Гипоксия (окружающая среда)
Гипоксия относится к условиям низкого содержания кислорода . Обычно 20,9% газа в атмосфере составляет кислород. Парциальное давление кислорода в атмосфере составляет 20,9% от общего барометрического давления. [3] В воде уровень кислорода намного ниже, примерно 7 частей на миллион или 0,0007% в воде хорошего качества, и колеблется локально в зависимости от присутствия фотосинтезирующих организмов и относительного расстояния до поверхности (если в воздухе больше кислорода, будет диффундировать по градиенту парциального давления ). [4]
Атмосферная гипоксия возникает естественным образом на больших высотах . Общее атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты, вызывая более низкое парциальное давление кислорода, что определяется как гипобарическая гипоксия. Кислород остается на уровне 20,9% от общей газовой смеси, в отличие от гипоксической гипоксии , когда процентное содержание кислорода в воздухе (или крови) снижается. Это часто встречается в запечатанных норах некоторых подземных животных, таких как блесмолы . [5] Атмосферная гипоксия также является основой высотной тренировки , которая является стандартной частью тренировок элитных спортсменов. Некоторые компании имитируют гипоксию, используя нормобарическую искусственную атмосферу .
Кислородное истощение — это явление, которое происходит в водной среде, когда концентрация растворенного кислорода ( DO ; молекулярный кислород, растворенный в воде) снижается до точки, при которой он становится вредным для водных организмов, живущих в системе. Растворенный кислород обычно выражается в процентах от кислорода, который растворился бы в воде при преобладающей температуре и солености (оба фактора влияют на растворимость кислорода в воде; см. Насыщение кислородом и под водой ) . Водная система, в которой отсутствует растворенный кислород (насыщение 0%), называется анаэробной, восстановительной или бескислородной ; система с низкой концентрацией - в диапазоне от 1 до 30% насыщения - называетсягипоксический или дисоксический . Большинство рыб не могут жить при насыщении ниже 30%, поскольку они полагаются на кислород для получения энергии из своих питательных веществ. Гипоксия приводит к нарушению воспроизводства оставшихся рыб за счет эндокринных нарушений . [6] «Здоровая» водная среда редко должна быть насыщена менее чем на 80%. Экзаэробная зона находится на границе аноксической и гипоксической зон.
Гипоксия может возникать во всей толще воды, а также на больших высотах, а также вблизи отложений на дне. Обычно он распространяется на 20-50% водной толщи, но зависит от глубины воды и расположения пикноклинов (быстрых изменений плотности воды с глубиной). Это может происходить в 10-80% водной толщи. Например, в 10-метровом столбе воды он может достигать глубины до 2 метров от поверхности. В 20-метровом столбе воды он может простираться до 8 метров ниже поверхности. [7]
Гиполимнетическое истощение кислорода может привести как к летним, так и к зимним «убийствам». Во время летней стратификации поступающие или органические вещества и отложения первичных продуцентов могут увеличивать интенсивность дыхания в гиполимнионе . Если истощение кислорода становится экстремальным, аэробные организмы, такие как рыба, могут погибнуть, что приведет к так называемому «летнему убийству». [8] Те же явления могут происходить и зимой, но по разным причинам. Зимой лед и снежный покров могут ослабевать.света и, следовательно, снижают скорость фотосинтеза. Замерзание озера также препятствует взаимодействию воздуха и воды, которое обеспечивает обмен кислорода. Это создает недостаток кислорода, в то время как дыхание продолжается. Когда кислород сильно истощается, анаэробные организмы могут погибнуть, что приведет к «зимней гибели». [8]
