Насыщение кислородом (символ SO 2 ) представляет собой относительную меру концентрации кислорода , растворенного или переносимого в данной среде, как долю 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 оптода , в жидких средах, обычно в воде. [1] Стандартной единицей насыщения кислородом является процент (%).
Насыщение кислородом можно измерить регионально и неинвазивно. Сатурация артериальной крови кислородом (Sa O 2 ) обычно измеряется с помощью пульсоксиметрии . Насыщение тканей в периферическом масштабе можно измерить с помощью NIRS . Эту технику можно применять как к мышцам, так и к мозгу.
В медицине под насыщением кислородом понимают оксигенацию , или когда молекулы кислорода ( O
2) поступают в ткани организма. В этом случае кровь насыщается кислородом в легких , где молекулы кислорода попадают из воздуха в кровь. Насыщение кислородом (( O
2) sats) измеряет процент мест связывания гемоглобина в кровотоке, занятых кислородом. Рыбам, беспозвоночным, растениям и аэробным бактериям необходим кислород.
В водной среде насыщение кислородом представляет собой отношение концентрации «растворенного кислорода » (DO, O 2 ) к максимальному количеству кислорода, которое растворяется в этом водоеме при температуре и давлении, которые представляют собой условия устойчивого равновесия. Хорошо аэрированная вода (например, быстро движущийся поток) без производителей или потребителей кислорода является на 100% насыщенной. [2]
Застойная вода может несколько перенасыщаться кислородом (т.е. достигать насыщения более 100%) либо из-за присутствия фотосинтетических продуцентов водного кислорода, либо из-за медленного установления равновесия после изменения атмосферных условий. [2] Застойная вода в присутствии разлагающихся веществ обычно имеет концентрацию кислорода намного меньше 100%, что связано с тем, что анаэробные бактерии гораздо менее эффективно расщепляют органический материал. [ нужна цитата ] [3] Как и в воде, концентрация кислорода также играет ключевую роль в расщеплении органического вещества в почвах. Более высокое насыщение кислородом позволяет сохраняться аэробным бактериям, которые расщепляют разлагающийся органический материал в почве гораздо эффективнее, чем анаэробные бактерии. [4] Таким образом, почвы с высоким насыщением кислородом будут иметь меньше органического вещества на объем, чем почвы с низким насыщением кислородом. [4]
Насыщение окружающей среды кислородом может иметь важное значение для устойчивости конкретной экосистемы . Агентство по охране окружающей среды США опубликовало таблицу зависимости максимальной равновесной концентрации растворенного кислорода от температуры при атмосферном давлении. [5] Оптимальный уровень растворенного кислорода в устье реки превышает 6 частей на миллион. [6] Недостаток кислорода ( гипоксия окружающей среды ), часто вызванный разложением органических веществ и/или загрязнением питательными веществами , может возникать в водоемах, таких как пруды и реки , что приводит к подавлению присутствия аэробных организмов , таких как рыбы . Деоксигенация увеличивает относительную популяцию анаэробных организмов , таких как растения и некоторые бактерии , что приводит к гибели рыбы и другим неблагоприятным явлениям. Конечным результатом является изменение природного баланса за счет увеличения концентрации анаэробных видов по сравнению с аэробными .