Misura del COD Il test del BOD

COD è l'acronimo di chemical oxygen demand (in italiano letteralmente "domanda chimica di ossigeno").
Il suo valore, espresso in milligrammi di ossigeno per litro, rappresenta la quantità di ossigeno necessaria per la completa ossidazione dei composti organici ed inorganici presenti in un campione di acqua. Rappresenta quindi un indice che misura il grado di inquinamento dell'acqua da parte di sostanze ossidabili, principalmente organiche.
La legge italiana consente lo scarico nei sistemi fognari di acqua il cui COD non sia superiore a 500 mg/L. Acque aventi valori superiori devono essere previamente trattate in modo da rimuoverne gli inquinanti. Per lo scarico in acque superficiali (fiumi, ecc.) il limite ammesso è pari a 120 mg/L.
Misura del COD
La misura del COD viene descritta dal metodo ufficiale IRSA­CNR numero 5130. Sulla base di questo metodo sono stati successivamente messi a punto metodi simili semi­automatici in cui i reattivi vengono predosati in fiale cui va aggiunto il campione da analizzare.
Il metodo si basa sull'ossidazione delle sostanze organiche ed inorganiche, presenti in un campione d'acqua, mediante una soluzione di dicromato di potassio in presenza di acido solforico concentrato e di solfato di argento, come catalizzatore dell'ossidazione. L'eccesso di dicromato viene successivamente titolato con una soluzione a concentrazione nota di solfato di ammonio e ferro (II).
La concentrazione delle sostanze organiche ed inorganiche ossidabili, nelle condizioni del metodo, è proporzionale alla quantità di dicromato di potassio consumato. Lo ione cloruro è considerato un interferente, poiché la sua ossidazione può avvenire solo nelle condizioni del metodo utilizzato per il COD ma non in quelle presenti nelle acque naturali. Per campioni contenenti fino a 1000 mg/L di Cl­, l'interferenza dei cloruri viene praticamente eliminata addizionando al campione solfato di mercurio (II) nel rapporto in peso HgSO4:Cl­ 10:1.
È consigliabile che l'analisi venga fatta il più presto possibile dopo il campionamento. Se il campione non può essere analizzato subito dopo il prelievo, al fine di evitare eventuali perdite conseguenti ad ossidazione biologica delle sostanze organiche, questi deve essere preservato per acidificazione fino a pH 1­2 con acido solforico.
La domanda biochimica di ossigeno, nota anche come BOD, acronimo dell'inglese Biochemical oxygen demand, rappresenta una misura indiretta del contenuto di materia organica biodegradabile presente in un campione d'acqua. Può essere usato per stimare le qualità generali dell'acqua e il suo grado di inquinamento ed è un parametro usato nella gestione della qualità dell'acqua e nella depurazione. È spesso usato come parametro di misura per valutare l'efficienza per gli impianti di trattamento acque reflue. Per la sua misura sono disponibili in commercio numerosi kit d'analisi di semplice utilizzo.
Il test del BOD
Il BOD misura la quantità di consumo dell'ossigeno da parte di microrganismi a una temperatura fissata e in un periodo di tempo determinato. Per assicurare che tutte le altre condizioni siano uguali, in ogni campione d'acqua da analizzare viene inoculata una quantità molto piccola di microrganismi. L'inoculo consiste solitamente in fanghi attivi diluiti opportunamente con acqua deionizzata. Il test può avere differenti durate, comunemente il periodo d'analisi è di cinque giorni (BOD5), ma in alcuni casi vengono svolti test con periodi diversi.
Metodo per diluizione
Il test del BOD viene effettuato diluendo un campione dell'acqua da analizzare con acqua deionizzata satura di ossigeno, inoculando in esso una quantità fissata di microrganismi, sigillando il campione (per impedire che altro ossigeno passi in soluzione) e quindi conservandolo al buio (per impedire che si sviluppino processi fotosintetici che generino ossigeno). Il campione è mantenuto al buio alla temperatura di 20 °C per tutta la durata del test (solitamente 5 giorni) e al termine di questo periodo viene analizzato l'ossigeno disciolto residuo. (A) BODn campione analizzato (mg/l) = ODinizio ­ ODfine
(B) BODn bianco (mg/l) = ODinizio ­ ODfine
BODn campione originale (mg/l) = (A) x FD ­ (B)
dove:
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OD = Ossigeno disciolto (mg/l) FD = Fattore di diluizione del campione Esistono alcune varianti a questa tipologia di test. In Inghilterra all'inizio del test viene aggiunta dell'alliltiourea al campione per prevenire l'ossidazione dell'ammoniaca. I risultati di questo tipo di test vengono definiti come BOT5(ATU) in Inghilterra, o come BOD Carbonaceo (CBOD) negli U.S.A.. Un test usato poco frequentemente è anche l'Ultimate BOD (UBOD), nel quale vengono effettuate misure in continuo dell'ossigeno disciolto sinché il campione non ha raggiunto l'equilibrio.
Metodo respirometrico
Il campione viene inserito in un contenitore dotato di manometro differenziale e sigillato ermeticamente per evitare scambi di ossigeno. Nel corso della degradazione biologica del contenuto organico si ha consumo di ossigeno, e ciò genera una depressione nel gas, misurata dal manometro. Se preventivamente tarato, il manometro restituisce immediatamente il valore di BOD del campione. In questo test è presente un'interferenza legata alla produzione di anidride carbonica; viene quindi aggiunta alla fase gassosa della potassa caustica che sottrae chimicamente la CO2
Il BOD è simile come parametro al COD, poiché entrambi misurano la quantità di composti organici disciolta nell'acqua. Il COD è però meno specifico, poiché misura tutto quello che può essere ossidato chimicamente piuttosto che il livello di sostanza organica biologicamente attiva. Ciò implica che il valore di COD di un campione è sempre superiore, o al limite uguale, a quello di BOD.
Valori di BOD tipici
Un fiume incontaminato ha solitamente valori di BOD5 minori di 1 mg/l. Un fiume moderatamente inquinato avrà valori di BOD5 fra i 2 e gli 8 mg/l. L'acqua di scarico trattata efficacemente da un impianto di depurazione acque reflue avrà valori di BOD di circa 20 mg/l. L'acqua di scarico non trattata ha valori variabili, mediamente attorno ai 600 mg/l, ma spesso anche maggiori come nel caso degli scarichi di industrie casearie (2000 mg/l) o delle acque di vegetazione degli oleifici (>5000 mg/l). Il valore di BOD5 medio degli scarichi influenti in un impianto di depurazione per liquami urbani è all'incirca di 200 mg/l.