氧和水

氧以何种方式和何种形式与水发生反应?

气态氧不与水反应。它是水溶性的，是一种氧化剂:

O₂+ 2小时₂O + 4e^--> 4哦^-

氧可以氧化有机物。这主要是一个生物过程。每一种化合物都有自己的反应机理，可以用电子天平来描述。例子如下(H₂O被排除):

菲^{2 +}+ 0,25 o₂- > Fe(哦)_3.+ 2,5 h⁺
锰^{2 +}+ O₂- > MnO₂+ 2小时⁺
NH₄⁺+ 2 o₂- - - - - - >没有_3.^-+ 6小时⁺
CH₄+ 2 o₂- >有限公司₂+ 4小时⁺

这些机理表明铵和甲烷吸附了大量的氧气，由此产生的氧化反应形成了或多或少的酸。在正常情况下，水中的酸与HCO反应_3.^-，形成CO₂．
氧原子是非常活泼的，几乎与所有其他元素形成氧化物，除了氦，霓虹灯，氩而且氪．还有大量的化合物与水发生反应。

氧和氧化合物的溶解度

氧在25的溶解度^oC和压力= 1巴是在40毫克/升的水。在正常成分的空气中，氧气分压为0.2 atm。这导致40的溶解^．0.2 = 8毫克O₂/L在与空气接触的水中。
氧的溶解度强烈地依赖于温度，在较高的温度下溶解度下降。氧的溶解度与溶解固体的数量呈负相关。因此，氧气在淡水中的溶解度比在海水中的溶解度高1-3毫克/升，这取决于温度。
山区河流和湖泊的饱和常数通常比低地低，因为它与压力有关。

为什么氧气存在于水中?

如前所述，当水与空气接触时，氧气自然溶解。氧气在商业上也有应用。用于工业用途，每年从空气中提取约1亿吨稀土元素。在总量中，55%用于钢铁生产，25%用于化学工业，其余用于医院、启动导弹和切割金属。罗马尼亚瑞士赔率在化学工业中，氧气和乙烯罗马尼亚瑞士赔率发生反应，产生的环氧乙烷用作防冻剂和聚酯。氧是高活性的，因此可以用来分解有害物质。也可用作漂白剂。臭氧化合物中的氧用于饮用水消毒。在工业上使用氧气时，水不会被氧气污染。

水中氧气对环境有什么影响?

氧能氧化其他物质。这发生在火灾中，但也发生在生物体中，在细菌破坏和金属转化过程中。
所有的动植物都需要氧气来呼吸。氧是非常重要的，因为它是DNA和几乎所有其他具有生物学意义的化合物的一部分。在肺里氧气是固定的铁原子;血红蛋白的中心元素。共200厘米^3.通过这种机制，大量的氧气可以溶解在血液中，其数量明显超过了水溶性的数量。氧气和能量储备一起引起肌肉活动和热量产生。这个过程释放二氧化碳，被排放出来，然后被植物吸收。植物在光合作用时产生额外的氧气。植物含氧量在4.1 - 4.4%之间(干质量)。
溶解氧是水体稳定和水生生物生存的重要决定因素。微生物可以利用氧气分解水中的有机物。单位时间的耗氧量以BOD(生化需氧量)表示。有机污染物可能会对水中生物产生负面影响，因为它们会降低BOD。热污染也会引起同样的问题，因为在温暖的水中氧的溶解度较低。这可能是冷却水排放到地表水的结果。
在富营养化的湖泊和相对封闭的海域，氧浓度随着深度的增加而急剧下降。在某些情况下，甚至可能是无氧的。温度对水中氧浓度的影响和环境影响的自然例子是湖泊温度的季节性变化。在冬天，各处的水都有相同的温度和氧浓度。在夏季水体表层比深层温度高，导致氧溶解度较低。在表层的藻类和植物则相反。它们在高温下产生大量的氧气，使水变得含氧饱和。这些植物很快就会死亡，并被微生物利用氧气分解，而氧气现在在水源的表层丰富。然而，有机物经常沉淀并作为沉积物留在水体底部。这可能会导致分解导致缺氧。 When an ecological equilibrium is established in lakes, these problems may be solved. However, when discharge, over fertilization, etc. add nutrient that must be decomposed and increase algal blooms, oxygen concentration may decrease to a level where no organism survives. This phenomenon is commonly known as富营养化(富营养化=营养丰富，寡营养化=营养贫乏)。鱼的临界氧浓度为4毫克氧₂/ L水。
作为纯O₂氧气的释放量通常不会对任何需氧生物造成危害。理论上，这样的浓度是可以获得的，而且临界分压因物种而异。
氧原子存在于许多有毒的有机和无机化合物中。有毒化合物包括超氧化物和过氧化物。有些物质在水中的低氧条件下是有毒的，因为生物的呼吸增加，因此物质被更快地吸收。对于强制性厌氧生物来说，高浓度的氧是有毒的。
臭氧在对流层中是一种环境污染物。在平流层中，它是反射太阳紫外线辐射的保护层。没有臭氧层，地球上就不可能有生命。许多植物品种容易受到空气中高浓度臭氧的影响。这并不表现为明显的压力症状，而是表现为生长限制。
氧有三种稳定同位素和五种不稳定同位素。

水中的氧气对健康有什么影响?

人体内的总氧浓度约占体重的60%。这个值可能变化很大，因为它主要存在于水分子中。
正如前面对其他生物所解释的那样，人类通过肺吸收氧气，然后通过血液转移到各个器官。它由非常细的毛细血管输送。氧原子是羟基、羰基和其他官能团的一部分。它通过与血红蛋白结合的血液运输，随后在肌红蛋白中储存在肌肉中。饮用水中氧气的存在是有利的，因为它有助于在金属输水管道内部形成保护涂层。这需要浓度为6-8 mg/L。
氧自由基是癌症和心血管疾病等衍生疾病的罪魁祸首。
当空气中含氧量低于3%时，通常会窒息而死。浓度低于7%时，人可能会失去意识。过量的氧气可能是致命的。呼吸纯氧的运动潜水员经常抽筋。在恒温箱中吸入过多氧气的婴儿通常会失明。
氧气如臭氧会损害肺。氧的有毒形式包括超氧化物、过氧化物和羟基自由基。

哪些净水技术可以用于去除水中的氧气?

人们想从水中去除氧气的原因之一是氧气可能会腐蚀水管。例如，各种物理和化学过程都可以解决这个问题离子交换树脂．这种方法的基本原理是之间的反应氢氧:2H₂+ O₂- > 2 h₂这个反应可以被各种化合物去催化，使其自发结束。当有足够量的氢存在时，赋钯离子树脂可以降低水中氧的浓度。联氨是另一种可能的还原化合物，可用于代替氢:O₂+ N₂H₄- > N₂+ 2小时₂O。
一种更简单的方法是热除氧，但不能适用于所有场合。在蒸发温度下，气体在水中的溶解度为零。热脱气原理就是基于这一事实。这些功能在轻微过压(高达5巴)下作为压力脱气机，或在轻微过压下作为真空脱气机。
另一方面，氧对水体的富集有助于污染物的去除。这可以通过人工来实现曝气例如，将水引入级联，通过表面曝气器冲洗水，通过压力过滤器插入空气，通过增加水流增加空气(例如在文丘里)，或通过纯氧曝气。曝气适用于水净化植物，也在宽阔的河流。
氧具有清洁作用，因为它对微生物是必不可少的，因为它能氧化化合物。因此，水污染是用BOD或COD(化学需氧量)来表示的。
常用的按需出版₅值表示微生物在20时5天内施加的氧气浓度^oC在好氧环境中，将有机物转化为二氧化碳、水和新的生物量。用mg O表示₂每升废水。用这个数字乘以废水的体积就得到了有害物质的数量。的生化需氧量₅每单位时间被称为BOD负荷。由于测量时间短，几乎不排除可分解物质。
COD是指每升废水中氧化所有可氧化物质所需的氧量(毫克)。这不仅包括容易分解的有机物，也包括难以分解和持久的化合物(例如有机氯化合物)，因而超过需要量₅价值。
臭氧可申请水净化，例如游泳池或饮用水消毒．它是一种比氯气更强的消毒剂，但对细菌的保护只持续很短的时间。臭氧是氧的一种不稳定形式，因此能迅速转化为氧₂这是有利的，因为臭氧会损害肺。

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