溶解氧是水环境健康的重要参数之一。在世界许多河口区和沿岸海域，夏季常常发生底层缺氧。若水中溶解氧浓度低至2～3 mg/L，成年鱼会死亡，孵卵生境遭到破坏，渔业资源将会衰退;同时，由于表层沉积物的氧化性环境遭到破坏，原先积聚在沉积物中的有毒、有害化学物质可能重新活化，释放到水柱中，造成二次污染。因此，缺氧现象的存在，对其海区的生态系统变化有着重要影响。


在水生态环境中，尽管底泥耗氧是一个非常重要的参数，然而，目前其并不存在一个标准的测量方法。一般而言，测算底泥耗氧的方式有实验室测定和现场观测两种。其中主要有如下3类方法:实验室/现场沉积物培养法、底层扩散边界层氧气含量剖面(微剖面)、水底涡动研究法。


箱式培养法(或称箱式孵化法)


箱式培养法是在密闭系统中对一定面积的沉积物及一定体积的上覆水所构成的水-沉积物系统进行培养，在培养过程中，运用马达等设备模拟现场条件使上覆水产生一定的搅动或循环运动。在培养一定时间后，根据水体中溶氧浓度随时间的变化过程来计算底泥耗氧量。


箱式培养法分现场培养和实验室培养两种方式。现场培养法是直接将箱式孵化器(底部开口)垂直投入到底沉积物表面，并使之嵌入到沉积物中形成一个密闭的环境，以便于现场培养的进行。通过箱体内部的溶氧微电极观测孵化器内部溶氧变化过程，从而求得底泥耗氧速率。实验室培养则需在现场采集原样沉积物或表层沉积物样品，采取一定的保护措施(如惰性气体保护等)，并尽快返回实验室在可控的条件下进行培养，从而获得底泥耗氧速率。


根据不同的需要，研究者设计了多种形状的培养箱，如正方形、长方形、圆柱形等;体积自0.1～125 L不等;材料则采用树脂玻璃、丙烯酸塑料、光纤玻璃、塑胶材料、金属材料、玻璃等。在实验室培养中，多数研究者采用沉积物原样进行培养，也有部分研究者采用艾克曼挖泥器等获得的表层沉积物。


在培养过程中，多数研究者采用了水扰动装置，或内部扰动，或添加外部泵构建水循环系统，然而也有少数研究者采用静水系统进行培养。此外，对于培养系统中溶氧的浓度监测，有的研究者采用微电极技术连续观测，有的则只进行首尾两点的观测。



底层扩散边界层氧气含量剖面(微剖面)——水沉积物界面研究系统

采用微电极技术的微剖面法存在实验室测量和水下原位测量两种。实验室内测量，适合研究浅水沉积物。将样品柱带到实验室，然后用微电极穿刺测量，建议用马达微电极推进器来操作，方便快速测量。水下原位测量，适合研究较深的海底，最好配水下摄像机。之后，根据Fick定律来计算沉积物—水界面氧气的交换通量，从而求得底泥耗氧能力。


水底涡动研究法

水底涡动研究法是近几年新发展出来的方法，其采用微电极技术，在10～15 min内对垂直速度和氧浓度积分，可以估算通过水平面的沉积物—水的氧气净交换量，从而评估反应沉积物的产量和消耗量，其克服了现有方法的限制(微剖面、原位箱式)，空间精度高，使用方便。然而，水底涡动研究法对仪器设备要求较高，且主要应用于渗透性的沉积物，因此目前的应用面尚不高。