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Qual é a diferença entre a demanda de oxigênio biológico e químico?

Qual é a diferença entre a demanda de oxigênio biológico e químico?

Data de Publicação: 8 de junho de 2021 11:48:00
Claude E. Boyd explica a diferença entre BOD e COD, frequentemente usados em discussões sobre a qualidade da água da aquicultura e uma explicação dos significados, diferenças e propósitos dessas duas variáveis deve ser útil

 

O Prof. Boyd discute os parâmetros importantes de qualidade da água, a demanda biológica e química de oxigênio e seus propósitos e diferenças (Foto de Darryl Jory)

 

*Por Claude E. Boyd

Os termos BOD e COD são frequentemente usados ??em discussões sobre a qualidade da água da aquicultura  e uma explicação dos significados, diferenças e propósitos dessas duas variáveis ??deve ser útil. O BOD representa a demanda biológica de oxigênio ou a demanda bioquímica de oxigênio - faça sua escolha, pois eles são usados ??de forma intercambiável. O COD é a abreviação de demanda química de oxigênio.

Demanda biológica de oxigênio

BOD é a quantidade de oxigênio dissolvido consumido por uma amostra de água (geralmente diluída) que é confinada em uma garrafa de BOD e mantida em uma incubadora no escuro a 20 graus-C. A amostra é mantida no escuro para evitar a produção de oxigênio dissolvido pela fotossíntese do fitoplâncton durante a incubação. A perda de oxigênio dissolvido pode ser medida em qualquer período de tempo desejado, mas mais comumente por cinco dias - portanto, a demanda bioquímica de oxigênio de cinco dias (DBO 5).

A perda de oxigênio dissolvido na garrafa resulta da respiração de todos os organismos na amostra de água, incluindo as bactérias que decompõem a matéria orgânica dissolvida e suspensa. Claro, se houver nitrogênio amoniacal na amostra, a nitrificação biológica também pode consumir oxigênio.

Deve haver oxigênio dissolvido restante na garrafa de BOD no final da incubação ou o oxigênio dissolvido (BOD) não pode ser calculado. A 20 graus C, água doce contém apenas 9,08 mg por litro na saturação de ar, e um DBO mais alto não pode ser medido em uma amostra não diluída. A diluição resulta em menos microorganismos, portanto, uma semente bacteriana é adicionada à água de diluição para amostras que são diluídas mais de três ou quatro vezes para evitar um atraso na decomposição da bactéria. Amostras de águas residuais municipais, de processamento de carnes e industriais devem ser muito diluídas para evitar o esgotamento do oxigênio dissolvido durante o teste de DBO. As amostras de efluentes da aquicultura podem não requerer diluição e poucas precisam ser diluídas mais do que três ou quatro vezes.

"As amostras de efluentes da aquicultura raramente são muito diluídas e a inibição da nitrificação não é comumente feita"

A população de bactérias nitrificantes geralmente precisa de mais de cinco dias para começar a oxidar o nitrogênio amoniacal em amostras altamente diluídas. Em testes de DBO 5 em amostras diluídas mais de três ou quatro vezes, a nitrificação geralmente não contribui para a DBO 5 . Um inibidor de nitrificação pode ser colocado nas amostras para interromper totalmente a nitrificação. A menos que um inibidor de nitrificação seja adicionado em uma amostra não diluída ou uma amostra seja apenas diluída algumas vezes, a nitrificação ocorrerá durante a incubação.

O BOD pode ser relatado como BOD carbonáceo (CBOD) para amostras altamente diluídas ou em amostras nas quais a nitrificação foi inibida. A diferença em DBO entre porções de uma amostra incubada com e sem inibição de nitrificação é a demanda de nitrogênio e oxigênio (NOD). O NOD também pode ser estimado a partir da concentração total de nitrogênio amoniacal em miligramas por litro (o mesmo que partes por milhão) multiplicado por 4,57. As amostras de efluentes da aquicultura raramente são muito diluídas e a 

 

 

 

inibição da nitrificação não é comumente feita. O NOD em uma lagoa com 5 mg por litro de nitrogênio amoniacal total seria de 22,8 mg por litro. O nitrogênio amoniacal freqüentemente constitui uma porção significativa do DBO total em amostras de instalações de aquicultura.

O objetivo do BOD é fornecer uma estimativa da quantidade de oxigênio dissolvido que será necessária para oxidar a carga de BOD em uma água residual descarregada em um corpo de água receptor. Por exemplo, se a concentração de BOD 5 de um efluente é de 20 gramas por metro cúbico (20 mg / L) e 1.000 metros cúbicos por dia de efluente são descarregados, a carga de BOD 5 é igual a 20 kg de oxigênio dissolvido por dia.

É possível determinar as taxas de reaeração de oxigênio para riachos e alguns outros corpos d'água. Os dados sobre a taxa de reaeração são usados ??em modelos matemáticos para estimar as cargas diárias admissíveis de DBO 5 para evitar a concentração excessiva de baixa concentração de oxigênio dissolvido em corpos d'água receptores.

O BOD 5 é valioso como um indicador da força polucional de efluentes de fazendas de aquicultura. As concentrações típicas de DBO 5 em efluentes de aquicultura estão entre 5 e 30 mg por litro, mas podem ocorrer concentrações tanto mais baixas quanto mais altas.

O BOD 5 não é especialmente útil como um indicador da demanda de oxigênio nos sistemas de cultura. Um BOD de curto prazo pode ser útil para determinar a taxa horária de consumo de oxigênio dissolvido (declínio) para uso na previsão dos requisitos de aeração. Uma amostra não diluída da concentração medida de oxigênio dissolvido de um sistema de cultura pode ser confinada em uma garrafa e incubada no escuro na mesma temperatura da água do sistema de cultura ou confinada em uma garrafa opaca e incubada diretamente no sistema de cultura. A concentração de oxigênio dissolvido que permanece na garrafa após duas a quatro horas é subtraída da concentração inicial de oxigênio dissolvido e dividida pelas horas de incubação para obter a demanda de oxigênio por hora.

Demanda de oxigênio químico

O COD é o equivalente em oxigênio da quantidade de dicromato de potássio consumido durante a oxidação completa da matéria orgânica em uma amostra de água acidificada durante duas horas de ebulição em um aparelho de refluxo para evitar a perda de água por evaporação. O COD é um método mais rápido de estimar a demanda de oxigênio de uma amostra.

O COD realmente representa o BOD final (BOD u) ou a quantidade de oxigênio dissolvido para oxidar completamente a matéria orgânica em uma amostra, e o COD sempre excederá o BOD 5 . A concentração de BOD 5 normalmente é cerca de 65 por cento da concentração de COD.

O cálculo do COD pode ser modificado para permitir o cálculo do equivalente de carbono orgânico do permanganato de potássio consumido durante o teste. Este procedimento COD modificado permite que a concentração total de carbono orgânico dissolvido e suspenso seja medida. A filtração por membrana pode ser usada para remover o carbono orgânico particulado de uma porção de uma amostra, e a diferença no carbono orgânico entre a porção não filtrada e a porção filtrada permite o cálculo das concentrações de matéria orgânica dissolvida e suspensa. A concentração de carbono orgânico multiplicada por um fator de 1,8 a 2,0 geralmente é um bom indicador de matéria orgânica dissolvida e suspensa.

Uma alta concentração de íon cloreto interfere na medição de COD porque uma fração do cloreto pode ser oxidada a cloro pelo dicromato de potássio. Isso resulta em um COD erroneamente alto. Embora haja uma maneira de inibir esse efeito, ela não é altamente eficaz.

 

*CLAUDE E. BOYD, PH.D. érofessor Emérito da
Escola de Pesca, Aquicultura e Ciências Aquáticas
Auburn University, Auburn, AL 36849
boydce1@auburn.edu

**Artigo publicado originalmente no site da Global Aquaculture Alliance

 

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