Szennyvizekben levő szerves anyag meghatározása

A vizekben előforduló szerves anyagok kimutatására, mennyiségi meghatározására többféle módszer áll rendelkezésre. Mindnél közös, hogy mennyiségüket azzal az oxigénmennyiséggel jellemzik, amely az adott körülmények között az oxidálásukhoz szükséges.

Biokémiai oxigénigény (BOI)

A szerves anyag meghatározás egyik lehetősége a biokémiai oxigénigény, amely azt az adott idő alatt felhasznált oxigénmennyiséget jelenti, amelyet a vízben levő mikroorganizmusok a szerves anyagok aerob (oxigéntartalmú környezetbeni) biokémiai lebontásához felhasználnak. A mérés 20 Celsius-fokon történik. Mintavételkor megmérjük az anyag oldott oxigén tartalmát, majd 5 nap múlva ismét. A két mérés között elfogyott oxigén mennyiségét nevezzük a biológiai oxigénigénynek (BOI5).

Beszélhetünk teljes biokémiai oxigénigényről (TBOI) is, amely azt az oxigénmennyiséget jelenti, ami az összes szerves szennyező biokémiai lebontásához szükséges.

Permanganátos kémiai oxigénigény (KOIps)

Kémiai oxigénigény meghatározásakor meghatározzuk azt az oxigénmennyiséget, amely a szerves anyagok kémiai úton történő lebontásához szükséges. A permanganátos jelző arra utal, hogy a vízben levő szerves anyagokat kálium-permanganáttal elroncsoljuk, és a maradék permanganátot kétszeresen visszatitráljuk oxálsavval. Indikátor a permanganát saját színe.

A lejátszódó reakciók a következők:

  • 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → K2SO4 + 2 MnSO4 + 3 H2O + 5 ’O’
  • 2 MnO−4 + 5 (COO)2−2 + 16 H+ → 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O

A kromátos oxigénigény (KOIk)

Erősen savas közegben a vízben levő szerves anyagokat ezüst-szulfát katalizátor jelenlétében kálium-bikromáttal roncsoljuk, majd vas(II)-ammónium szulfát mérőoldattal visszatitráljuk a maradék kálium-dikromátot. Indikátor a ferroin.

A következő kémiai reakciók játszódnak le:

  • K2Cr2O7 + 4H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O + 3'O'
  • Cr2O2−7 + 6 Fe2+ + 14 H+ = 2 Cr2+ + 6 Fe3+ + 6Fe3+ + 7 H2O

A KOI-meghatározás esetén pozitív hibával számolhatunk, mivel a vízben levő szervetlen anyagok is reagálhatnak a kálium-permanganáttal vagy a kálium-bikromáttal, ezért egyre gyakrabban alkalmazzák a KOI helyett a teljes szerves széntartalom meghatározást (TOC).

A TOC meghatározása két lépésben történik. Először a teljes szenet határozzuk meg (TC) úgy, hogy a mintát oxigénárammal áramoltatjuk egy nagy hőmérsékletű (680-900 oC) katalizátorral töltött csőbe. Itt a szén szén-dioxiddá alakul, amelyet infravörös detektor mérni tud, mivel a szén-dioxidnak a infravörös fényben elnyelése van. A második lépés a minta szervetlen széntartalmának (IC)meghatározása. A két eredmény különbsége adta meg a teljes szerves széntartalmat (TOC: total organic carbon)

Források

Moser Miklós, Pálmai György. Környezetvédelem alapjai. Nemzeti Tankönyvkiadó Rt. (2001) 

Kapcsolódó szócikkek