BOD, COD,TOD ו-TOC

חומר אורגני הוא אחד המזהמים העיקריים במים, ולכן חשוב מאוד לדעת את תכולת החומר האורגני בכל עת. עם זאת, לא ניתן למדוד חומר אורגני במים ישירות. יש צורך בשיטות אחרות, כמו חמצון של חומר אורגני במים, חישוב כמות החמצן הכוללת, ולאחר מכן חישוב תכולת החומר האורגני במים הפוך.

אם משתמשים במיקרואורגניזמים לחמצון, צריכת החמצן הנמדדת נקראת BOD של דרישת חמצן ביולוגית:

אם נעשה שימוש בחמצון כימי, צריכת החמצן הנמדדת נקראת COD כימית של צריכת חמצן;

אם נעשה שימוש בעירה בטמפרטורה גבוהה, צריכת החמצן הנמדדת נקראת צריכת חמצן הכוללת TOD;

אלו מספר אינדיקטורים נפוצים בתקנים שונים לטיפול במים.

בנוסף לשפוט לפי צריכת חמצן, יש עוד דרך חשיבה ישירה יותר. מכיוון שההגדרה של חומר אורגני היא תרכובות המכילות פחמן, ניתן למדוד את כמות החומר האורגני הכוללת על ידי מדידת תכולת הפחמן.

באמצעות בעירה, פחמנים אלה ייצרו פחמן דו חמצני. ניתן לחשב את תכולת הפחמן על ידי מדידת ייצור הפחמן הדו חמצני. זה נקרא סך פחמן אורגני TOC, שיכול גם להצביע בעקיפין על תכולת החומר האורגני במים.

למרות BOD, COD, TOD ו-TOC יכולים כולם להצביע בעקיפין על תכולת החומר האורגני במים, שיטות מדידה שונות קובעות את המגבלות שלהן.

BOD: בדרך כלל, זמן המדידה לוקח לפחות 5 ימים. אם המים מכילים חומרים רעילים, המיקרואורגניזמים שבמים יורעלו, מה שתהיה לה השפעה רבה על תוצאות הבדיקה.

COD: הריאגנטים המשמשים הם אשלגן דיכרומט ואשלגן פרמנגנט. יש לטפל תחילה בביוב. קל להיות ממוקד על ידי אנשים להשתמש במסירי COD, וכתוצאה מכך תוצאות בדיקה לא מדויקות. יתרה מכך, חומצה כרומית היא חומר רעיל ותגרום לזיהום משני.

TOD: תהליך המדידה מחמצן כמעט את כל החומר האורגני כלאחר יד, אבל חמצן מגיב גם עם מימן, חנקן, זרחן וגופרית. אם יש יותר מרכיבים אלו בדגימת המים, התוצאות הנמדדות בהחלט יהיו לא מדויקות.

TOC: לצורך מדידה, יש צורך תחילה להשתמש בחומצה גופרתית מדוללת כדי להסיר פחמן אנאורגני בדגימת המים, לאחר מכן לשרוף אותו בזרימת חמצן בטמפרטורה גבוהה, ולבסוף לזהות את תכולת הפחמן הדו חמצני באמצעות גלאי אינפרא אדום/גלאי מוליכות תרמית. עם זאת, תהליך זה דורש מכשירים מדויקים מאוד. אם דיוק המכשיר אינו מספיק, סביר להניח שיתרחשו שגיאות.

מדוע להשתמש ב-BOD וב-COD כאינדיקטורים לקולחים?

תיאורטית, השימוש ב-TOC לציון תכולת החומר האורגני בשפכים הוא המדויק ביותר, אך כיום רוב המדינות בעולם משתמשות ב-BOD ו-COD. הסיבה לכך היא שכאשר הסטנדרטים צוינו לפני עשרות שנים, הרמה הטכנית של כל מדינה הייתה מוגבלת ולא ניתן היה להפוך בדיקות TOC לפופולריות. למרות שניתן להשיג את הרמה הטכנית של רוב המדינות כיום, BOD ו-COD שימשו כתקנים עבור מדדי שפכים במשך עשרות שנים, ולא קל להחליף את כולם ב-TOC.

מדוע מדינות רבות דוגלות כיום בשימוש בתקני TOC?

מחוון ה-TOC היה נפוץ במקור בתחומי אספקת מים ושימוש במים תעשייתיים, וכיום מוזכר לעתים קרובות בתחום הטיפול במים מכיוון שמדינות רבות מפתחות כעת במרץ מערכות מים חכמות.

הצעד הראשון בפיתוח מערכות מים חכמות הוא הפקת ניטור מקוון לפופולריות. בשלב זה, מדידת COD היא מאוד לא נוחה. לא רק שצריך להכין יותר ריאגנטים, תוצאות המדידה לוקחות פרק זמן מסוים, וזה גם יגרום לזיהום משני.

לעומת זאת, ל-TOC זמן מדידה קצר יותר, דיוק גבוה יותר, ללא זיהום משני ועלות זיהוי נמוכה, והוא מתאים יותר לניטור מקוון בתדירות גבוהה.