Oxygène dissous

Définition

L'oxygène dissous (OD) fait référence au niveau d'oxygène libre et non composé présent dans l'eau ou d'autres liquides. Les plans d'eau reçoivent de l'oxygène de l'atmosphère et des plantes aquatiques. L'eau courante, comme celle d'un cours d'eau rapide, dissout plus d'oxygène que l'eau calme d'un étang ou d'un lac.

L'oxygène dissous pénètre dans l'eau par absorption directe de l'atmosphère, par déplacement rapide ou comme déchet de la photosynthèse des plantes. La température et le volume d'eau en mouvement affectent les niveaux d'oxygène dissous.

L'oxygène dissous dans l'eau en fonction de la température :

L'oxygène dissous varie avec la température de l'eau (eau douce ou eau salée) : plus la température est élevée, moins l'oxygène dissous est disponible.

Explications

La teneur en oxygène dissous (oxygène moléculaire, oxygène libre, dioxygène ou oxygène gazeux O₂) est un paramètre important qui gouverne la majorité des processus biologiques des écosystèmes aquatiques. L'oxygène se dissout plus facilement dans l'eau plus froide que dans l'eau plus chaude.

✅ L'oxygène dissous se réfère au niveau d'oxygène libre, non composé, présent dans l'eau ou d'autres liquides. C'est un paramètre biologique (et chimique) important dans l'évaluation de la qualité de l'eau en raison de son influence sur les organismes vivant dans un plan d'eau. En limnologie (l'étude des lacs), l'oxygène dissous est un facteur essentiel, suivi de l'eau elle-même. Un niveau d'oxygène dissous trop élevé ou trop bas peut nuire à la vie aquatique et à la qualité de l'eau. La valeur est mesurée par un oxymètre.

L'oxygène libre est de l'oxygène qui n'est lié à aucun autre élément. L'oxygène dissous est la présence de ces molécules d'O₂ libres dans l'eau. La molécule d'oxygène liée dans l'eau H2O est dans un composé et ne compte pas dans les niveaux d'oxygène dissous. On peut imaginer que les molécules d'oxygène libres se dissolvent dans l'eau de la même manière que le sel ou le sucre quand il est agité.

⭐ Voir aussi la demande biologique en oxygène.

🚩 Un apport suffisant en oxygène dissous est essentiel à la qualité de l'eau et à toutes les formes de vie. Les niveaux d'oxygène dissous inférieurs à 5,0 mg/L causent un stress à la vie aquatique. Des concentrations plus basses provoquent plus de stress. Des niveaux d'oxygène inférieurs à 1–2 mg/L pendant quelques heures peuvent causer la mort de gros poissons.

La concentration en oxygène dissous est la résultante des facteurs physiques, chimiques et biologiques suivants :

1. Échanges à l'interface air-océan.
2. diffusion et mélange au sein de la masse d'eau.
3. Utilisation dans les réactions d'oxydation chimique (naturelles ou anthropiques).
4. Utilisation par les organismes aquatiques pour la respiration (ce qui inclut au sens large la dégradation bactérienne des matières organiques) et pour la nitrification.
5. Production oxygénique in situ par la photosynthèse.

Le pourcentage d'oxygène par rapport à la saturation doit également être pris en compte. La dissolution de l'oxygène dans l'eau est en effet régie par des lois physiques et dépend de la pression atmosphérique, de la pression de vapeur saturante, de la température de l'eau, de la salinité.

Pour une valeur donnée de chacun de ces paramètres, la solubilité maximale de l'oxygène dans l'eau est appelée saturation. Tous les processus exclusivement mécaniques d'échange eau-atmosphère, tels que l'effet du vent ou de la houle, le ruissellement et le bullage, tendent à porter l'eau à son niveau de saturation en oxygène. Les états de sous-saturation et sursaturation ne peuvent donc être induits que par les phénomènes physico-chimiques, chimiques et biologiques sus-cités.

La solubilité de l'oxygène dans l'eau diminue en fonction de la salinité et de la température. À 20 °C, la solubilité de l'oxygène est de 9 mg/l dans l'eau douce et de 7,4 mg/l dans de l'eau salée à 35 ‰. Ce sont les processus biologiques qui ont généralement une influence prépondérante sur les concentrations en oxygène dans l'eau. Ainsi, dans les estuaires, des zones d'accumulation de détritus carbonés en décomposition peuvent devenir totalement anoxiques; la nitrification de l'azote ammoniacal est également une source importante de déficit en oxygène.

Par ailleurs, en zone eutrophe, des développements importants de phytoplancton ou de macroalgues peuvent engendrer des sursaturations diurnes atteignant 150 voire 200 %.

✅ Contrairement aux lacs, où les niveaux d'OD sont plus susceptibles de varier verticalement dans la colonne d'eau, l'OD des rivières et des cours d'eau change plus horizontalement le long du cours de la voie navigable. Cela est particulièrement vrai dans les cours d'eau plus petits et moins profonds. Dans les rivières plus grandes et plus profondes, une certaine stratification verticale de l'oxygène dissous peut survenir.

En rapport avec "oxygène dissous"

• taux d'oxygène dissous à saturation

  

  Le taux d'oxygène dissous à saturation indique la concentration d'oxygène dissous dans l'eau à l'équilibre avec l'air atmosphérique à pression barométrique...

• besoins en oxygène

  

  Les besoins en oxygène correspondent à la quantité d'oxygène nécessaire à la vie et au développement optimum d'un organisme d'un point de vue biologique.

• déficit en oxygène

  

  Un déficit en oxygène est la différence entre les concentrations d'oxygène observées et la concentration qui serait présente à 100 % de saturation.

• dégagement d'oxygène

  

  Le dégagement d'oxygène est le processus consistant à générer de l'oxygène moléculaire au travers d'une réaction chimique.