Nhu cầu ôxy sinh hóa

Nhu cầu ôxy sinh hóa hay nhu cầu ôxy sinh học (ký hiệu: BOD, từ viết tắt trong tiếng Anh của Biochemical (hay Biological) Oxygen Demand), là một chỉ số và đồng thời là một thủ tục được sử dụng để xác định xem các sinh vật sử dụng hết ôxy trong nước nhanh hay chậm như thế nào. Nó được sử dụng trong quản lý và khảo sát chất lượng nước cũng như trong sinh thái học hay khoa học môi trường. BOD không là một thử nghiệm chính xác về mặt định lượng, mặc dù nó có...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nhu cầu ôxy sinh hóa Nhu cầu ôxy sinh hóaNhu cầu ôxy sinh hóa hay nhu cầu ôxy sinhhọc (ký hiệu: BOD, từ viết tắt trong tiếng Anhcủa Biochemical (hay Biological) OxygenDemand), là một chỉ số và đồng thời là mộtthủ tục được sử dụng để xác định xem cácsinh vật sử dụng hết ôxy trong nước nhanhhay chậm như thế nào. Nó được sử dụngtrong quản lý và khảo sát chất lượng nướccũng như trong sinh thái học hay khoa họcmôi trường. BOD không là một thử nghiệmchính xác về mặt định lượng, mặc dù nó cóthể coi như là một chỉ thị về chất lượng củanguồn nước.Các giá trị BOD điển hìnhPhần lớn các con sông còn nguyên sơ sẽ cóBOD 5 ngày (kí hiệu là BOD5) là nhỏ hơn 1mg/L. Các con sông bị ô nhiễm ở mức độ nhẹsẽ có giá trị BOD5 trong khoảng 2-8mg/L.Nước thải đô thị được xử lý có hiệu quảbằng công nghệ ba giai đoạn có thể có giá trịcủa BOD5 vào khoảng 20 mg/L. Nước thảichưa xử lý thì có giá trị BOD5 không cố định,nhưng trung bình vào khoảng 600 mg/Ltại châu Âu và khoảng 200 mg/L tại HoaKỳ hay tại các khu vực mà nó bị thấm lọc quanước ngầm hay nước bề mặt. Các giá trị nóichung của Hoa Kỳ thấp chủ yếu là do tại đâylượng nước tiêu thụ trên đầu người là cao hơnrất nhiều so với các khu vực khác của thế giới.Bùn sệt từ các trang trại chăn nuôi bò sữa cógiá trị BOD5 vào khoảng 8.000 mg/L còn thứcăn ủ thành xi lô có giá trị BOD5 vào khoảng60.000 mg/L.Mức BOD (bằng Chất lượng nước ppm) Rất tốt-không có nhiều chất thải 1-2 hữu cơ 3-5 Tương đối sạch 6-9 Hơi ô nhiễm 10+ Rất ô nhiễmThử nghiệm BODViệc thử nghiệm chỉ số BOD là phép đo tốc độhấp thụ hết ôxy của vi sinh vật có trong mẫunước thử ở nhiệt độ cố định (20 °C) và trongmột khoảng thời gian chọn trước (thường là 5ngày) trong bóng tối. Để đảm bảo mọi điềukiện là tương đương, một lượng rất nhỏ visinh vật mầm mống được thêm vào trong mỗimẫu cần thử nghiệm cũng như trong một mẫuđối chứng chỉ chứa nước cất. Mầm mống nàythông thường được sinh ra từ việc hòaloãng nước cống rãnh hoạt hóa bằng nước đãkhử ion. Thử nghiệm nói chung được thựchiện trong thời gian 5 ngày, nhưng các thửnghiệm BOD khác cũng hay được sử dụng.Phương phápThử nghiệm BOD được thực hiện bằng cáchhòa loãng mẫu nước thử với nước đã khử ionvà bão hòa về ôxy, thêm một lượng cố định visinh vật mầm giống, đo lượng ôxy hòa tan vàđậy chặt nắp mẫu thử để ngăn ngừa ôxykhông cho hòa tan thêm (từ ngoài không khí).Mẫu thử được giữ ở nhiệt độ 20 °C trong bóngtối để ngăn chặn quang hợp (nguồn bổ sungthêm ôxy ngoài dự kiến) trong vòng 5 ngày vàsau đó đo lại lượng ôxy hòa tan. Khác biệtgiữa lượng DO (ôxy hòa tan) cuối và lượngDO ban đầu chính là giá trị của BOD. Giá trịBOD của mẫu đối chứng được trừ đi từ giá trịBOD của mẫu thử để chỉnh sai số nhằm đưara giá trị BOD chính xác của mẫu thử.Giá trị mất đi của ôxy hòa tan trong mẫu thử,sau khi đã hiệu chỉnh, là chỉ số của mức độ ônhiễm, được gọi là BOD5. Tại Vương quốcAnh, allylthiourea cũng được thêm vào ngaytrước khi thử nghiệm để ngăn ngừa sự ôxihóa amoniac. Các kết quả từ các thử nghiệmnày được gọi là BOT5(ATU) và được gọi làCarbonaceous BOD (CBOD: BOD cacbon)tại Hoa Kỳ. Ít được sử dụng hơn là thửnghiệm Ultimate BOD (UBOD: BOD tốithượng), trong đó DO được đo lặp lại bằngđồng hồ đo DO trong cùng các chai lọ chuyênbiệt hóa này cho đến khi nó đạt được cânbằng.BOD về chức năng là tương tự như nhu cầuôxy hóa học (COD) ở chỗ cả hai đều đo lượngcác chất hữu cơ có trong nước. Tuy nhiên,COD là ít cụ thể hơn do nó đo mọi thứ mà vềmặt hóa học có thể bị ôxi hóa hơn là chỉ đomức của các chất hữu cơ hoạt hóa về mặtsinh học.BOD được sử dụng như là tiêu chuẩn đánhgiá tính hiệu quả của các nhà máy hayphương pháp xử lý nước thải. Có nhiều chủngloại thiết bị được dùng để xác định nó.BOD có thể được tính toán bằng: Không pha loãng: DO ban đầu – DO cuối cùng = BOD Pha loãng: ((DO ban đầu - DO cuối cùng)- BOD mầm giống) x Hệ số pha loãngLịch sử sử dụng BODRoyal Commission on River Pollution (Ủy banHoàng gia về Ô nhiễm Sông) được thành lậpnăm 1865 và sau đó là sự hình thànhcủa Royal Commission on SewageDisposal (Ủy ban Hoàng gia về Loại bỏ Nướcthải) vào năm 1898 đã dẫn tới sự lựa chọnBOD5 vào năm 1908 như là thử nghiệm cuốicùng đối với ô nhiễm hữu cơ của cáccon sông. Năm ngày đã được chọn như làkhoảng thời gian thích hợp cho thử nghiệm,do nó được coi là thời gian dài nhất mà nướcsông có thể chảy từ thượng nguồn tới cửasông tại Vương quốc Anh. Năm1912, Ủy bannày cũng thiết lập tiêu chuẩn 20 ppmBOD5 như là nồng độ tối đa cho phép củanước thải đã qua xử lý để đổ vào các consông với điều kiện là ít nhất phải có tỷ lệ hòaloãng 8:1 cho dòng chảy vào thời gian có thờitiết khô ráo. Nó được đặt trong tiêu chuẩn nổitiếng 20:30 (BOD:Các chất rắn huyền phù)+ nitrat hóa đầy đủ, được sử dụng như là tiêuchuẩn so sánh tại Vương quốc Anh cho tới tậnthập niên 1970 đối với chất lượng nước tuônra từ các công trình xử lý nước thải. ...