Domanda biochimica di ossigeno (BOD)

Il termine "inoculo" si riferisce ai microrganismi che consumano la materia organica biodegradabile nei campioni per la misurazione del BOD. Le acque reflue civili (affluenti ed effluenti) provenienti da impianti di trattamento biologico delle acque (prima della disinfezione), forniscono la migliore fonte di inoculo e danno i risultati più riproducibili. Altre fonti, come le acque reflue industriali, potrebbero non avere abbastanza microrganismi o contenere tossine che impediscono la crescita degli organismi. Se le acque reflue non sono disponibili, preparate una soluzione di inoculo da una capsula liofilizzata come PolySeed®. Qualunque sia la fonte di inoculo utilizzata, ci sarà una certa richiesta di ossigeno. Pertanto, è necessario misurare un controllo dell'inoculo per correggere questa richiesta. Le versioni più vecchie dei metodi standard per l'esame dell'acqua e delle acque reflue indicavano che l'assorbimento di ossigeno disciolto (DO) dell'acqua di diluizione seminata doveva essere compreso tra 0,6-1,0 mg/L; le versioni più recenti indicano un minimo di 2,0 mg/L. Per verificare questo requisito, fare riferimento ai metodi standard attuali o alle autorità locali.

Per determinare il BOD, è necessario disporre di una popolazione di microrganismi in grado di ossidare (o consumare) la materia organica biodegradabile presente nel campione. Se nel campione è presente una quantità insufficiente di inoculo, il consumo completo della materia biodegradabile potrebbe non avvenire, dando luogo a risultati imprecisi. In campioni come quelli in ingresso e nelle acque reflue prima della disinfezione, questo non è un problema, poiché il campione conterrà una quantità di batteri sufficiente a svolgere il proprio compito. Tuttavia, in alcuni tipi di campioni (come alcuni rifiuti industriali, rifiuti ad alta temperatura ed effluenti trattati), l'attività batterica non è sufficiente per consumare il materiale presente. In questi casi, è necessario aggiungere un inoculo. L'inoculo è semplicemente una soluzione che contiene una popolazione sufficiente di batteri. Hach offre PolySeed ®, una capsula di inoculo che può essere aggiunta ai campioni.

L'inoculo necessita di un pH adeguato, di un controllo della temperatura e di nutrienti come fosforo, calcio e magnesio per una crescita corretta. I tamponi nutrienti Hach forniscono i nutrienti e il pH necessari.

Un'acqua di diluizione di qualità è molto importante quando si esegue il test BOD, poiché qualsiasi contaminazione nell'acqua causerà problemi con il test.

L'acqua distillata e quella deionizzata sono comunemente utilizzate nei test BOD. Tuttavia, il modo più pratico per produrre costantemente acqua a basso contenuto organico è la distillazione con permanganato alcalino. I sistemi di filtrazione commerciali possono essere impostati per produrre automaticamente acqua distillata di alta qualità. Quando un sistema di filtrazione è alimentato con acqua clorata, una parte del cloro può distillare con l'acqua. In questo caso, il cloro deve essere eliminato con tiosolfato.

Non è consigliabile utilizzare acqua deionizzata proveniente da una colonna a scambio ionico. L'esperienza ha dimostrato che l'acqua deionizzata, in particolare quella proveniente da un demineralizzatore nuovo con resina nuova, spesso contiene quantità sostanziali di materia organica, che viene rilasciata in modo intermittente e non è rilevabile con un misuratore di purezza dell'acqua a conducibilità. Inoltre, l'ampio rapporto superficie/volume che esiste nelle colonne a causa delle perle di resina, favorisce la crescita batterica nella colonna.

Per il test del BOD, esistono diverse fonti ragionevoli di materiale per l'inoculo. Le seguenti sono alcune delle più utilizzate:

Influente dell'impianto – Se l'impianto ha un influente stabile, spesso è la fonte di inoculo più efficace. Per molti impianti, l'affluente primario è affidabile e corrisponde a un valore particolare. Se l'affluente è stabile e di origine prevalentemente civile, consideratelo come prima fonte di inoculo.

• Si consiglia di far sedimentare l'inoculo prima dell'uso, mettendolo in un becker coperto in un'incubatrice per tutta la notte.
• Decantare l'inoculo privo di particelle per utilizzarlo in campioni che necessitano l'inoculo.

Effluente primario – L'effluente del chiarificatore primario è un'altra ottima fonte per inoculo. Il vantaggio rispetto all'affluente è che si tratta di inoculo "sedimentato", quindi la maggior parte del particolato non è presente nel seme. Ciò elimina la fase di decantazione.

Effluente finale (prima della disinfezione) – Se l'effluente viene campionato prima della disinfezione, potrebbe non essere necessario inoculare l'effluente. Molti impianti avranno comunque bisogno di eseguire degli standard a base di glucosio e acido glutammico (GGA), quindi l'effluente finale è una scelta eccellente in questo caso.

• Si consiglia di lasciare che l'inoculo si acclimati a temperatura ambiente prima dell'uso. Agitare l'effluente per aiutare l'inoculo ad acclimatarsi a temperatura ambiente.
• Aggiungere direttamente alla bottiglia 300 ml la confezione (pillow) di nutrienti, poiché l'effluente finale potrebbe essere carente di nutrienti.

Inoculo artificiale – L'inoculo artificiale spesso non funzionano. Se i valori di GGA sono bassi, il colpevole è molto probabilmente l'inoculo artificiale (anche se è stato usato per anni).

• Si consiglia di utilizzare altri tipi di inoculo.
• Se si devono usare inoculi artificiali, assicurarsi di seguire le raccomandazioni del fornitore.
• Inoculare al livello massimo (per esempio, 1,2 mg/L in esaurimento).
• Lasciare il più a lungo possibile che l'inoculo si "risvegli" dallo stato di liofilizzazione prima dell'uso (ma dopo l'idratazione).
• Aggiungere all'inoculo una piccola quantità di effluente o di effluente primario durante l'idratazione".

Sporco – Spesso trascurato, il suolo è una buona fonte di materiale per inoculo. I batteri che eseguono i test BOD sono in realtà batteri del suolo. Se nessuna delle altre fonti di inoculo è adeguata, considerate la possibilità di sperimentare con il suolo.

• Preparate 500 ml di acqua di diluizione (con tamponi) in un becher da 1000 ml.
• Inserite una barra di agitazione nel becher e mantenete l'acqua in agitazione attiva.
• Procuratevi circa 20 grammi di terreno da un prato in crescita attiva.
• Mettere i 20 grammi di terreno nel becher da 500 mL.
• Lasciare circa 1/2 ora in agitazione.
• Filtrare e decantare l'acqua in un secondo becher da 1000 ml.
• Utilizzare la soluzione come soluzione di inoculo.

Quando si analizza il BOD, i metodi standard raccomandano che il contributo dell'inoculo sia di 0,6-1,0 mg/L di decremento di ossigeno, anche se questo può essere regolato per garantire che gli standard GGA leggano 198 +/- 30,5 mg/L.

Il TOC misura il carbonio organico, ma carboni organici diversi generano una diversa richiesta di ossigeno. La misurazione del TOC da sola non indica necessariamente quanto ossigeno verrà consumato dagli organici presenti nell'ambiente. Ad esempio, l'acido ossalico e l'etanolo producono risultati TOC identici. Tuttavia, a causa dei diversi stati di ossidazione, la richiesta di ossigeno dell'etanolo è 6 volte superiore a quella dell'acido ossalico, il che significa che l'etanolo avrà un effetto maggiore sul contenuto di ossigeno disciolto dell'acqua ricevente. Misurando la richiesta di ossigeno piuttosto che il TOC si ottiene un quadro più chiaro di come le acque riceventi saranno influenzate dalle acque reflue contenenti sostanze organiche.