Hidrológiai Közlöny 1975 (55. évfolyam)
1. szám - Dr. Bolberitz Károly: A biokémiai oxigén-igény meghatározásának problémái
Hidrológiai Közlöny 1975. 1. sz. 21 A biokémiai oxigén-igény meghatározásának problémái DE. BOLBERITZ KÁROLY A vizeket szennyező különféle szerves anyagok mennyiségének meghatározása igen nehéz feladat. Míg az oldatban levő anorganikus vegyületek túlnyomórészt ionizált formában vannak jelen, és a korlátolt számú anionok és kationok mennyiségének mérésére jellegzetes reakciók, ma már igen érzékeny kémiai és fizikai módszerek, állnak rendelkezésre, addig a vizekben előforduló szerves vegyületek száma és jellege kevéssé ismert. E vegyületek túlnyomó része biológiai lebontási és asszimilációs folyamatok terméke, melyek közül, mint egynemű anyag, csak igen kevés ismert. Ezért mérésükre csoportos meghatározási eljárások alakultak ki, mint pl. a zsiradékok mérése extrahálással, a fehérje tartalom meghatározása a szerves kötésű nitrogén tartalomból számítva stb. Minthogy ezek az értékek csak egyes vegyületcsoportokra nézve adnak tájékoztatást, a vízminőség értékelésénél pedig az összes szerves anyag mennyisége és ezek lebonthatósága az egyik legdöntőbb tényező, ezért ezek mérésére többféle eljárást alkalmaznak. A szerves anyagok és ezek lebonthatóságámik mérésére szolgáló eljárások A szerves anyagok súlyszerinti mérésére alkalmazzák az ún. izzítási veszteség meghatározását. Ennek is vannak ugyan hibaforrásai, mert nem méri a bepárlás és szárítás közben elillanó szerves anyagokat, emellett a jelen levő ásványi sóknál is jelentkezik súlyveszteség, de igen nagy előnye az, hogy súlyban méri a szerves anyagokat. A vizek szerves anyag szennyezettsége azonban nem stabil, a biológiai folyamatok révén e vegyületek és mennyiségük állandóan változik, sőt folyamatosan teljesen megbomlanak. Ez az átalakulás oxigént kíván, ami lehetővé teszi azt, hogy a teljes megbontáshoz szükséges oxigén mennyiségének mérésével kapjunk tájékoztató adatot a vízben jelenlevő összes szerves anyag tartalomra vonatkozólag. Ezen az alapon alakultak ki az ún. oxigén-fogyasztási, újabban oxigén-igénvnek nevezett eljárások. Az oxidálást e módszerek nagyobb részt vegyi anyagokkal végzik; kezdetben káliumpermanganáttal, majd kálium-kloráttal, újabban a kálium-bikromátos eljárás hódít tért. Míg az előbbi vegyületekkel — a sokféle javítás ellenére — csak részben oxidálhatók a szerves anyagok, a kromátos eljárás már csaknem teljes (90—100%-os) oxidálást biztosít. Az illó szerves anyagok mérése azonban itt is kiesik. A legújabb, közvetett meghatározás a jelen levő szerves anyagok széntartalmát méri, elégetés után határozva meg a keletkező CO, vagy C0 2 tartalmat. A mért széntartalomból szintén kiszámítható a szerves anyag tartalom, vagy ennek oxigénigénye. A többirányú fejlesztés ellenére is tökéletlenek az elért eredmények, egyrészt azért, mert az oxigénigény eljárások csak az oxidáláshoz szükséges oxigén mennyiségét adják meg, ami a szerves anyagok mennyiségére nehezen számítható át, lévén ezek oxigén-igénye jellegüktől függően igen különböző, másrészt azért, mert nem jelzik azt, hogy a jelenlevő szerves anyagok biológiailag lebonthatók-e, márpedig az oxigén-igény meghatározásának ez lenne az egyik fő célja. Az összes szerves szén tartalom szintén átszámítható szerves anyag tartalomra, vagy oxigén-igényre, de ez is csak bizonytalan eredményt ad, mert az átszámítási szorzószám itt is nagymértékben függ a jelenlevő szerves anyagok jellegétől. Ezek az értékelési nehézségek vezettek egy olyan módszer kidolgozásához, mely már nem kémiai úton végzi az oxidálást, hanem azt az oxigén mennyiséget méri, melyet magában a vízmintában levő bioszervezetek használnak fel a szerves anyagok lebontása során a vízben jelen levő oldott oxigénből. Ez a biokémiai oxigén-igénynek nevezett (BOI) eljárás levegővel telített, ismert térfogatú vízmintában méri az oldott oxigén tartalmat, majd egy ugyanilyen oxigén tartalmú mintát 5, 10, vagy 20 napon át sötétben, 20 °C-on tárolva méri újra a csökkent oxigén tartalmat. A mintában levő bio-szervezetek a több napos időtartam alatt részben, vagy egészben lebontják a szerves anyagokat és az ehhez felhasznált oxigén mennyisége mutatja a meghatározni kívánt BOI 5, BOI 1 0, vagy BÜI 2 0 értéket. Tekintettel arra, hogy a módszer kiindulási szempontja helyes, mert nem kémiai, hanem a valóságnak megfelelő biológiai oxidálást alkalmaz, ez az eljárás a gyakorlatban fokozatosan elterjedt, főleg a nyers és tisztított szennyvizek, valamint a felszíni vizek vizsgálása terén, bár a módszer eléggé munkaigényes és eredményt csak 5, 10, vagy 20 nap múlva szolgáltat. Az eljárás hibái és kiküszöbölésük lehetőségei Az 1942-ben kiadott MOSz 448 magyar szabvány a világon első ízben szabványosította ezt az eljárást, igyekezve kiküszöbölni bizonyos hibákat, melyeket a jelenlevő kémiai redukáló anyagok okoznak. Az újabb előírások ezeket tovább fejlesztették. így, a klórozott szennyvizek vizsgálása során a vizsgálás előtt a szabad-klór tartalmat vegyszeresen le kell kötni. Ehhez előzetesen meg kell határozni a szabad klór tartalmat, mert a redukáló vegyszer túladagolása komoly hibát okoz. Hasonló a helyzet a redukáló vegyianyagokat tartalmazó szennyvizeknél (pl. cellulóz-gyártás), melyeket oxidálni kell, vagy az abiotikus oxigénfogyasztásukat előmérés után levonással kell számításba venni. A széles körű elterjedés folyamán mind újabb és újabb tökéletlenségek jelentkeztek. Egyik legnagyobb hátránya a BOI meghatározásnak az, hogy akkor adna csak jól értékelhető eredményt,
