB/COT și OD: Cererea biochimică de oxigen (DOB) și cererea chimică de oxigen (COT) sunt analize de laborator care estimează cantitatea de oxigen pe care o va consuma o probă de apă consumă . Valorile ridicate ale DOB/COT previzionează o posibilă scădere viitoare a nivelurilor ambientale de oxigen dizolvat.

Prin urmărirea acestor parametri împreună, managerii de mediu pot face distincția între fluctuațiile sezoniere naturale ale oxigenului dizolvat și o criză provocată de un eveniment de poluare, permițând intervenții mai inteligente și mai rapide.

Investiții în viitorul apelor noastre

Pe măsură ce ne confruntăm cu provocări din ce în ce mai mari datorate schimbărilor climatice, urbanizării și intensificării agriculturii, rolul monitorizării precise și fiabile a mediului nu a fost niciodată mai important. Instrumente avansate precum metrele optice de oxigen dizolvat robuste sunt mai mult decât simple dispozitive; ele reprezintă simțurile noastre extinse în apă. Ele oferă datele necesare pentru a proteja, gestiona și restaura ecosistemele acvatice prețioase. Asigurarea unor niveluri sănătoase de oxigen dizolvat este sinonimă cu asigurarea unor cursuri de apă vitale, rezistente și sustinătoare ale vieții pentru generațiile viitoare.