سنجش مقدار مواد آلی

برای اندازه گیری مقدار مواد آلی موجود در آب روش های مختلفی وجود دارد. از جمله این روش ها اندازه گیری بخش مواد فرار، اندازه گیری کل مواد جامد، BOD و COD ، می باشد. چون اندازه گیری بخش مواد فرار و سنجش کل مواد جامد دارای خطای نسبتا زیادی است بیشتر از اندازه گیری اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی (BOD) و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) برای به دست آوردن مقدار مواد آلی موجود در آب استفاده می شود.

اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی (Biochemical Oxygen Demand-BOD)

آن دسته از موادی که توسط باکتری ها تجزیه می شوند، توسط این شاخص سنجیده می شوند. در این اندازه گیری به جای آن که مقدار موادی را که مورد اکسایش قرار می گیرند تعیین کنند، مقدار اکسیژنی را که میکروارگانیسم های تجزیه کننده هوازی لازم دارند تا آن مقدار از ماده را اکسایش دهند، اندازه گیری می کنند. در این روش، استاندارد 5 روزه ای بکار می رود که با (BOD5) نمایش داده می شود، و عبارت است از اندازه گیری اکسیژنی که طی 5 روز و در دمای 20 درجه سانتی گراد توسط باکتری های موجود در آب مصرف می شود تا بتوانند مواد آلی موجود در آب را اکسایش دهند. بنابراین برای اندازه گیری BOD باید اختلاف اکسیژن حل شده در زمان نمونه گیری و پس از 5 روز را در نمونه به دست آورد.

BOD5=DO0-DO5

اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (Chemical Oxygen Demand-COD)

با کمک این شاخص می توان مقدار مواد آلی را که در آب موجودند و می شود آن ها را به کمک اکسید کننده قوی نظیر اسید کرومیک یا پرمنگنات در محیط اسیدی اکسید کرد، به دست آورد. COD عبارت است از کل اکسیژن مورد نیاز شیمیایی که در واکنش های اکسیداسیون و تجزیه مواد آلی در محیط اسیدی و در مجاورت یک ماده قوی اکسید کننده مصرف می شود.

از محاسن این روش نسبت به BOD این است که آسان تر انجام می شود، وقت گیر نیست و کل عملیات اندازه گیری در مدت چند ساعت انجام می شود، همچنین می توان هم مواد آلی قابل تجزیه و هم مواد آلی غیر قابل تجزیه توسط باکتری ها را اندازه گیری کرد. واکنش اصلی با دی کرومات به عنوان یک اکسید کننده قوی انجام می شود.

Cr2O72- + H+ → Cr3+ + CO2 + H2O + ماده آلی

معمولا COD یک نمونه از BOD آن بیشتر است چون طبق گفته بالا هم مواد قابل تجزیه و هم مواد غیر قابل تجزیه توسط باکتری ها می توانند در روش COD شرکت کنند.

کل کربن آلی (Total Organic Carbon-TOC)

روش دیگری که برای اندازه گیری مواد آلی موجود در آب مورد استفاده قرار می گیرد، به ویژه برای مقادیر جزئی از مواد آلی موجود در آب، روش TOC است. در این روش مقداری از نمونه به داخل یک کوره با دمای بسیار زیاد تزریق می گردد و سوزانده می شود و مقدار CO تولید شده توسط یک دستگاه مادون قرمز اندازه گیری می شود. حال به کمک مقدار CO به دست آمده می توان مقدار مواد آلی موجود در نمونه را محاسبه کرد. البته در این روش به دلیل آنکه کربن معدنی نیز وارد اندازه گیری می شود باید قبل از انجام آزمایش فوق مقدار کربن معدنی موجود در آب اندازه گیری شود. پس از تفاضل کربن معدنی و کربن بدست آمده از روش TOC مقدار کربن مربوط به مواد آلی به دست می آید.

مجموع اکسیژن مورد نیاز (Total Oxygen Demand-TOD)

روش مفید دیگری که برای تعیین مواد آلی به کار می رود، روش TOC است. در این روش مقداری از نمونه را در یک کوره در مجاورت کاتالیزور پلاتین به محصولات پایدار نهایی تبدیل می کنند. سپس اکسیژن موجود در گاز حامل نیتروژن محاسبه می شود و در نتایج با روش COD وفق داده می شود.