溶存酸素量

溶存酸素量（DO）とは

溶存酸素量（ようぞんさんそりょう）、またはDissolved Oxygen（DO）は、特定の水中に溶けている酸素の量を示す指標です。この指標は水質の重要な評価基準とされており、高い溶存酸素量は通常、健全な水環境を示します。これに対して、低い値は水質の劣化や生物への悪影響を示唆します。近年では、ppm（parts per million）から、mg/L（ミリグラムパーリットル）という単位が多く使われるようになっています。

溶存酸素量の測定方法

溶存酸素量は、複数の測定方法を用いて評価されます。主な方法には、以下のものがあります。

隔膜電極法

この方法は、酸素透過性プラスチックで覆われた電極を用います。試料の水に電極を浸すと、酸素分子が内部で拡散し、カソードで還元されることで流れる電流を測定します。この電流の強さは酸素分子の量に比例しており、これにより溶存酸素量を計算できます。隔膜電極法には定電位電解法とガルバニセル法があります。

ウインクラー法

溶存酸素量を測定する古典的な方法として知られるウインクラー法では、まず試料水に塩化マンガン溶液を加え、その後ヨウ化カリウムおよび水酸化ナトリウム混合溶液を加えます。この反応で生成される水酸化マンガンが水中の酸素と反応して沈澱します。最後に、遊離したヨウ素をチオ硫酸ナトリウムで滴定することで、酸素の量を定量します。

比色法

試料水に試薬を加え、発色の濃さを測る簡易的方法です。ただし有効数字が1桁程度と限られています。

飽和溶存酸素量

飽和溶存酸素量は、気圧や水温、塩分濃度などで変化します。高気圧や低水温の際には飽和度が高くなる傾向があります。

溶存酸素と水生生物の関係

水中における溶存酸素量は水生生物の生存に直結します。例えば、ほとんどの魚は酸素濃度が3 mg/L以上ないと生存が難しく、もし不足すると異常行動（口をぱくぱくする、逃避行動など）を示します。環境基準として、70µmol/kg以下の酸素量を生物活動に影響を与えないラインとしています。

水質との関わり

水域の溶存酸素量は、酸素がどのように溶け込むかとそれがどの程度消費されるかによって決まります。酸素の溶け込みは主に、気候条件や植物の光合成によるもので、消費は生物の呼吸によるものが主です。特に有機物が多い場合、微生物の繁殖により酸素が消費され、低下が見られます。

溶存酸素と金属の腐食

水中に曝露された金属部品の腐食には、溶存酸素が影響を与えることがあります。酸素は腐食を進行させる側面もありますが、時には金属表面に保護膜を形成して腐食を抑えることもあります。したがって、溶存酸素は金属の腐食に対して単独の影響を持つのではなく、他の多くの環境因子が相互に作用して複雑な関係を構築しています。

まとめ

溶存酸素量は水質の重要な指標であり、その測定は環境科学および水質管理において核心的な役割を果たします。水中の酸素が生物や化学反応に与える影響は大きく、環境条件や人為的要因によって変動するため、継続的な観察と分析が求められます。

もう一度検索