什么是生物需氧量及其對水質(zhì)的影響?
生化需氧量是微生物(例如需氧細菌)在有機物氧化中使用的氧氣量的量度。有機物的天然來源包括植物腐爛和葉子掉落。但是,當營養(yǎng)和陽光由于人為因素而過多時,植物的生長和腐爛可能會異常加速。城市徑流攜帶來自街道和人行道的寵物廢物;草坪肥料中的養(yǎng)分;居住區(qū)的樹葉,草屑和紙張會增加氧氣需求。分解過程中消耗的氧氣搶奪了其他水生生物所需的氧氣。更能耐受較低溶解氧水平的生物可能會取代多種天然水系統(tǒng)中的細菌,需要氧氣(有氧)才能生存。它們中的大多數(shù)以死藻和其他死生物為食,并且是分解周期的一部分。水中的藻類和其他生產(chǎn)者吸收無機養(yǎng)分,并在建立有機組織的過程中使用它們。
像魚和其他水生動物這樣的消費者會吃掉一些生產(chǎn)者,而營養(yǎng)成分則在食物鏈中上移。當這些生物死亡時,細菌會分解有機化合物,并將諸如硝酸鹽,磷酸鹽,鈣的無機營養(yǎng)釋放到水中。, 和別的。這些養(yǎng)分中的一些zui終流向下游或沉積物中,但其中大多數(shù)又一次又一次地循環(huán)利用。水生水柱中的大多數(shù)細菌都是有氧的。那意味著他們使用氧氣執(zhí)行他們的新陳代謝活動分解。請記住,我們在其他相關練習中了解到,在正常情況下,溶解氧的濃度非常低。正常水平的需氧細菌活性總是會耗盡水生系統(tǒng)中的天然氧氣含量。在大多數(shù)情況下,如果溶解氧濃度降至百萬分之5(ppm)以下,魚類將無法長期生存。鱒魚或鮭魚等所有清潔水種都將在此水平以上死亡,甚至low魚和鯉魚等低氧魚類也將處于低于5 ppm的危險中。
但是,當發(fā)生異常高水平的需氧細菌活動時,溶解氧的水平會急劇下降。在什么情況下會發(fā)生這種情況?通常,這會在系統(tǒng)中引入某種異常的“污染”時發(fā)生。對于家庭污水,化糞池滲漏和肥料流失等源來說,這可能是有機污染的形式,或者是來自家庭或工業(yè)來源的無機物的形式。有機化合物的天然來源也可以通過洪水,滑坡和侵蝕進入水生系統(tǒng)。
zui近,影響水生生物需氧量的zui重要營養(yǎng)素之一是美G家庭的磷酸鹽污染。幾十年前發(fā)現(xiàn),肥皂和洗滌劑中添加了磷,使它們的清潔效果更好。到1960年代,數(shù)以百萬計的家庭和企業(yè)正在傾倒無數(shù)的磷酸鹽。zui終,許多重要營養(yǎng)素進入了美G的河道。由于磷是水生系統(tǒng)中zui重要的限制因素(必需的養(yǎng)分)之一,因此開始出現(xiàn)大量的藻華。藻華是人口增長的劇烈爆發(fā),在這種情況下,一兩種藻通常突然找到了快速生長的條件。
因為大多數(shù)單細胞藻類都是通過快速的細胞分裂而無性繁殖的,所以用一種藻類不久就可以使數(shù)十億個新細胞突然變成綠色。由于這些藻華的必要條件有時是暫時的,或者藻類超出了其他一些限制因素的閾值水平,因此藻華只是暫時的。他們通常只持續(xù)幾天。開花結(jié)束時會發(fā)生什么?藻類細胞缺乏足夠的營養(yǎng),大多數(shù)會死亡。此時,好氧細菌變得很重要,并開始分解藻類。因為有很多食物供他們食用,所以它們也會產(chǎn)生某種花開,并且從水面上確實吸收了氧氣。等氧氣消失了
在1960年代和1970年代,這種現(xiàn)象非常普遍,因為魚類大量殺蟲劑致死,并且由于污染造成的BOD升高,大部分緩慢移動的河流和湖泊幾乎變得非生物(無生命)。本練習中遵循的步驟包括收集水以及測量溶解氧和pH在收集時。將樣品放在滿滿的瓶中,并用蓋密封。樣品瓶完全用鋁箔覆蓋,并放置在黑暗的地方。這限制了光合作用,捕獲的藻類可能發(fā)生這種情況。五天后,將瓶子開塞,并探測溶解氧。**個樣本和zui后一個樣本之間的差異稱為BOD。低數(shù)量通常意味著很少的污染和/或小的有氧活動。高BOD意味著相反
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