Газы, из которых состоит воздух, мы находим в воде в других концентрациях: азот, кислород, аргон и двуокись углерода (см. таблицу па стр. 25). Газообразный азот растворяется в воде согласно физическим законам для газов. Он не участвует в химических реакциях, но принимает участие в биологических процессах. Так же пассивно ведет себя инертный газ аргон.
Кислород, необходимый для всех жизненных процессов, следует тем же физическим законам, что и азот. Кислород вступает в интенсивный биологический цикл и является газом для дыхания, всех живых существ за исключением некоторых бактерий. Двуокись углерода, напротив, участвует как в химических, так и в биологических процессах.
Между водой, грунтом и атмосферой происходит постоянный газовый обмен
Газообмен между водой и атмосферой происходит преимущественно на поверхности воды. Газы, такие, как CO2, выделяются из недр Земли и также поглощаются водой. Если вода вытекает из источников в земле, то она также вступает во взаимодействие с атмосферой. Вещества, имеющиеся в воде в избытке, такие, как угольная кислота, переходят в атмосферу. Другие газы, которых нет в воде или есть только в незначительном количестве, напротив, поглощаются. На поверхности воды происходит газообмен с помощью диффузии.
Концентрация определенного газа в воздухе находится в балансе с концентрацией этого же газа в жидкости. Если каким-либо образом концентрация газа в растворе становится более высокой, то на поверхности волы происходит газообмен до тех пор, пока равновесие снова не будет достигнуто. Вода, напротив, поглощает из воздуха значительные количества газов, концентрация которых в воде слишком низка. Концентрация, при которой газообмен приходит к равновесию, называется точкой насыщения. Граница раздела вода/воздух может представлять собой не только ровное водное зеркало. В частности, движение волн, быстрые течения, водопады и, прежде всего, медленно восходящие пузырьки газов приводят, как показано в таблице на стр. 25, к увеличению пограничной поверхности и, таким образом, к интенсивному газообмену в обоих направлениях. Чем быстрее вода передвигается, тем больше становится пограничная поверхность между водой и воздухом, и тем более интенсивным будет массообмен между водой и воздухом, например, в быстром потоке. Это приводит к увеличению поглощения кислорода на порядок по сравнению с поверхностью спокойного озера. Таблица на стр. 25 внизу показывает значения насыщаемости воды кислородом, азотом и двуокисью углерода. Очевидно, что содержание кислорода и азота в воде значительно ниже, чем в воздухе, в то время как двуокись углерода в этих средах имеет примерно равные концентрации. Отметим, что кислорода в воде содержится мало. Это приводит к тому, что живые существа должны предпринимать значительные усилия, чтобы поглощать его в достаточном количестве.
Обогащение кислородом различных водоемов
| Степень насыщения | 100% | 80% | 60% | 40% | 20% | 0% | Единицы измерения |
| Маленький пруд | 0 | 0,3 | 0,6 | 0,9 | 1,2 | 1,5 | г/м2 сутки |
| Большое озеро | 0 | 1,0 | 1,9 | 2,9 | 3,8 | 4,8 | г/м2 сутки |
| Медленно текущая река | 0 | 1,3 | 2,7 | 4,0 | 5,4 | 6,7 | г/м2 сутки |
| Большая река | 0 | 1,9 | 3,8 | 5,8 | 7,6 | 9,6 | г/м2 сутки |
| Быстротекущие воды | 0 | 3,1 | 6,2 | 9,3 | 12,4 | 15,5 | г/м2 сутки |
| Быстрые потоки | 0 | 9,6 | 19,2 | 28,6 | 38,4 | 48 | г/м2 сутки |
Содержание газов в воздухе,
пресной и морской воде
| Атмосфера | Пресная вода | ||||||||
| 0 °C | 0 °C | 10 °С | 30 °С | ||||||
| см3/л | мг/л | об.% | см3/л | мг/л | см3/л | мг/л | см3/л | мг/л | |
| Азот | 780,9 | 976,52 | 78,09 | 18,10 | 22,63 | 14,60 | 18,26 | 10,98 | 13,73 |
| Кислород | 209,5 | 299,38 | 20,95 | 10,29 | 14,70 | 8,02 | 11,46 | 5,57 | 7,96- |
| Аргон | 9,3 | 16,59 | 0,93 | 0,54 | 0,96 | 0,42 | 0,75 | 0,30 | 0,54 |
| Двуокись углерода | 0,3 | 0,59 | 0,03 | 0,52 | 1,03 | 0,36 | 0,71 | 0,20 | 0,40 |
| Морская вода 35‰ | |||||||||
| Азот | 780 9 | 976 52 | 78,09 | 14,04 | 17,56 | 11,72 | 14,66 | 9,08 | 11,35 |
| Кислород | 209,5 | 299,38 | 20, 95 |
8,04 | 11,49 | 6,41 | 9,16 | 4,50 | 6,43 |
| Аргон | 9,3 | 16,59 | 0, 93 |
0,41 | 0,73 | 0,31 | 0,55 | 0,18 | 0,32 |
| Двуокись углерода | 0,3 | 0,59 | 0,03 | 0,44 | 0,87 | 0,31 | 0,61 | 0,18 | 0,36 |