Analisi Ossimetriche

L’analisi eseguita ha riguardato la determinazione del seguente parametro:

BOD₅:

Ipotizzando di dover smaltire un cumulo di rifiuti di diversi tipi (gli inquinanti nei reflui), che hanno bisogno di benzina per essere ridotti in cenere, il BOD è la “benzina”, il combustibile (o il comburente, che è lo stesso, anche se meno intuitivo) necessario per ridurre gli inquinanti in cenere. Le “ceneri” (i fanghi sedimentabili) vengono raccolti nelle tramogge delle sezioni di decantazione. Maggiore è l’inquinamento da rimuovere, più ossigeno (benzina) è necessario.

Il metodo più frequentemente utilizzato per la misura del BOD consiste nella misurazione dell’ossigeno disciolto, espresso in mg/l, nel campione prima e dopo un certo periodo di incubazione (normalmente 5 giorni, da cui BOD₅) a 20°C. Avendo a disposizione un ossimetro professionale che ci indica direttamente l’ossigeno disciolto in mg/L si è potuta evitare la titolazione con tiosolfato. Le analisi sono state eseguite sui campioni prelevati e conservati al buio a 3-4°C, entro le 24 ore.

Ci si è attenuti alle sequenze ufficiali IRSA - CNR e si propone in modo dettagliato il metodo seguito, anche per ragioni didattiche:

PRINCIPIO:

Il metodo basa sulla determinazione dell'ossigeno disciolto nel campione diluito e inoculato, prima e dopo incubazione di cinque giorni al buio e alla temperatura di 20°C.

La differenza tra le due determinazioni, moltiplicata per il fattore di diluizione, fornisce il valore del BOD₅ del campione espresso in mg/L di ossigeno.

APPARECCHIATURA:

1) bottiglie di incubazione della capacità di circa 300 ml con tappo a becco di clarino, numerate sul tappo e sul corpo (è importante avere volumi quasi identici perché nei calcoli finali si parte da questo presupposto);

2) termostato regolabile per l’incubazione delle bottiglie;

3) compressore di aria;

4) ossimetro.

REATTIVI:

1) Acqua di diluizione, cioè acqua distillata saturata di ossigeno in cui vengono aggiunti nutrienti per i batteri. Viene preparata aggiungendo 1 ml di ciascuna delle seguenti soluzioni a 1 litro di acqua distillata:

• cloruro ferrico esaidrato 0,25 g/L
• cloruro di calcio anidro 27,5 g/L
• solfato di magnesio eptaidrato 22,5 g/L
• soluzione tampone pH = 7,2. Sciogliere 21,75 g di potassio fosfato bibasico, 8,5 g di potassio fosfato monobasico, 33,3 g di sodio fosfato bibasico eptaidrato e 1,7 g di ammonio cloruro in un litro di acqua.
• inoculo costituito da fanghi attivi provenienti da un depuratore a digestione aerobica (aggiungerne 20 ml per litro di acqua di diluizione).

Aerare la soluzione per 15 minuti e lasciare a riposo per altri 15 minuti.

PROCEDIMENTO:

Stabilire le diluizioni più opportune e introdurre cautamente acqua di diluizione nelle bottiglie sino a circa 1 cm al di sopra della linea che segna l'inizio del cono smerigliato.

Dopo 15 minuti utilizzare una delle bottiglie per la determinazione del contenuto al tempo zero dell'ossigeno disciolto e porre l'altra, chiusa con il suo tappo, in termostato a 20°C per cinque giorni.

Contemporaneamente travasare solamente l’acqua di diluizione in altre due bottiglie e utilizzarne una per la determinazione del contenuto al tempo zero dell'ossigeno disciolto e l'altra per l’incubazione.

Dopo cinque giorni determinare sia nel campione in esame sia nell'acqua di diluizione l'ossigeno disciolto residuo.

CALCOLI:

BOD₅ (mg/L) = (X – Y) ∙ V/v – (C – E) ∙ (V – v)/v

dove:

X è l'ossigeno disciolto nel campione diluito prima della incubazione (in mg/L)

Y è l'ossigeno disciolto nel campione diluito dopo l'incubazione (in mg/L)

V è il volume della bottiglia di incubazione (in ml)

v è il volume del campione preso in esame (in ml)

C è l'ossigeno disciolto nell'acqua di diluizione prima della incubazione (in mg/L)

E è l'ossigeno disciolto nell'acqua di diluizione dopo l'incubazione (in mg/L)

Nella fattispecie, si sono preparati 5 L di acqua di diluizione (quindi 5 mL dei vari reattivi e 100 mL di inoculo portati a 5 L con acqua distillata e poi areati per 15 minuti).

Per ogni stazione esaminata si sono fatte quattro misurazioni: usando due diversi rapporti tra campione e acqua di diluizione, cioè 1:1 e 1:4, si sono preparate due bottiglie allo scopo di misurare l’ossigeno disciolto sia prima e sia dopo l’incubazione di 5 gg. Due altre misurazioni hanno riguardato la sola acqua di diluizione, ricercandovi nuovamente l’ossigeno disciolto prima e dopo l’incubazione. In particolare:

Diluizione 1:1

· durante i 15 minuti di areazione dell’acqua di diluizione, riempire una bottiglia a becco di clarino vuota fino a metà con l’acqua da analizzare;

· ripetere la stessa operazione per tutti i campioni di acqua da analizzare;

· etichettare opportunamente le bottiglie, indicando le stazioni di prelievo, il volume globale della bottiglia, la diluizione e la data.

· portare poi quasi a volume (fino a circa 2 cm sotto il collo) con l’acqua di diluizione appena preparata;

Diluizione 1:4

· durante i 15 minuti di areazione dell’acqua di diluizione, riempire una bottiglia a becco di clarino vuota fino a un quarto del volume con l’acqua da analizzare;

· ripetere la stessa operazione per tutti i campioni di acqua da analizzare;

· etichettare opportunamente le bottiglie, indicando le stazioni di prelievo, il volume globale della bottiglia, la diluizione e la data.

· portare poi quasi a volume (fino a circa 2 cm sotto il collo) con l’acqua di diluizione appena preparata;

Solo acqua di diluizione

· riempire quasi completamente una bottiglia a becco di clarino con la sola acqua di diluizione (fino a 2 cm sotto il collo) ed etichettarla opportunamente, indicando il volume globale della bottiglia, la data e specificando che si tratta della sola acqua di diluizione;

Misurazione dell’ossigeno disciolto

· misurare l’ossigeno disciolto (“tempo 0”) di tutte le bottiglie, compresa quella con la sola acqua di diluizione e tabulare opportunamente le letture eseguite;

· riempire completamente con l'acqua di diluizione tutte le bottiglie e chiuderle con il proprio tappo, senza che rimangano bolle d’aria all’interno;

· mettere per 5 giorni tutte le bottiglie in un termostato alla temperatura di 20°C. In questi 5 giorni i protozoi consumeranno ossigeno per degradare le sostanze organiche presenti nell’acqua;

· effettuare le misurazioni dell’ossigeno allo scadere dei 5 giorni e tabulare i risultati ottenuti;

· eseguire i calcoli finali, usando l’equazione già riportata.

Si ricorda che il valore limite da tener presente è di 8 mg/l (livello sufficiente per le acque superficiali, ai sensi del già citato D. Lgs. 152/99).