4.2.2.1. Biến động theo ngày đêm
Ở sông, hồ, nước biển không ô nhiễm, sinh vật thuỷ sinh thường kém phát triển do đó các hoạt động sinh học xảy ra yếu ớt, hàm lượng khí CO2 chủ yếu bị chi phối bởi sự khuyếch tán từ khí quyển. Nồng độ thường < 5mg/l và những biến động theo mùa nhỏ.
Các ao nuôi thường giàu dinh dưỡng và sinh vật thuỷ sinh phát triển mạnh nên nguồn gốc của khí CO2 chủ yếu từ các hoạt động sinh học, tỷ lệ khí CO2
khuyếch tán từ không khí chiếm một tỷ lệ không đáng kể và chu kỳ biến động của nồng độ khí CO2 theo ngày thì hoàn toàn ngược lại với khí oxy, nồng độ khí CO2 cao nhất vào rạng sáng (4 – 6 giờ) và thấp nhất vào lúc 14-16 giờ.
Biên độ dao động phụ thuộc vào cường độ hoạt động của các quá trình quang hợp và hô hấp. Ao giàu dinh dưỡng tảo phát triển mạnh và cường độ chiếu sáng lớn thì sự dao động khí CO2 theo ngày mạnh và ngược lại. Nồng độ CO2
trong nước ao nuôi thông thường có phạm vi biến đổi rộng từ 0 mg/l vào buổi chiều đến 5 – 10 mg/l hoặc lớn hơn vào lúc rạng sáng. Vào những ngày thời tiết nhiều mây kéo dài, tốc độ quang hợp của tảo giảm thì nồng độ CO2 vẫn có thể tiếp tục tăng lên từ lúc rạng sáng.
Hàm lượng khí CO2 cao nhất trong ao nuôi xảy ra khi tảo chết đột ngột (tảo chết đột ngột sau các quá trình nở hoa hoặc do ảnh hưởng của các hoá chất diệt cỏ hay các hóa chất diệt tảo khác- khi dùng không đúng liều lượng). Lúc này hàm lượng khí CO2 tăng cao do hoạt động quang hợp diễn ra thấp và 1 phần lớn khí CO2 được tạo ra từ các quá trình phân huỷ xác tảo. Hàm lượng khí CO2 có thể vượt quá 20 mg/l trong một vài ngày sau khi tảo tàn.
Mùa hè có cường độ ánh sáng lớn, nhiệt độ cao, lượng các chất dinh dưỡng hòa tan lớn... đây là các điều kiện thuận lợi cho sinh vật thủy sinh phát triển mạnh, làm các quá trình quang hợp và hô hấp diễn ra mạnh. Do đó, tại các thuỷ vực tự nhiên vào mùa hè thì sự biến động khí CO2 trong ngày lớn hơn các mùa còn lại.
4.2.2.2. Biến động theo tầng nước
Nước ở tầng đáy có hàm lượng khí CO2 cao hơn tầng mặt do CO2 được tạo ra nhiều từ các quá trình phân huỷ chất hữu cơ ở lớp bùn đáy và do thiếu ánh sáng nên sự quang hợp làm tiêu hao CO2 xảy ra yếu ớt. Ao càng sâu và bùn càng dày thì hàm lượng khí CO2 ở tầng đáy càng cao và ngược lại.