Lahustunud hapniku jaotumine järvedes
Hapniku hulk veesambas ei saa enamasti olla homogeenne, kuna gaaside difusioon seisvas vees on väga aeglane. Veemassi gaasikoostise tasakaal atmosfääriga on saavutatav vaid vee intensiivsel ja turbulentsel läbisegunemisel. Seega ühtlustab tuule mõju gaasijaotuse veesambas vaid madalates polümiktilistes järvedes või kihistuvates järvedes segunemisperioodidel. Viimastes kujuneb tasakaal välja paari päeva jooksul, kuid väga sügavates järvedes ei pruugi veesammas tasakaaluni jõuda, sest enne toimub juba termiline kihistumine. Lisaks esineb seisuveekogudes alati lokaalseid hapnikutootjaid ja -tarbijaid, kes olulisel määral muudavad hapniku horisontaalset ja vertikaalset jaotust.
Vertikaalse hapnikujaotuse iseärasusi kihistunud järvedes on mõistlik vaadelda dimiktiliste järvede näitel, kuna see kihistumistüüp on järvede koguarvus kõige levinum. Kevadise ja sügisese tsirkulatsiooni ajal on veetemperatuuri (4 °C) ja hapniku jaotus pinnalt põhjani ühtlane (joonis 9) ning hapniku küllastusaste 100% lähedal (12-13 mg/l).
Vertikaalse hapnikujaotuse iseärasusi kihistunud järvedes on mõistlik vaadelda dimiktiliste järvede näitel, kuna see kihistumistüüp on järvede koguarvus kõige levinum. Kevadise ja sügisese tsirkulatsiooni ajal on veetemperatuuri (4 °C) ja hapniku jaotus pinnalt põhjani ühtlane (joonis 9) ning hapniku küllastusaste 100% lähedal (12-13 mg/l).
Reaalsetes järvedes kujuneb eufootilises kihis siiski kerge üleküllastus ja afootilises kihis jääb hapniku hulk veidi madalamaks suhtelisest küllastuskontsentratsioonist. Suvel ja talvel kujunevad välja erinevused pinna- ja põhjakihi vahel – tekib temperatuuri- ja hapniku jaotuse dihhotoomia, mis hapniku puhul sõltub veekogu toitelisusest. Sügisel, kui epilimnion jahtub, kasvab seal taas hapnikusisaldus ning temperatuuri ühtlustumise tulemusena võimalik tsirkulatsioon võrdsustab taaskord hapniku kontsentratsioon kogu veemassis.
Suvise hapnikujaotuse oligotroofsetes järvedes määravad peamiselt füüsikalised tegurid. Epilimnioni soojenemisel langeb seal hapniku kontsentratsioon, kuid hüpolimnioni temperatuur ja hapniku sisaldus jäävad ligikaudu kevadise tsirkulatsiooni tasemele. Sellist võrdlemisi teoreetilist hapnikujaotust, kus küllastusaste on pidevalt 100% lähedal, nimetatakse ortograadseks profiiliks (joonis 10).
Suvise hapnikujaotuse oligotroofsetes järvedes määravad peamiselt füüsikalised tegurid. Epilimnioni soojenemisel langeb seal hapniku kontsentratsioon, kuid hüpolimnioni temperatuur ja hapniku sisaldus jäävad ligikaudu kevadise tsirkulatsiooni tasemele. Sellist võrdlemisi teoreetilist hapnikujaotust, kus küllastusaste on pidevalt 100% lähedal, nimetatakse ortograadseks profiiliks (joonis 10).
Looduses on selline jaotus kohatav vaid erakordselt madala produktiivsusega järvedes. Eutroofsetes järvedes kasutatakse hüpolimnioni hapnikuvarud kiiresti ära ja seal kujuneb välja hapnikupuudus. Epilimnionis leiavad aset hapnikusisalduse suured ööpäevased kõikumised ja intensiivse fotosünteesi ajal võib tekkida tugev mitmesaja protsendini ulatuv üleküllastus. Sellist hapniku jaotust nimetatakse klinograadseks profiiliks (joonis 11).
Hapnikusisalduse languse hüpolimnionis põhjustab orgaanilise aine biokeemiline (hingamine, lagundamine) ja keemiline oksüdeerimine ning redutseeritud anorgaaniliste ühendite suur hulk. Eriti kiiresti tarvitatakse hapnik ära sette poorivees, kus bakterite hapnikutarve on suurim ja kuhu hapnik difundeerub kõige aeglasemalt. Üleminekul aeroobsetelt tingimustelt anaeroobsetele muutub tihti märkimisväärne osa järve põhjast ja veemassist loomadele ja taimedele kasutamatuks. Samaaegselt toimuvad suured muutused mikroobikoosluses. Anaeroobsetes tingimustes aeglustub orgaanilise aine lagunemine tunduvalt. Stratifikatsiooniperioodil on siiski mõned võimalused atmosfäärist isoleeritud hüpolimnioni aereerimiseks. Olulist osa selles etendavad lühikesed siselained, mis hõlbustavad hapniku difundeerumist sügavamatesse veekihtidesse. Ka Fe3+ ja Mn4+ oksiidide transport võib kõne alla tulla aereerimisviisina. Nimetatud oksiidid on vähelahustuvad ja settivad veesambast välja, kuid redutseeritakse hüpolimnionis, muutes uuesti lahustuvaks, mis annab neile epilimnionisse kandumise võimaluse. Meeles tasub ka pidada, et humiinaineterikastes rabajärvedes, kus valdab orgaanilise aine fotooksüdatiivne ja bakteriaalne lagundamine, jääb hapnikusisaldus isegi epilimnionis küllastustasemest tunduvalt madalamaks.
Talvel lõpeb jääkatte tõttu gaasivahetus atmosfääriga. Vähetoitelistes järvedes säilib hapnikujaotuses sügisene olukord, eutroofsetes järvedes aga tekib alates põhjasetete pinnast hapniku kontsentratsiooni langus (joonis 12). Järvede talvine hapnikurežiim sõltub järve sügavusest, jää-alustest valgustingimustest ja kergestilaguneva orgaanilise aine hulgast vees ja pindmises settekihis.
Talvel lõpeb jääkatte tõttu gaasivahetus atmosfääriga. Vähetoitelistes järvedes säilib hapnikujaotuses sügisene olukord, eutroofsetes järvedes aga tekib alates põhjasetete pinnast hapniku kontsentratsiooni langus (joonis 12). Järvede talvine hapnikurežiim sõltub järve sügavusest, jää-alustest valgustingimustest ja kergestilaguneva orgaanilise aine hulgast vees ja pindmises settekihis.