البيولوجيا المائية (الأكسجين المنحل في الماء)

الأكسجين المنحل في الماء Dissolved Oxygen:

يمثل مستوى الاكسجين المنحل في الماء أهم العوامل الحرجة أو ذات الحساسية الخاصة في زراعة الأسماك وهو أهم العوامل التي كثيرا ما تكون مسؤولة عن الموت الجماعي للأسماك في المزارع السمكية. كما أن انخفاض تركيز الأكسجين المنحل انخفاض طفيفة في مياه أحواض تربية الأسماك يؤثر تأثيرا مباشرة على سرعة نمو الأسماك وتحملها للظروف القاسية الناجمة عن التربية الزراعية وبالرغم من أن نسبة الأكسجين الجوي تبلغ 21% إلا أن نسبة ذوبانه في الماء تحت الظروف الطبيعية تعتبر محدودة للغاية إذا ما قورنت بنسبة توافره في الهواء. ويمكن بسهولة زيادة تركيز الاكسجين المنحل في الماء غير أن المحافظة على مستوى مرتفع منه في أحواض تربية الأسماك يمكن أن يكون مكلفاً، لهذا فإن المُزارع يسعى دائما إلى الموازنة بين احتياجات الأسماك وبين التكلفة اللازمة لزيادة تركيز الأكسجين في الماء.

ثمة مصدران أساسيان لزيادة مستوى الأكسجين المنحل في الماء هما الانتشار الهوائي من الاكسجين الموجود في الغلاف الجوي Atmospheric oxygen diffusion والتمثيل الضوئي Photosynthesis للنباتات الخضراء (الهائمات النباتية بصفة أساسية Phytoplankton).

وينتقل الأكسجين خلال طبقات الماء ببطء عن طريق انتقال طبقات المياه السطحية الغنية بالأكسجين إلى الطبقات الأكثر عمقا والمحتوية على كميات أقل. وفي الأيام المشمسة تنتج الهائمات النباتية Phytoplankton (الطحالب الخضراء) عن طرق التمثيل الضوئي كميات من الأكسجين أكثر بكثير من تلك التي يضيفها الانتشار الهوائي - خاصة الأجسام المائية الضحلة - بحيث يصل تركيز الأكسجين إلى حالة مؤقتة من فوق التشبع Supersaturation. ولذلك ينطلق الأكسجين الزائد عن حد التشبع من الماء إلى الهواء، ومع ذلك فقد يكون في نفس الوقت انخفاض كبير لكمية الأكسجين المنحل في طبقات الماء العميقة، فقد لا توجد فرصة كبيرة الإنتاج الأكسجين عن طريق التمثيل الضوئي للهائمات النباتية لضعف الإضاءة، كما لا تصل إليها كمية كافية من الأكسجين الموجود في الطبقة السطحية لانعزالها عنها. كما أن التطبق الحراري Thermal stratification يلعب دورا هاما في تثبيط عملية امتزاج طبقات الماء السطحية ذات المحتوى الأكسجيني الأعلى، مع الطبقات الأكثر عمقا ذات المحتوى الأقل.

الطلب الكيميائي COD والحيوي الكيميائي على الأكسجين:

تهاجم الكائنات الدقيقة (الهوائية) المواد العضوية الموجودة في البيئة المائية للحصول على الطاقة وأكسدتها مستغلة الأكسجين المنحل في الماء ومحولة إياها إلى ثاني أكسيد كربون وماء. وتعد أكسدة المواد العضوية أحد المصادر الأساسية الأخرى لفقد الأكسجين من البيئة المائية وتتناسب كمية الأكسجين المستخدمة في عمليات الأكسدة طرديا مع كمية المادة العضوية الموجودة في أحواض التربية، فتزداد بزيادتها. والواقع أنه يمكن تقدير كمية المركبات العضوية في عينة من الماء عن طريق أكسدتها بمؤكسد قوي وحساب كمية الأكسجين المستهلكة. فالكمية الأخيرة تتناسب مع كمية الكربون العضوي التي تم أكسدتها، وهو ما يعرف بالطلب الكيميائي على الأكسجين COD) Chemical