Automatyczne, całodobowe pomiary parametrów fizyko-chemicznych wody Odry i Wisły
Na wyznaczonych stanowiskach prowadzone są stałe pomiary czterech parametrów
Natlenienie wód określa ilość tlenu w wodzie. Może być ono mierzone jako ilość tlenu rozpuszczonego w jednostce objętości wody (stężenie tlenu, mg O2/l) lub jako procent nasycenia wody tlenem (tzw. saturacja).
Tlen rozpuszczony w wodzie pochodzi z atmosfery oraz fotosyntezy przeprowadzanej przez rośliny (zarówno makroskopowe, tzw. makrofity, jak i fitoplankton). Przenikanie tlenu z powietrza do wody zachodzi tylko na granicy zetknięcia się tych dwóch środowisk. Stąd wody stojące wchłaniają mniej tlenu niż wody płynące i te podlegające intensywnemu falowaniu. Ponadto, im głębszy zbiornik, tym bardziej niedotleniona warstwa przydenna.
Stężenie tlenu jest ściśle uzależnione od temperatury wody. Wraz ze wzrostem temperatury rozpuszczalność tlenu maleje. Przy temperaturze 0°C rozpuszczalność tlenu w wodzie słodkiej wynosi 14,6 mg O2/l, a przy 25°C już tylko 8,3 mg O2/l. Dla wody powierzchniowej o umiarkowanej temperaturze zawartość tlenu rozpuszczonego powinna mieścić się w granicach od 6,5 do 9,0 mg O2 /l, a nasycenie w zakresie około 80-120%. Ze względu na zapotrzebowanie ryb na tlen, jego zawartość w wodzie nie powinna wynosić mniej niż 4 mg O2/l.
Tlen zawarty w wodzie zużywany jest w procesach rozkładu materii organicznej przez bakterie, oddychania roślin i zwierząt oraz przemianach chemicznych takich jak m.in. utlenianie metanu czy amoniaku. Odgrywa również kluczową rolę w procesach oczyszczania wód. Okresy niedotlenienia wód to przede wszystkim upalne miesiące letnie, ze względu na wysoką temperaturę wody oraz mroźna zima, gdy warstwa lodu ogranicza przenikanie powietrza do wody. Zanieczyszczenie wód ma istotny wpływ na przyspieszone wyczerpywanie tlenu. Deficyt tlenowy powoduje natomiast zjawisko przyduchy, które w skrajnych przypadkach prowadzi do masowego wymierania organizmów wodnych.
Temperatura wody jest silnie uzależniona od warunków atmosferycznych. Jej pomiar służy jednak nie tylko do określenia, czy woda nadaje się do kąpieli. Temperatura wody wpływa również na rozpuszczalność substancji chemicznych, w tym tlenu. Warunkuje tempo i przebieg wielu procesów metabolicznych i biochemicznych w wodach. Jest jednym z głównych determinantów sezonowości zjawisk w ekosystemach wodnych. Temperatury wód śródlądowych na Ziemi mieszczą się w granicach od 0 do 40ºC, a w gejzerach może dochodzić nawet do 100ºC. Ze względu na temperaturę, wyodrębnia się trzy kategorie wód: wody zimne 0-14ºC, wody umiarkowane 15-25ºC i wody ciepłe – powyżej 25ºC. Większość wód Polski należy do wód umiarkowanych.
Temperatura może być też ważnym wskaźnikiem ostrzegawczym. Ścieki odprowadzane z zakładów przemysłowych i oczyszczalni, jak również nielegalne zrzuty ścieków surowych, często mają temperaturę wyższą niż temperatura wody w odbiorniku. Zmiany termiki wód mają istotne znaczenie dla funkcjonowania zespołów organizmów wodnych, ich fenologii, fizjologii, a nawet składu gatunkowego. Wzrost temperatury wody powoduje spadek jej lepkości i gęstości, co wpływa na zmianę aktywności lokomotorycznej organizmów planktonowych. W zbiornikach o podwyższonej temperaturze wód w wyniku odprowadzania podgrzanych wód np. z elektrowni, mogą pojawiać się gatunki obce.
Wartość pH wody jest miarą aktywności jonów wodorowych (ujemny logarytm dziesiętny ze stężenia molowego jonów wodorowych) i określa jej kwasowość lub zasadowość. Skala pH obejmuje zakres od 0 do 14, przy czym pH=7 wyznacza odczyn obojętny (neutralny). Taki odczyn ma woda chemicznie czysta. Woda o niskim pH jest określana jako kwaśna, a woda o wysokim pH jest zasadowa lub alkaliczna.
Wody powierzchniowe mają zwykle wartość pH pomiędzy 6,5 a 8,5, a gruntowe pomiędzy 6,0 a 8,5. Odczyn wody może się zmieniać w sposób naturalny, na przykład ze względu na geologię podłoża lub charakter szaty roślinnej zlewni. Niektóre rodzaje skał i gleby, na przykład wapienie, mogą neutralizować kwasowość bardziej efektywnie niż inne, takie jak np. granit. Obecność lasów (szczególnie iglastych) w zlewni może przyczyniać się do obniżenia odczynu ze względu na spływ kwasów humusowych (próchniczych) pochodzących z rozkładu materii organicznej. Również procesy biochemiczne w toni wodnej, takie jak fotosynteza czy rozkład materii organicznej wpływają na zmienność odczynu wód. Gwałtowne, skokowe zmiany pH w ciągu doby i jego nietypowo wysokie wartości często wiążą się z aktywnością fotosyntetyczną glonów. Jeśli towarzyszy im podwyższone nasycenie tlenem oraz spadające wartości azotu, głównie amonowego, może to świadczyć o zakwitach fitoplanktonu.
Działalność człowieka też ma wpływ na odczyn wód, głównie emisje dwutlenku siarki i tlenków azotu, które są przyczyną tzw. kwaśnych deszczy. Zanieczyszczenia chemiczne pochodzące z nieodpowiednio oczyszczonych lub nielegalnych zrzutów, także mogą powodować zakwaszenie wód. Dla większości organizmów wodnych odczyn kwaśny wywołuje negatywne skutki fizjologiczne, a spadek odczynu do pH około 4 jest śmiertelny dla ryb.
Przewodność elektrolityczna właściwa wody, zwana również przewodnością elektryczną lub konduktywnością, określa zdolność wody do przewodzenia prądu elektrycznego i wynika ze stopnia jej mineralizacji, czyli zasolenia. Przewodność wody rośnie wraz ze wzrostem zawartości rozpuszczonych w niej jonów (kationów i anionów). Woda destylowania praktycznie nie przewodzi prądu elektrycznego, natomiast woda morska o dużym zasoleniu i dużej ilości rozpuszczonych jonów, przewodzi prąd elektryczny bardzo dobrze (ma wysoką przewodność).
Przewodność elektrolityczna wody zależy od temperatury, dlatego (podobnie jak zawartość tlenu) powinna być kalibrowana dla jej konkretnej wartości. Zazwyczaj podawana jest w μS/cm dla temperatury 20°C.
Przewodność elektryczna wiąże się z twardością wody. Im bardziej twarda woda, czyli im więcej zawiera kationów wapnia Ca²⁺ i magnezu Mg²⁺, tym większa jest jej przewodność elektryczna. Twardość wody często jest cechą naturalną wód powierzchniowych i zależy od geologii podłoża i dominujących utworów geologicznych w zlewni. Oprócz wapnia i magnezu, za przewodność odpowiadają także jony chlorku, siarczany, azotany, jony amonowe, sód czy potas. Udział poszczególnych jonów może być zróżnicowany.
Wody naturalne, takie jak woda do picia czy wody powierzchniowe, mają przewodnictwo w dość szerokim zakresie około 100-1000 µS/cm. Duży wpływ na wartość przewodności wód powierzchniowych mają ścieki, przeważnie przemysłowe, których przewodność może sięgać 10 000 µS/cm i więcej.
