초미세기포와 용존산소/용존산소 관련 자료

아너팜 2018. 9. 4. 11:36

용존산소 (溶存酸素, Dissolved Oxygen)



용존 산소 

물 또는 용액속에 분자(O2)의 상태로 녹아있는 산소를 의미


용존산소량

물 또는 용액속에 분자의 상태로 녹아있는 산소의 량을 의미

mg/L 또는 ppm단위를 사용

    • 1ppm = 1mg/L



용존산소란 물 또는 다른 액체에 존재하는 화합물이 아닌 (Non-Compound) 산소 (O2)의 양을 말합니다. 용존산소는 물속에 사는 생물에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 수질을 평가할 때 중요한 매개 변수입니다. Limnology (호수 연구)에 있어서 용존산소는 물 자체에 이어 두번째로 중요한 요소입니다. 용존산소의 수준이 너무 높거나 낮으면 수생 생물과 수질에 영향을 줄 수 있습니다.


< 사진출처 https://www.fondriest.com/environmental-measurements/parameters/water-quality/dissolved-oxygen/ >


맑은 물(순수,純水)의 경우 포화 용존산소량은  1기압, 20.0℃에서 약 9 ppm입니다. 이는 압력에 정비례하고 온도에 반비례 합니다. 즉 압력이 가해지면 용존산소량은 보다 높아지고, 온도가 높아지면 용존산소량은 점점 낮아집니다. 온도에 따른 포화 용존 산소량은 아래의 표와 같습니다. 측정기관 마다 값에 약간의 차이가 있어 두개의 자료를 함께 올립니다.



0℃

5

10

15

20

25

30

35

 40

1기압

14.16

12.37

10.92

9.76

8.84

8.11

7.53

7.04

6.59 

출처 : 국립 수산 과학원 (많은 분들이 인용하고 계신데 정확한 출처를 찾기가 어렵네요)



0℃

5

10

15

20

25

30

35

 40

1기압

14.6

12.7

11.3

10.1

9.1

8.2

7.5

6.9

6.4 

출처 : US Geological Survey TWRI Book 9 'Dissolved Oxygen' 

       Table 6.2-6 'Solubility of oxygen in water at various temperatures and pressures



어패류 또는 호기성 미생물은 수중에 녹아있는 산소를 통하여 호흡을 하기 때문에, 용존산소량이 낮아지면 어패류는 사멸하게 되고, 호기성 미생물은 증식이나 생장 활동을 멈추게 됩니다. 식물도 뿌리 호흡을 할때 주로 용존산소를 이용하며, 용존산소가 낮아지면 생장이 둔화되거나 멈추게 됩니다.


물속에 유기물이 많아지면 용존 산소량이 낮아지기 때문에 용존 산소는 물의 오염 정도를 측정하는 지표중의 하나로 쓰입니다. 아래의 표는 하천수의 수질 환경 기준입니다. 

등급기 준
수소이온
농도

(pH)
생물화학적
산소요구량
(BOD,㎎/ℓ)
화학적
산소요구량
(COD,㎎/ℓ)
총유기탄소량
(TOC,㎎/ℓ)
부유물질량
(SS,㎎/ℓ)
용존산소량
(DO,㎎/ℓ)
총인
(T-P,㎎/ℓ)
대장균군수
(MPN/100㎖)
총대장균군분원성
대장균군
매우좋음Ia6.5-8.51 이하2 이하2 이하25 이하7.5 이상0.02 이하50 이하10 이하
좋음Ib6.5-8.52 이하4 이하3 이하25 이하5.0 이상0.04 이하500 이하100 이하
약간좋음II6.5-8.53 이하5 이하4 이하25 이하5.0 이상0.1 이하1000 이하200 이하
보통III6.5-8.55 이하7 이하5 이하25 이하5.0 이상0.2 이하5000 이하1000 이하
약간나쁨IV6.5-8.58 이하9 이하6 이하100 이하2.0 이상0.3 이하  
나쁨V6.5-8.510 이하11 이하8 이하쓰레기 등이
떠 있지
아니할 것
2.0 이상0.5 이하  
매우나쁨VI 10 초과11 초과8 초과 2.0 미0.5 초과  
    비고)
  • 1.총인, 총질소의 경우 총인에 대한 총질소의 농도비율이 7 미만일 경우에는 총인의 기준을 적용하지 아니하며, 그 비율이 16 이상일 경우에는 총질소의 기준을 적용하지 아니한다.

출처 : 국가수자원관리종합정보시스템  (http://www.wamis.go.kr/wke/wke_wqbase_lst.aspx)


용존 산소는 수질을 측정하는 기준으로 사용될 만큼 매우 중요한 지표일 뿐만 아니라, 생명체가 생존 또는 번식할 수 있는지의 여부를 가늠할 수 있는 기준이기도 합니다. 


예를 들어 생물이 자라기 위해 필요한 최소 용존산소량은 각각 다르지만 일반적으로 아래와 같습니다.

  • 농업용수는 최소 5 ppm 이상이어야 합니다. 용존산소량이 부족하면 K, P, Ca, Mn 등의 흡수가 저하되며, 에틸렌 생성이 많아져서 뿌리가 부패되고 고사하는 원인이 됩니다.

    • ~ 5.0 ppm : 측근(곁뿌리) 발생 억제

    • ~ 1.5 ppm : 호흡속도 급격히 감소

    • ~ 0.5 ppm : 생장 정지

출처 : 네이버카페 우리집 식물공장 만들기 (http://cafe.naver.com/vegshop/2576)


  • 수산생물은 대체로 6 ppm 이상에서 잘 자랍니다. 아래는 온수성 어류의 경우에 해당하며 어종에 따라 차이가 있습니다.

    • ~ 5.0 ppm : 성장이 늦어지고 생식능력이 약화됨

    • ~ 1.0 ppm : 수시간 유지시 치사

    • 송어와 은어는 용존산소량이 많은 깨끗하고 찬물에서 주로 서식

    • 잉어, 붕어, 누치, 뱀장어 등 온수성 어족은 상대적으로 수질이 깨끗하지 않은 곳에서도 서식할 수 있다

출처 : 내수면 양어장 수질환경 관리 (1995 국립수산진흥원 진해 내수면연구소 간행)



수질 오염은 실생활에서 접할 기회가 많지 않고, 대기 오염만큼 그 심각성을 인지하지 못하는 경우가 매우 많습니다. 최근 4대강 유역의 녹조 현상이 언론에 심각하게 부각되고 있기는 하지만, 그것이 앞으로 우리의 일상에 어떤 영향을 줄 것인지에 대한 깊이있는 분석과 고민은 제대로 전해지지 않습니다.



아래의 그림은 용존산소가 낮아질 경우 바다에 어떤 현상이 발생되는가를 보여주는 그림입니다. 앞으로 용존산소와 수질과의 관계, 용존산소에 따른 수중 생태의 변화, 용존산소와 작물의 생태 등에 대한 폭넓은 연구가 진행되고 많은 자료가 공개되어 일반 대중들이 이에 대한 많은 관심을 갖게 되기를 희망합니다.



Dead Zone 형성과정

용존산소에 대한 이미지 검색결과




아너팜 올림

(010-9747-6972, 전성재)




용존산소 (溶存酸素, Dissolved Oxygen)


출처 : 두산 백과 

http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1130152&cid=40942&categoryId=32411


사전적 의미 : 물 또는 용액에 녹아 있는 분자 상태의 산소


20℃, 1atm의 대기하에서 순수(純水)의 DO는 9ppm에서 포화상태에 이르는데, 이 값은 온도가 오르면 감소하고, 대기압이 오르면 증가한다. 또 다른 용해 성분의 영향도 받는다.


물 속에서 생활하는 어패류(魚貝類)·호기성(好氣性) 미생물은 용존산소를 호흡하며, 물 속에 있는 유기물은 이것에 의해서 산화분해되기 때문에, 용존산소의 부족은 단지 어패류의 사멸을 초래할 뿐만 아니라 유기물 등이 잔류하여 물의 오탁을 가져오게 된다. 






용존산소 (溶存酸素, Dissolved Oxygen)


출처 : 화학대사전, 2001. 5. 20., 세화

http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2304354&cid=42419&categoryId=42419


수중 또는 일반적으로 액체상 중에 용해해 있는 분자상 산소.


(1) 어패류나 호기성 미생물은 수중의 용존 산소를 이용해서 호흡을 하기 때문에 생물학적으로 중요한 의의를 갖고, 용존 산소가 적어지면 어패류는 사멸하며 호기성 미생물은 증식이나 생리 작용을 정지한다. 용존 산소는 생물의 호흡으로 소비되고 광합성으로 생산되며, 또 용해 물질의 산화에 중요한 작용을 한다. 20℃, 1기압의 대기하에서 순수 속의 용존 산소는 약 9ppm인데 이 양은 기체상 중의 산소 분압에 비례해서 증가하고(헨리의 법칙), 온도의 상승에 따라 감소하며, 또 공존하는 다른 용질의 영향을 받는다.


항생 물질 제조나 유기산 발효와 같이 미생물의 호기적 액내 배양을 하는 경우 산소 공급의 과부족을 아는 가장 좋은 방법은 배양액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 것이고, 일반적으로 용존 산소가 0.5~1ppm 이하가 되면 균의 호흡 속도는 산소 농도의 영향을 받아 감소한다. 하천 등의 경우 상류에서는 거의 포화에 가까운 용존 산소를 포함하고 있는데 시가지나 공장 지대를 흐름에 따라 물은 오염되어 유기 부패성 물질 그외의 환원성 물질 때문에 용존 산소가 소비되며, 생화학적 산소 요구량이나 화학적 산소 요구량이 커지고 용존 산소는 감소한다.


따라서 용존 산소의 다소는 시료수의 오염 정도를 아는 기준이 된다. 해수 중의 용존 산소는 주로 대기 중에서 공급된 것으로, 상층에 많고 하층에 적다. 대양의 중간층에 극소 분포를 보이는 것이 많은 것은 저층을 고위도의 찬 바다에서 침강한 비교적 산소가 많이 녹아들어간 물이 완만히 흘러가고 있기 때문이다. 심층의 용존 산소는 흐름이나 혼합을 판정하는 기준이 된다. 해수 중의 용존 산소의 양은 수온, 염분, 압력에 따라 다르며, 수온이 높고 염분이 많을수록 적다. 1907년 Fox 등은 1기압에서 다른 수온, 염분에 대한 산소 포화량(O2')을 측정에 기초해서 표시했다. 이 산소 포화량에 대한 시료수 중의 용존 산소량(O2)의 백분율을 산소 포화도라고 한다. 생물의 동화 작용으로 과포화가 되는 일도 있다(⇀ 용존 산소 정량법).


(2) 용액 중에 용존하는 산소는 폴라로그래프 분석법에서는 2단의 환원파는 보이고, 산소의 정량을 목적으로 하지 않는 경우에는 중대한 방해가 되므로 질소 또는 수소를 통기함으로써 제거해야 한다. 또 용액이 알칼리성인 경우는 아황산나트륨을 첨가해도 좋다. 산소 제거에 사용하는 수소 또는 질소 중에 미량 존재하는 산소를 제거하는 방법은 1) 알칼리성 피로갈롤 용액 2) 아연 아말감과 황산철(Ⅱ)를 공존시킨 용액 3) 400~500℃로 가열한 구리망 위를 각각 통과시킨다. 용존 산소가 폴라로그래프 분석법에 방해하는 또 하나의 점은 수은과 다음의 반응을 하는 것이다.




생성된 H2O2가 다시 산화 반응을 촉진시키며, OH-는 용액의 pH를 증대시키고, 중금속 이온의 가수 분해를 촉진시킨다. ⇀ 산소파





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좋은 내용 잘 읽고 참고하였습니다. 고맙습니다^^