Hapniku lahustumine ja hulk vees
Hapnik on siseveekogudes leiduvatest gaasidest vaieldamatult kõige suurema rolliga. Hapnik on aeroobsel ainevahetusel elektronide aktseptoriks ja seetõttu vajavad kõik aeroobsed organismid piisaval hulgal lahustunud hapnikku. Kui lahustunud hapnikku on vähe või see puudub sootuks, algab orgaanilise aine lagundamine anaeroobsete mikroorganismide poolt. Selle tulemusena vabanevad vett erinevad redutseeritud ühendid nagu ammoniaak, nitritid, vesiniksulfiid jne. Madal lahustunud hapniku ja kõrge redutseeritud ühendite ning mürgiste ainevahetusjääkide sisaldus avaldab häirivat mõju tervele veeökosüsteemile. Seetõttu on hapniku lahustuvus, ruumiline jaotumine veekogudes ja sesoonsed muutused panevad paika ka veeorganismide jaotumise ning avaldavad tugevat mõju käitumisele ja füsioloogiale. Hapniku tarbimise ja fotosünteesil vabanemise vahekord on oluline kogu veeökosüsteemi aineringe seisukohalt, mõjutades paljude mineraalainete lahustuvust ja on tugevasti seotud veekogu morfomeetriliste, keemiliste ning bioloogiliste näitajatega. Huvitav on ka see fakt, et kuigi vesi ise koosneb 90 % (kaaluliselt) ulatuses hapnikust, pole see organismidele kättesaadav.
Õhus on O2 keskmiselt 20,95 mahuprotsenti ehk 209,5 ml/l. Hapniku adsorbtsioonikoefitsient vee suhtes on normaalrõhul (1 atm) ja 0 °C juures 0,04898. Järelikult lahustub neis tingimustes 209,5 · 0,04898 = 10,29 ml O2 1 liitris vees. Hapniku lahustuvus vees on suurem kui lämmastikul ja atmosfääriga tasakaalustatud olekus moodustab O2 35% lahustunud õhu komponentidest.
Hapniku allikateks (Joonis 2) järvedes on lahustumine atmosfäärist ja eraldumine veetaimede fotosünteesil.
Õhus on O2 keskmiselt 20,95 mahuprotsenti ehk 209,5 ml/l. Hapniku adsorbtsioonikoefitsient vee suhtes on normaalrõhul (1 atm) ja 0 °C juures 0,04898. Järelikult lahustub neis tingimustes 209,5 · 0,04898 = 10,29 ml O2 1 liitris vees. Hapniku lahustuvus vees on suurem kui lämmastikul ja atmosfääriga tasakaalustatud olekus moodustab O2 35% lahustunud õhu komponentidest.
Hapniku allikateks (Joonis 2) järvedes on lahustumine atmosfäärist ja eraldumine veetaimede fotosünteesil.
Meeles tasuks pidada, et fotosünteesi käigus eralduv hapnik pärineb lagundatud veemolekulidest, mitte süsihappegaasist. Võrreldes difusiooniga atmosfäärist on fotosüntees üldjuhul olulisem hapnikuga varustaja. Hapniku tootmine fotosünteesi käigus leiab aset veemassiivi ülemises piisavalt valgustatud kihis (eufootilises kihis). Sügavamatesse ja pimedamatesse veekihtidesse jõuab hapnik peamiselt vee segunemise ja vertikaalse tsirkulatsiooni kaudu, sest hapniku difusioon seisvas vees on väga aeglane. Seisuveekogudesse võivad hapnikku transportida ka vooluveekogud ning põhjavesi. Vooluveekogud on hapniku transpordi seisukohalt eriti olulised, kuna neis toimub intensiivne õhustamine turbulentse voolamise tõttu kärestikes. Väikestes hulkades esineb ka hapniku difusioon epi- ja hüpolimnioni vahel.
Hapniku tarbijateks (joonis 3) on organismide hingamine ning vees ja setetes leiduva orgaanilise aine aeroobne lagundamine.
Osa hapnikust lahkub veest atmosfääri ka üleküllastumisel (seotud temperatuuriga ja intensiivse fotosünteesiga) või vooluveekogude kaudu.
Hapniku kontsentratsioon kõigub järvedes enamasti vahemikus 0-14 mg/l, kuid esineb ka märkimisväärseid aastaajalisi ja ööpäevalisi kõikumisi (joonis 4).
Hapniku kontsentratsioon kõigub järvedes enamasti vahemikus 0-14 mg/l, kuid esineb ka märkimisväärseid aastaajalisi ja ööpäevalisi kõikumisi (joonis 4).
Lahustunud mineraalainete sisalduse kasvamisel hapniku lahustuvus väheneb eksponentsiaalselt. Seda muutust tuleb arvestada riimvete ja soolajärvede puhul. Merevees (35 g/l) väheneb hapniku lahustuvus näiteks 20%. Pinnaveed on hapnikurikkamad, neis võib intensiivse fotosünteesi korral täheldada üleküllastust hapniku suhtes, sealjuures võib hapnikusisaldus tõusta 150, isegi 400 protsendini võrreldes normaalse lahustuvusega. Hapnikudefitsiiti täheldatakse tihti jääkatte perioodil, merede ja järvede põhjalähedastes kihtides ning reostunud vetes.
Hapnikusisaldus avaldab veekogule ja selle elustikule olulist mõju. Kalad suudavad pikemat aega taluda hapnikusisaldust 1-1,5 mg/l, kuigi külmalembesed liigid vajavad vähemalt 2,5-3,5 mg/l. Siiski kujuneb kaladel ja veeorganismidel üldse madala hapnikusisalduse juures välja stress, nad on tundlikud haiguste suhtes ja kasvavad aeglaselt. Reeglina on veeorganismide jaoks parim, kui küllastusaste ei lange alla 50 %. Veekogu osasid, kus hapniku kontsentratsioon langeb püsivalt alla 2 mg/l, peetakse juba anoksilisteks ja need piirkonnad on eukarüootide osas oluliselt vaesunud.
Hapnikusisaldus avaldab veekogule ja selle elustikule olulist mõju. Kalad suudavad pikemat aega taluda hapnikusisaldust 1-1,5 mg/l, kuigi külmalembesed liigid vajavad vähemalt 2,5-3,5 mg/l. Siiski kujuneb kaladel ja veeorganismidel üldse madala hapnikusisalduse juures välja stress, nad on tundlikud haiguste suhtes ja kasvavad aeglaselt. Reeglina on veeorganismide jaoks parim, kui küllastusaste ei lange alla 50 %. Veekogu osasid, kus hapniku kontsentratsioon langeb püsivalt alla 2 mg/l, peetakse juba anoksilisteks ja need piirkonnad on eukarüootide osas oluliselt vaesunud.