BODو COD و TOC و TODشرح بسيط لمجموعة المصطلحات المستخدمة في التحليل البيئي
----------------------------------------------------------هناك حوالي 40 مليون مركبة عضوية معروفة في البيئة والتي لا يمكن تعريفها بشكل فردي بجهد تحليلي كبير وفي وقت قصير. لذلك يتم استخدام مجموعة من المصطلحات. تعكس هذه المصطلحات التأثير والخصائص المادية لمواد أو أكثر. المصطلح الأكثر شيوعًا في تحليل مياه الصرف هي BOD (الطلب على الأوكسجين الكيميائي الحيوي) ، COD (الطلب على الأكسجين الكيميائي) ، TOD (إجمالي الطلب على الأكسجين) و TOC (إجمالي الكربون العضوي). يعكس TOC التلوث العضوي على أساس التحديد المباشر للكربون. تعتمد المصطلحاتالأخرى على الأكسجين المطلوب لتقليل أو تأكسد مواد العينات.
تاريخ التحليلات البيئية
---------------------
يمكن اعتبار الطلب الأوكسجيني البيولوجي BOD و الأوكسجين الكيميائي الحيوي COD من المصطلحات المهمة في التحليلات البيئية وتم استخدمه من القرن التاسع عشر حيث تم اكتشافه من موت الاسماك في بحيرة كانت تصرف لها مياه الصرف الصحي .
---------------------
يمكن اعتبار الطلب الأوكسجيني البيولوجي BOD و الأوكسجين الكيميائي الحيوي COD من المصطلحات المهمة في التحليلات البيئية وتم استخدمه من القرن التاسع عشر حيث تم اكتشافه من موت الاسماك في بحيرة كانت تصرف لها مياه الصرف الصحي .
الطلب الأوكسجين الكيميائي الحيوي BOD /
--------------------------------------------
يشير BOD إلى محتوى الأكسجين اللازم لتحلل المركبات العضوية في مياه الصرف الصحي بواسطة البكتيريا. في معظم الحالات ، يُنظر إلى العامل BOD 5باعتباره BOD ، والذي يتطلب تعريفًا مفصلاً الرقم 5 يمثل وقت التحليل لمدة 5 أيام لتحديد BOD 5 واثناء اجراء الفحوصات هناك مثبطات النترجة تضاف إلى العينات والتي تكبح تدهور مركبات النيتروجين وبالتالي فإنه يؤدي إلى تحديد تحلل مركبات الكربون فقط (BOD الكربوني ، cBOD). بسبب هذا القيد لا تعتبر عملية أساسية لمعالجة مياه الصرف الصحي: عملية النترجة من الواضح لا يمكن التحكم في محطة معالجة مياه الصرف الصحي ومراقبتها بشكل موثوق من خلال قياسات BOD الكلية بدلاً من تحديد BOD 5 غير الكافي.
نظرًا لوقت التحليل لمدة 5 أيام وقياس BODالكربوني بدلاً من BOD الكلي ، فإن BOD 5 غير مناسب لتقييم السعة الحالية لتردي المياه العادمة بواسطة البكتيريا. إن BOD 5 هو مجرد معلومات متأخرة عن الوقت حول تلوث مياه الصرف ولا يمكن استخدامها لتحسين أو السيطرة على محطة معالجة مياه الصرف الصحي. بدلاً من ذلك ، يمكن استخدام أجهزة تحليل BOD أو أجهزة تحليل التنفس ، والتي تمكن القياسات في غضون 5 إلى 60 دقيقة. وبالتالي ، يمكن إجراء تقديرات على الفور للتحلل البيولوجي للمياه العادمة وسلوكها في النباتات.
تهيمن على السوق قياسات التنفس لفترة قصيرة بواسطة أقطاب O 2 . نظرًا لانخفاض قابلية ذوبان الأكسجين في مياه الصرف ، يتم استقراء التنفس الصغير إلى النتيجة النهائية باستخدام العوامل. في الأساس ، يتم اكتشاف المواد السهلة القابلة للتحلل فقط بهذه الطريقة.
--------------------------------------------
يشير BOD إلى محتوى الأكسجين اللازم لتحلل المركبات العضوية في مياه الصرف الصحي بواسطة البكتيريا. في معظم الحالات ، يُنظر إلى العامل BOD 5باعتباره BOD ، والذي يتطلب تعريفًا مفصلاً الرقم 5 يمثل وقت التحليل لمدة 5 أيام لتحديد BOD 5 واثناء اجراء الفحوصات هناك مثبطات النترجة تضاف إلى العينات والتي تكبح تدهور مركبات النيتروجين وبالتالي فإنه يؤدي إلى تحديد تحلل مركبات الكربون فقط (BOD الكربوني ، cBOD). بسبب هذا القيد لا تعتبر عملية أساسية لمعالجة مياه الصرف الصحي: عملية النترجة من الواضح لا يمكن التحكم في محطة معالجة مياه الصرف الصحي ومراقبتها بشكل موثوق من خلال قياسات BOD الكلية بدلاً من تحديد BOD 5 غير الكافي.
نظرًا لوقت التحليل لمدة 5 أيام وقياس BODالكربوني بدلاً من BOD الكلي ، فإن BOD 5 غير مناسب لتقييم السعة الحالية لتردي المياه العادمة بواسطة البكتيريا. إن BOD 5 هو مجرد معلومات متأخرة عن الوقت حول تلوث مياه الصرف ولا يمكن استخدامها لتحسين أو السيطرة على محطة معالجة مياه الصرف الصحي. بدلاً من ذلك ، يمكن استخدام أجهزة تحليل BOD أو أجهزة تحليل التنفس ، والتي تمكن القياسات في غضون 5 إلى 60 دقيقة. وبالتالي ، يمكن إجراء تقديرات على الفور للتحلل البيولوجي للمياه العادمة وسلوكها في النباتات.
تهيمن على السوق قياسات التنفس لفترة قصيرة بواسطة أقطاب O 2 . نظرًا لانخفاض قابلية ذوبان الأكسجين في مياه الصرف ، يتم استقراء التنفس الصغير إلى النتيجة النهائية باستخدام العوامل. في الأساس ، يتم اكتشاف المواد السهلة القابلة للتحلل فقط بهذه الطريقة.
الطلب على الأكسجين الكيميائي COD /
----------------------------------------
تم تطوير قيمة COD على نحو مماثل لقياس BOD. نظرًا لوجود العديد من المواد العضوية التي يصعب أو تتحلل إلى حد ما من الناحية البيولوجية ، فقد تم تحديد عوامل تشير إلى كمية الأكسجين التي ستكون مطلوبة عند أكسدة جميع المكونات العضوية تمامًا. كما هو الحال ، وفقا للاسم ، يحدث الأكسدة كيميائيا ، لا يمكن تعريف الطلب على الأكسجين الكيميائي إلا بشكل غير مباشر. يضاف مؤكسد كيميائي إلى العينة المعنية ، ثم يتم تحديد استهلاكه.
----------------------------------------
تم تطوير قيمة COD على نحو مماثل لقياس BOD. نظرًا لوجود العديد من المواد العضوية التي يصعب أو تتحلل إلى حد ما من الناحية البيولوجية ، فقد تم تحديد عوامل تشير إلى كمية الأكسجين التي ستكون مطلوبة عند أكسدة جميع المكونات العضوية تمامًا. كما هو الحال ، وفقا للاسم ، يحدث الأكسدة كيميائيا ، لا يمكن تعريف الطلب على الأكسجين الكيميائي إلا بشكل غير مباشر. يضاف مؤكسد كيميائي إلى العينة المعنية ، ثم يتم تحديد استهلاكه.
إجمالي الطلب على الأكسجين TOD /
-----------------------------------
وفقًا لاسمها ، تحدد هذا العامل إجمالي الطلب على الأكسجين لعينة المياه. يستند إلى نفس مبدأ COD. في المقابل ، هذا العامل موجود بالفعل لأكثر من 40 سنة. ومع ذلك ، سقط في غياهب النسيان وبالاخص في ألمانيا. في المقابل ، تم توحيد عامل TOD كعامل مرجعي لتقييم التلوث العضوي في المياه في الولايات المتحدة.
لتعريف TOD ، تتأكسد العينة حرارياً في فرن ويتم قياس الأكسجين الناشئ مباشرة في الغاز الحامل بواسطة كاشف NDIR. يمكن أن تتأثر قيمة TOD بالمركبات غير العضوية. ومع ذلك ، فإن هذه التأثيرات صغيرة جدًا ، وبالتالي فهي تتيح تعويضًا رياضيًا.
-----------------------------------
وفقًا لاسمها ، تحدد هذا العامل إجمالي الطلب على الأكسجين لعينة المياه. يستند إلى نفس مبدأ COD. في المقابل ، هذا العامل موجود بالفعل لأكثر من 40 سنة. ومع ذلك ، سقط في غياهب النسيان وبالاخص في ألمانيا. في المقابل ، تم توحيد عامل TOD كعامل مرجعي لتقييم التلوث العضوي في المياه في الولايات المتحدة.
لتعريف TOD ، تتأكسد العينة حرارياً في فرن ويتم قياس الأكسجين الناشئ مباشرة في الغاز الحامل بواسطة كاشف NDIR. يمكن أن تتأثر قيمة TOD بالمركبات غير العضوية. ومع ذلك ، فإن هذه التأثيرات صغيرة جدًا ، وبالتالي فهي تتيح تعويضًا رياضيًا.
التلوث العضوي الكلي TOC /
------------------------------
يعكس محتوى TOC في الماء أيضًا التلوث العضوي. كما يوحي اسم العامل بالفعل ، من المفترض ويجب عليه الكشف عن إجمالي الكربون العضوي للعينة. لذلك ، يجب استبعاد الكربون غير العضوي ، أي ثاني أكسيد الكربون الذائب في الماء وأيوناته الذائبة .
بشكل عام ، يتم تحديد TOC بواسطة الأكسدة الكيميائية الحرارية أو الرطبة ، بحيث يتم تشكيل ثاني أكسيد الكربون ، والذي يتم قياسه لاحقًا بواسطة كاشف NDIR. تعد قياسات TOC مناسبة تمامًا حيث إنها توفر نتائج سريعة وذات مغزى اعتمادًا على وظيفة محلل العمليات.
------------------------------
يعكس محتوى TOC في الماء أيضًا التلوث العضوي. كما يوحي اسم العامل بالفعل ، من المفترض ويجب عليه الكشف عن إجمالي الكربون العضوي للعينة. لذلك ، يجب استبعاد الكربون غير العضوي ، أي ثاني أكسيد الكربون الذائب في الماء وأيوناته الذائبة .
بشكل عام ، يتم تحديد TOC بواسطة الأكسدة الكيميائية الحرارية أو الرطبة ، بحيث يتم تشكيل ثاني أكسيد الكربون ، والذي يتم قياسه لاحقًا بواسطة كاشف NDIR. تعد قياسات TOC مناسبة تمامًا حيث إنها توفر نتائج سريعة وذات مغزى اعتمادًا على وظيفة محلل العمليات.
العلاقات بين COD و TOC/
-----------------------------
تعتمد طرق فحص COD التقليدية على مبدأ أكسدة ثنائي كرومات ، بحيث لا يتم استيفاء الشروط البيئية والسلامة المعتادة. علاوة على ذلك ، من الصعب تنفيذ الطريقة للتشغيل. هذا يؤدي إلى زيادة الميل إلى استبدال COD بواسطة TOC. تستند خلفية الاهتمام المشروع جزئيًا إلى جهل طريقة TOD.
يتم تحديد الارتباطات بين TOC و COD في قانون المياه العادمة الألمانية (AbwV) ويمكن تحديدها لكل مادة. بالطبع ، باستخدام مثل هذه القياسات ، يمكن أيضًا اكتشاف عوامل الارتباط لمخاليط غير معروفة. ومع ذلك ، لكي تكون قادرًا على استخدام مثل هذا العامل مع القياسات من الضروري ألا يتغير الماء ومزيجه من المواد في تكوينهما.
ذكر الخطر ، فضلاً عن سوء أتمتة طريقة COD كسبب رئيسي لاستبدالها بـ TOC ، ثم في الحالة الأولى ، وفقًا لمعرفتنا اليوم ، يجب أن تكون طريقة TOD ذات أهمية خاصة. يتوافق التعقيد الفني لمحلل TOD مع محلل TOC ولكن دون أي مشاكل تحليلية تطورت من الكربون غير العضوي. أوقات التحليل متشابهة بشكل مناسب ، والنتائج موجودة في غضون بضع دقائق ، وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحقيق كلا المعلمتين باستخدام جهاز واحد فقط.
-----------------------------
تعتمد طرق فحص COD التقليدية على مبدأ أكسدة ثنائي كرومات ، بحيث لا يتم استيفاء الشروط البيئية والسلامة المعتادة. علاوة على ذلك ، من الصعب تنفيذ الطريقة للتشغيل. هذا يؤدي إلى زيادة الميل إلى استبدال COD بواسطة TOC. تستند خلفية الاهتمام المشروع جزئيًا إلى جهل طريقة TOD.
يتم تحديد الارتباطات بين TOC و COD في قانون المياه العادمة الألمانية (AbwV) ويمكن تحديدها لكل مادة. بالطبع ، باستخدام مثل هذه القياسات ، يمكن أيضًا اكتشاف عوامل الارتباط لمخاليط غير معروفة. ومع ذلك ، لكي تكون قادرًا على استخدام مثل هذا العامل مع القياسات من الضروري ألا يتغير الماء ومزيجه من المواد في تكوينهما.
ذكر الخطر ، فضلاً عن سوء أتمتة طريقة COD كسبب رئيسي لاستبدالها بـ TOC ، ثم في الحالة الأولى ، وفقًا لمعرفتنا اليوم ، يجب أن تكون طريقة TOD ذات أهمية خاصة. يتوافق التعقيد الفني لمحلل TOD مع محلل TOC ولكن دون أي مشاكل تحليلية تطورت من الكربون غير العضوي. أوقات التحليل متشابهة بشكل مناسب ، والنتائج موجودة في غضون بضع دقائق ، وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحقيق كلا المعلمتين باستخدام جهاز واحد فقط.
المصادر /
[1] Wikipedia: Organische Chemie, de.wikipedia.org/wiki/Organische_Chemie, Aufruf vom 25.07.2013.
[2] Royal Commission on Sewage Disposal, 1898.
[3] DIN EN 1899-1, Ausgabe 1998-05: Bestimmung des Biochemischen Sauerstoffbedarfs in n Tagen nach dem Verdünnungsprinzip (Verdünnungs-BSBn).Wasserbeschaffenheit - Bestimmung des Biochemischen Sauerstoffbedarfs nach n Tagen (BSBn) – Teil 1: Verdünnungs- und Impfverfahren nach Zugabe von Allylthioharnstoff.
[4] DIN EN 1899-2, Ausgabe 1998-05: Wasserbeschaffenheit - Bestimmung des Biochemischen Sauerstoffbedarfs nach n Tagen (BSBn) – Teil 2: Verfahren für unverdünnte Proben.
[5] DIN 38409-41, Ausgabe 1980-12: Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung; Summarische Wirkungs- und Stoffkenngrößen (Gruppe H); Bestimmung des Chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) im Bereich über 15 mg/l (H 41).
[6] ISO 3199, Ausgabe 1975-02: Natriumchlorat für Industriezwecke; Bestimmung des Chloratgehaltes;titrimetrische Dichromat-Methode.
[7] ASTM D 6238, Ausgabe 1998: Standard Test Method for Total Oxygen Demand in Water.
[8] DIN EN 1484, Ausgabe 1997-08: Wasseranalytik - Anleitungen zur Bestimmung des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) und des gelösten organischen Kohlenstoffs (DOC).
[2] Royal Commission on Sewage Disposal, 1898.
[3] DIN EN 1899-1, Ausgabe 1998-05: Bestimmung des Biochemischen Sauerstoffbedarfs in n Tagen nach dem Verdünnungsprinzip (Verdünnungs-BSBn).Wasserbeschaffenheit - Bestimmung des Biochemischen Sauerstoffbedarfs nach n Tagen (BSBn) – Teil 1: Verdünnungs- und Impfverfahren nach Zugabe von Allylthioharnstoff.
[4] DIN EN 1899-2, Ausgabe 1998-05: Wasserbeschaffenheit - Bestimmung des Biochemischen Sauerstoffbedarfs nach n Tagen (BSBn) – Teil 2: Verfahren für unverdünnte Proben.
[5] DIN 38409-41, Ausgabe 1980-12: Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung; Summarische Wirkungs- und Stoffkenngrößen (Gruppe H); Bestimmung des Chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) im Bereich über 15 mg/l (H 41).
[6] ISO 3199, Ausgabe 1975-02: Natriumchlorat für Industriezwecke; Bestimmung des Chloratgehaltes;titrimetrische Dichromat-Methode.
[7] ASTM D 6238, Ausgabe 1998: Standard Test Method for Total Oxygen Demand in Water.
[8] DIN EN 1484, Ausgabe 1997-08: Wasseranalytik - Anleitungen zur Bestimmung des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) und des gelösten organischen Kohlenstoffs (DOC).
اعداد / عدنان محمد خضر
0 التعليقات:
إرسال تعليق