Overview
Fuente: Laboratorios de Margaret obrero y Kimberly Frye - Universidad de Depaul
Oxígeno disuelto (DO) las mediciones de calcular la cantidad de oxígeno gaseoso disuelto en el agua superficial, que es importante para toda la vida en los ecosistemas fluviales, incluyendo especies preferidas para el consumo humano (por ejemplo, mojarra de agallas azules y bajo), así como especies de descomponedores fundamentales para el reciclaje de materiales biogeoquímicos en el sistema de respiración de oxígeno.
El oxígeno disuelto en lagos, ríos y océanos es crucial para los organismos y las criaturas viven en él. La cantidad de oxígeno disuelto desciende por debajo de los niveles normales en cuerpos de agua, se perjudica la calidad del agua y las criaturas comienzan a morir. En un proceso llamado eutrofización, un cuerpo de agua puede llegar a ser hypoxic y ya no serán capaces de apoyar a los organismos vivos, convirtiéndose esencialmente en una "zona muerta".
La eutrofización ocurre cuando exceso de nutrientes provocan las poblaciones de algas a crecer rápidamente en una floración algal. La floración de algas forma esteras densas en la superficie del agua bloqueando hacia fuera dos insumos esenciales de oxígeno para agua: cambio de la atmósfera y la fotosíntesis en el agua debido a la falta de luz por debajo de las placas de gas. Como oxígeno disuelto niveles disminuyen por debajo de la mortandad de organismos superficial, respiración de oxígeno en grandes cantidades, creando un aumento en materia orgánica. Las causas del exceso de materia orgánica un aumento en las poblaciones de descomponedores de respiración de oxígeno en la zona bentónica, que más agota el oxígeno disuelto restantes niveles durante la actividad de descomposición metabólica. Una vez que los niveles de oxígeno se convierten en esta especie de respiración de oxígeno baja, móvil (por ejemplo pescado) se moverá, no dejando vida aeróbica en el agua y la creación de una zona muerta.
El método de valoración de azida Winkler utiliza valoración para determinar la concentración de un desconocido en una muestra. Específicamente, tiosulfato de sodio se utiliza para valorar el yodo, que puede ser stoichiometrically relacionado con la cantidad de oxígeno disuelto en una muestra.
Principles
El método azida Winkler se utiliza para medir la en el sitio, donde se recoge el agua de la superficie. Sulfato de manganeso (II) e hidróxido de potasio se agregan a la muestra, y el oxígeno disuelto en la muestra oxida del manganeso y forma un precipitado marrón. La azida se agrega en forma de un reactivo adquirido alcalina yoduro-azida para corregir la presencia de nitritos, que se encuentran en muestras de aguas residuales y pueden interferir con el procedimiento de oxidación Winkler.
MnSO4 + 2 KOH 
Mn(OH)2 + K2por4
4 Mn(OH)2 + O2 + 2 H2O 4 Mn(OH)3
Luego se añade ácido sulfúrico para acidificar la solución, y el precipitado se disuelve. En estas condiciones, el yoduro de reactivo en la solución alcalina de yoduro-azida se transforma en yodo.
2 Mn(OH)3 + 3 H2que4 Mn2(asi4)3 + 6 H2O
MN2(asi4)3 + 2 KI 2 MnSO4 + K2que4 + 22
Tiosulfato se utiliza para valorar el yodo en presencia de un indicador de almidón añadido.
4 Na2S2O3 + 22 2 Na2S4O6 + 4 NaI
4 moles de S2O32 - 1 mol de O2
Al final de esta valoración, la solución azul volverá clara. La cantidad de oxígeno disuelto en la muestra se cuantifica en proporción directa a la cantidad de tiosulfato requerido para alcanzar el punto final.
X mL S2O3 X mg/L O:
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Procedure
1. muestra disuelto oxígeno medida
- En el sitio de colección de agua, utilice una pipeta calibrada para agregar sulfato manganoso 2 mL para una botella tipo BOD de 300 mL transparente llena con la muestra de agua. Tenga cuidado de no introducir oxígeno en la muestra introduciendo la punta de la pipeta bajo la superficie de la muestra y dosificación cuidadosamente sulfato manganoso. Esto evitará crear burbujas hasta que la muestra es "fijo" y evita el cambio a la concentración de oxígeno disuelto.
- Utilizando la misma técnica, añadir 2 mL de reactivo de alcalina de yoduro-azida.
- Inmediatamente tapar, inclinando la botella ligeramente y rápidamente empujando el tapón en su lugar por lo que no hay burbujas de aire quedan atrapadas en la botella.
- Invierta cuidadosamente varias veces (sin crear burbujas de aire) para mezclar. Copo (floc) se forma de una precipitado agregación de material con una apariencia (figura 1).
- Espere hasta que el flóculo en la solución. Otra vez, invierta la botella varias veces y espere hasta que el floc. La muestra ahora se fija para prevenir el cambio en el contenido de oxígeno disuelto y puede ser transportada hacia el laboratorio y almacenada por hasta 8 horas, si es necesario, en estado fresco y oscuro.
- Si almacenar, las muestras deben ser selladas usando una pequeña cantidad de agua desionizada que arroja a chorros en el tapón, y el tapón debe envolverse en papel de aluminio, sujeta con una banda elástica.
- Pipetear 2 mL de ácido sulfúrico concentrado en la muestra sosteniendo la punta de la pipeta justo por encima de la superficie de la muestra. Invierta cuidadosamente varias veces para disolver los grumos (figura 2).
- En un matraz de vidrio y con una pipeta calibrada, valorar 200 mL de muestra de agua con 0.025 que n estandarizada de tiosulfato de sodio, remolinar y mezclando continuamente hasta que se forme color paja pálido (figura 3).
- Con un gotero, añadir 2 mL de solución indicadora de almidón y agitar para mezclar. Una vez el indicador se agrega el almidón, la solución dará vuelta al azul (figura 4).
- Continuar la valoración, añadir una gota a la vez hasta que una gota se disipe el azul, haciendo que el extremo incoloro. Asegúrese de añadir cada gota del titulador con cuidado y uniformemente cada gota de la mezcla antes de añadir el siguiente. Celebración de la muestra contra un pedazo blanco de papel puede ayudar a mejorar la visualización de la meta.
- La concentración de DO es equivalente al volumen (mL) del titulador utilizado. Cada mililitro de tiosulfato de sodio añadido al agua muestra es igual a 1 mg/L disuelto oxígeno.
Figura 1. Una muestra después de que el reactivo alcalina de yoduro-azida ha sido añadido y mezclado, formación de floc que muestra en la parte superior de la muestra antes de instalarse.
Figura 2. Una muestra con floc disuelto después de la adición de ácido sulfúrico.
Figura 3. Una muestra después de la adición de tiosulfato de sodio con un color paja pálido.
Figura 4. Una muestra que muestra el color azul después de que el indicador almidón se añade y se mezcla.
Oxígeno disuelto es fundamental para los ecosistemas fluviales y lacustres sustentar la vida aeróbica. El método de valoración Winkler azida permite la cuantificación de la cantidad de oxígeno disuelto en muestras de agua superficial.
Oxígeno gaseoso disuelto en el agua superficial es necesario para la supervivencia de los organismos que viven en él; descomponedores críticas al reciclaje de materiales biogeoquímicos en los ecosistemas o especies preferidas para el consumo humano. Como los niveles de oxígeno caen debajo de lo normal en sistemas de agua, se perjudica la calidad del agua y los organismos empiezan a morir.
El método de valoración de azida Winkler es una prueba estándar para determinar la concentración de oxígeno disuelto en una muestra. Tiosulfato de sodio se utiliza para valorar el yodo, que es stochiometrically relacionado con la cantidad de oxígeno disuelto en la muestra.
Este video ilustra los principios de cuantificación de oxígeno disuelto, el proceso de realizar la valoración de azida-Winker, y medidas de la interpretación de oxígeno disuelto.
La eutrofización es la introducción de exceso de nutrientes en un ecosistema. Esto hace que las poblaciones de algas a crecer rápidamente en esteras densas, conocidos como brotes de algas. Estas placas pueden conducir a hipoxia o niveles bajos de oxígeno, mediante el bloqueo de intercambio de gases en la superficie y evitar la fotosíntesis al bloquear la luz del sol. Organismos de respiración de oxígeno comienzan a morir, causando un aumento en materia orgánica, que a su vez causa un aumento en el oxígeno dependiente descomponedores, agotamiento de los recursos de oxígeno aún más. Finalmente, organismos dependiente de oxígeno móvil alejarse, dejando una zona muerta con ninguna vida aeróbica.
Para probar el nivel de oxígeno disuelto en una fuente de agua, puede utilizarse el método azida Winkler para medir disuelto oxígeno directamente en el campo o muestras pueden fijarse y llevados al laboratorio para su posterior análisis.
Sulfato de manganeso e hidróxido de potasio se agregan a la muestra, formando hidróxido de manganeso. Esto reduce el oxígeno disuelto, formando un precipitado marrón. Añadir el reactivo alcalina de yoduro-azida corregir la presencia de nitratos encontrados en muestras de aguas residuales que pueden interferir con el procedimiento de oxidación.
Agregado ácido sulfúrico acidifica la solución y se disuelve el precipitado. Este nuevo compuesto oxida el yoduro de reactivo alcalino de yodo-azida al yodo.
A continuación, se agrega un indicador de almidón que dará vuelta al azul en presencia de yodo. Tiosulfato, que vuelve yodo en yoduro, se utiliza para valorar el yodo. Cuando la valoración sea completa, la solución azul volverá incolora. La cantidad de oxígeno disuelto en la muestra es proporcional a la cantidad de tiosulfato debe girar a la solución de azul a incoloro.
Ahora que estamos familiarizados con los principios de medición de oxígeno disuelto en muestras de agua, vamos a echar un vistazo a cómo esto se lleva a cabo en el campo y el laboratorio.
El experimento comenzará en el punto de recogida. En primer lugar, recoger la muestra de agua en una botella tipo BOD de 300 mL claro. A continuación, mida y registre la temperatura del agua de la fuente de agua. Cuidadosamente añadir sulfato manganoso 2 mL a la muestra mediante la inserción de la punta de la pipeta bajo la superficie del agua y dispensar lentamente para evitar la creación de burbujas.
Utilizando la misma técnica, añadir 2 mL de reactivo de yodo-azida alcalina e inmediatamente tapar, inclinando ligeramente la botella para aire no se queda atrapado en la botella.
Invierta cuidadosamente varias veces para mezclar la solución, teniendo cuidado de no para crear burbujas de aire. Se formará un precipitado, causando un aspecto nublado. Dejar el precipitado en el settle de la solución y luego mezclar bien invirtiendo la botella varias veces antes de dejarlo asentarse otra vez. Las muestras deben sellarse con una pequeña cantidad de agua desionizada arroja a chorros en el tope, luego envuelto en papel de aluminio y asegurado con una banda elástica. La muestra se fija ahora y puede ser transportada hacia el laboratorio.
Una vez que las muestras han sido corregidas, se transportan al laboratorio para su posterior análisis. En primer lugar, sostiene la punta de la pipeta justo por encima de la superficie de la muestra, agregar 2 mL de ácido sulfúrico concentrado en la muestra. Invertir varias veces para disolver el precipitado. Usando un frasco de vidrio y pipetas calibradas, valorar 200 mL de muestra previamente tratada con 0.025 que n estandarizada de tiosulfato de sodio, remolinar y mezclando continuamente hasta que se forme de color paja pálido.
Una vez que la solución es de color paja, añadir 2 gotas 1 mL de solución indicadora de almidón y agitar para mezclar. La solución dará vuelta al azul. Continuar la valoración, añadir una gota de tiosulfato de sodio a la vez y mezcla lentamente con una barra de agitación hasta que el azul se disipa y la solución se vuelve incolora. Mantenga la muestra contra un pedazo blanco de papel para mejorar la visualización. Registrar el volumen de tiosulfato añadido.
La concentración de oxígeno disuelto es proporcional al volumen de tiosulfato de sodio añadido a la muestra. Cada mililitro añadido es equivalente a 1 mg/L o partes por millón, oxígeno disuelto.
La cantidad máxima de oxígeno que puede disolverse en el agua varía según la temperatura del agua. Las mediciones de oxígeno disuelto en mg/L se convierten en porcentaje saturación con la temperatura del agua y una tabla de conversión. Saturación de oxígeno de 91 a 110% disuelto se considera excelente; entre 71 y 90% es buena, 51-70% es justo y por debajo del 50% es pobre.
Niveles de oxígeno disuelto de 6 mg/L son suficientes para soportar la mayoría de las especies acuática. Niveles por debajo de 4 mg/L son estresantes para la mayoría de animales acuáticos, por lo que afectará la biodiversidad. Agua que contiene menos oxígeno disuelto de 2 mg/L no apoyará vida acuática aeróbica.
La capacidad de cuantificar la cantidad de oxígeno disuelto en una fuente de agua también tiene métodos alternativos y muchas aplicaciones prácticas pertinentes. Algunos de estos son exploradas aquí.
Temperatura y oxígeno disuelto pueden también ser medidos mediante un monitor portátil de LabQuest con sondas de temperatura y oxígeno disueltas. Para el oxígeno disuelto, conecte la sonda en el canal 1. Unidades deben ser en mg/L. Sumerja la sonda en la muestra de agua, la sonda lentamente a través de la muestra para evitar el consumo de oxígeno en un área localizada de la circulación. Cuando las lecturas parecen estabilizar, registro el valor.
Mayoría de los peces requiere de moderados a buenos niveles de oxígeno disuelto en su hábitat para desarrollarse y reproducirse. Para granjas de peces, que pueden ocupar artificiales o naturales lagos o corrientes, pudiendo probar disolución los niveles de oxígeno pueden ayudar a los administradores de la granja para elegir un sitio de buena configuración inicial o seguimiento de la salud de sus piscinas o las secuencias.
Monitoreo de oxígeno disuelto también puede ser útil para la conservación y manejo del hábitat. Si un lago o río de la región contiene protegida o en peligro de extinción de flora o fauna, monitoreo de niveles de oxígeno disuelto puede dar una indicación de la salud del ecosistema. Si los niveles cambian rápidamente, esto podría indicar peligro para las especies protegidas y puede indicar que se aplique una estrategia de intervención de la administración.
Ambiental protección Agencia de Estados Unidos, la EPA sugiere una serie de medidas para corregir los niveles de oxígeno disuelto en los ecosistemas. Estos incluyen correcta y un mínimo uso de fertilizantes, tratamiento de aguas residuales adecuado, no descarga de aguas residuales de barcos y preservar adyacentes ríos, arroyos y humedales. Reducción de óxidos de nitrógeno y minimizar el uso de la electricidad y el automóvil motores más eficientes también puede ayudar a mantener los niveles apropiados de oxígeno disuelto en recursos hídricos.
Sólo ha visto la introducción de Zeus para medir el oxígeno disuelto en las aguas superficiales. Ahora debe entender los principios de medición de oxígeno disuelto, cómo cuantificar el oxígeno disuelto en las muestras de su propia agua y cómo interpretar sus resultados y sus implicaciones para el medio ambiente. ¡Gracias por ver!
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Results
Un nivel de oxígeno disuelto de 6 mg/L es suficiente para especies más acuáticas. Niveles de oxígeno disuelto por debajo de 4 mg/L son estresantes para la mayoría de los animales acuática. Niveles de oxígeno disuelto por debajo de 2 mg/L no apoyará vida acuática aeróbica (figura 5).
La cantidad máxima de oxígeno que puede disolverse en el agua varía según la temperatura (tabla 1).
HACER mediciones en mg/L se convierten en % de saturación con la temperatura del agua y la tabla de conversión siguiente (figura 6).
DISUELTOS LOS NIVELES DE OXÍGENO (% SATURACIÓN)
Excelente: 91 – 110
Bueno: 71-90
Feria: 51 – 70
Pobres: < 50
Figura 5. HACER las medidas se convierten en % de saturación con la temperatura del agua. Temperatura del agua en el eje horizontal superior y la medida de valor en el eje horizontal inferior. Utilice una regla para dibujar una línea entre los dos valores y registrar donde la línea con el eje diagonal mediano de % de saturación.
Figura 6. Un nivel de oxígeno disuelto de 6 mg/L es suficiente para la mayoría de las especies acuática. Niveles de oxígeno disuelto por debajo de 4 mg/L son estresantes para la mayoría de los animales acuática. Niveles de oxígeno disuelto por debajo de 2 mg/L no apoyará peces y por debajo de 1 mg/L no soporte la mayoría de las especies.
| A la temperatura. (° C) | HACER a (mg/L) | A la temperatura. (° C) | HACER a (mg/L) | A la temperatura. (° C) | HACER a (mg/L) | A la temperatura. (° C) | HACER a (mg/L) |
| 0 | 14.60 | 11 | 11.01 | 22 | 8.72 | 33 | 7.16 |
| 1 | 14.19 | 12 | 10.76 | 23 | 8.56 | 34 | 7.16 |
| 2 | 13.81 | 13 | 10.52 | 24 | 8.40 | 35 | 6,93 |
| 3 | 13.44 | 14 | 10,29 | 25 | 8.24 | 36 | 6,82 |
| 4 | 13.09 | 15 | 10.07 | 26 | 8.09 | 37 | 6.71 |
| 5 | 12.75 | 16 | 9.85 | 27 | 7.95 | 38 | 6.61 |
| 6 | 12.43 | 17 | 9.65 | 28 | 7.81 | 39 | 6,51 |
| 7 | 12.12 | 18 | 9,45 | 29 | 7.67 | 40 | 6.41 |
| 8 | 11.83 | 19 | 9.26 | 30 | 7.54 | 41 | 6.41 |
| 9 | 11.55 | 20 | 9.07 | 31 | 7.41 | 42 | 6.22 |
| 10 | 11.27 | 21 | 8.90 | 32 | 7.28 | 43 | 6.13 |
Tabla 1. Cantidad de oxígeno que puede disolverse en agua por la temperatura.
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Applications and Summary
Ríos de lento-mudanza son particularmente vulnerables a los bajos niveles, y en casos extremos, estos niveles pueden conducir a condiciones hipóxicas, creando "zonas muertas" donde la vida aerobia ya no es apoyada por un cuerpo de agua (figura 7). Una vez muerte animales y plantas, la acumulación de sedimento que se produce también puede aumentar el cauce del río, permitiendo que las plantas al colonizar sobre el agua y podría conducir a la pérdida del río todos junto (figura 8). Las aguas superficiales en altitudes más altas también son más vulnerables a los bajos niveles, como la presión atmosférica disminuye con el aumento de altitud y menos gas oxígeno está suspendida en el agua.
Niveles bajos hacen apoyar las formas de vida consideradas desagradables o no apto para uso humano, incluyendo las sanguijuelas y gusanos acuáticos (Oligochaeta).
Figura 7. Mapa de concentraciones de oxígeno disuelto a través de la plataforma de Louisiana que muestra la región de la zona muerta.
Figura 8. Fotografía del mar Caspio con eutrofización severa en el extremo norte.
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