Насыщение кислородом (символ S O 2 ) является относительной мерой концентрации кислорода , который растворен или переносится в данной среде как доля максимальной концентрации, которая может быть растворена в этой среде при данной температуре. Его можно измерить с помощью зонда растворенного кислорода, такого как датчик кислорода или оптод в жидких средах, обычно воде. [1] Стандартная единица измерения насыщения кислородом — процент (%).
Насыщение кислородом можно измерить регионально и неинвазивно. Насыщение артериальной крови кислородом (Sa O 2 ) обычно измеряется с помощью пульсоксиметрии . Насыщение тканей на периферическом уровне можно измерить с помощью NIRS . Этот метод можно применять как к мышцам, так и к мозгу.
В медицине насыщение кислородом относится к оксигенации , или когда молекулы кислорода ( O
2) попадают в ткани организма. В этом случае кровь насыщается кислородом в легких , где молекулы кислорода перемещаются из воздуха в кровь. Насыщение кислородом (( O
2) sats) измеряет процент мест связывания гемоглобина в кровотоке, занятых кислородом. Рыбы, беспозвоночные, растения и аэробные бактерии — все нуждаются в кислороде.
В водной среде насыщение кислородом представляет собой отношение концентрации «растворенного кислорода » (DO, O 2 ) к максимальному количеству кислорода, которое растворится в этом водоеме при температуре и давлении, которые составляют условия устойчивого равновесия. Хорошо аэрированная вода (например, быстро движущийся поток) без производителей или потребителей кислорода на 100% насыщена. [2]
Стоячая вода может стать несколько перенасыщенной кислородом (т. е. достичь более 100% насыщения) либо из-за присутствия фотосинтетических водных производителей кислорода, либо из-за медленного уравновешивания после изменения атмосферных условий. [2] Стоячая вода в присутствии разлагающегося вещества обычно будет иметь концентрацию кислорода намного меньше 100%, что связано с тем, что анаэробные бактерии гораздо менее эффективны в разложении органического материала. [ необходима цитата ] [3] Аналогично воде, концентрация кислорода также играет ключевую роль в разложении органического вещества в почвах. Более высокое насыщение кислородом позволяет сохраняться аэробным бактериям, которые разлагают разлагающийся органический материал в почвах гораздо эффективнее, чем анаэробные бактерии. [4] Таким образом, почвы с высоким насыщением кислородом будут иметь меньше органического вещества на единицу объема, чем почвы с низким насыщением кислородом. [4]
Окружающая среда оксигенируется может быть важна для устойчивости конкретной экосистемы . Агентство по охране окружающей среды США опубликовало таблицу максимальной равновесной концентрации растворенного кислорода в зависимости от температуры при атмосферном давлении. [5] Оптимальный уровень растворенного кислорода в эстуарии составляет более 6 ppm. [6] Недостаток кислорода ( экологическая гипоксия ), часто вызванный разложением органического вещества и/или загрязнением питательными веществами , может возникать в водоемах, таких как пруды и реки , что приводит к подавлению присутствия аэробных организмов, таких как рыба . Деоксигенация увеличивает относительную популяцию анаэробных организмов, таких как растения и некоторые бактерии , что приводит к гибели рыбы и другим неблагоприятным событиям. Конечный эффект заключается в изменении баланса природы за счет увеличения концентрации анаэробных видов над аэробными .