Language
Country/Area
No result found
استهلاك الأكسجين السحري: كيفية تقييم المادة العضوية في الماء بسرعة؟
في الكيمياء البيئية، يُعد الطلب على الأكسجين الكيميائي (COD) مؤشرًا يكشف عن كمية الأكسجين التي يمكن استهلاكها في محلول مُقاس. يعد هذا القياس، الذي يتم التعبير عنه عادةً بالملليجرام من الأكسجين المستهلك لكل لتر من المحلول، مؤشرًا مهمًا لتقييم جودة المياه. ومن خلال اختبار COD، يستطيع علماء البيئة تحديد محتوى المواد العضوية في الماء بسرعة، وهو أمر لا غنى عنه عند التحكم في تلوث المياه أو معالجة مياه الصرف الصحي.
يوفر COD مؤشرًا لتأثير تصريف مياه الصرف الصحي على المسطحات المائية، وهو ما يعادل دور الطلب الكيميائي الحيوي على الأكسجين (BOD).
مبدأ اختبار COD هو أن جميع المركبات العضوية تقريبًا يمكن أن تتأكسد بالكامل إلى ثاني أكسيد الكربون عن طريق المؤكسدات القوية في بيئة حمضية. تحدد كمية الأكسجين المطلوبة لهذه العملية كمية المادة العضوية الموجودة في الماء. في التقييمات البيئية الشائعة، فإن المادة المؤكسدة الأكثر استخدامًا هي كرومات البوتاسيوم (K2Cr2O7) ويكون تأثير الأكسدة فعالًا للغاية في البيئات الحمضية ويمكنه أكسدة جميع المركبات العضوية تقريبًا.
كيفية إجراء اختبار COD
عند إجراء اختبار COD، عادة ما يتم خلط كرومات البوتاسيوم مع حامض الكبريتيك لتكوين بيئة حمضية، وبالتالي تنشيط خصائصه المؤكسدة القوية. في هذا التفاعل، يقوم كرومات البوتاسيوم بأكسدة المادة العضوية الموجودة في عينة الماء ثم يحولها بعد ذلك إلى Cr3+. سيتم قياس محتوى Cr3+ هذا بعد اكتمال التفاعل كمؤشر غير مباشر للمحتوى العضوي لعينة الماء.
أثناء اختبار COD بنسبة 650054%، يجب قياس فائض الكروم بعد اكتمال تفاعل الأكسدة لضمان إمكانية حساب محتوى Cr3+ بدقة.
بمجرد اكتمال تفاعل الأكسدة، يتم استخدام ثاني أكسيد الكبريت لمعايرة كرومات البوتاسيوم الزائدة. يتم استخدام مؤشر الأكسدة والاختزال في هذه العملية للإشارة إلى نقطة نهاية التفاعل، وعادةً ما ستشاهد تغيرًا في اللون من الأزرق والأخضر إلى البني المحمر، وهو مؤشر على نجاح الاختبار.
التداخل من المواد العضوية وغير العضوية
قد تتداخل التركيزات العالية من المواد غير العضوية في عينات المياه مع دقة اختبار COD، وخاصة أيونات الكلوريد. وفي بعض الحالات، يمكن أن يؤثر تفاعله مع الكرومات على نتائج الاختبار. لذلك، من أجل القضاء على تداخل الكلور، غالبًا ما تتم إضافة كبريتات الزئبق أثناء عملية الكشف.
قامت الحكومة أيضًا بصياغة العديد من اللوائح المتعلقة بحماية البيئة، حيث وضعت حدودًا للقيمة القصوى المسموح بها لـ COD في مياه الصرف الصحي. على سبيل المثال، في سويسرا، يجب التحكم في تركيز COD بين 200 و1000 ملجم/لتر قبل البدء في المعالجة. يتم بعد ذلك تصريف المسطح المائي الناتج إلى البيئة الطبيعية.
التاريخ والوضع الحالي
في السابق، تم إجراء العديد من الاختبارات باستخدام برمنجنات البوتاسيوم، ولكن بسبب الاختلافات في قدرتها على أكسدة المركبات العضوية المختلفة، لم تكن دقة اختبار COD عالية. مع التقدم التكنولوجي المستمر، تختار العديد من المختبرات الآن كرومات البوتاسيوم للقياس لأنه فعال من حيث التكلفة ويمكنه أكسدة معظم المواد العضوية بشكل كامل تقريبًا.
النظرة المستقبلية
باعتبارها الطريقة الرئيسية لاختبار جودة المياه، لا يزال لدى COD مجال كبير للتحسين. على سبيل المثال، تعد كيفية تحسين كفاءة الاختبار والتأكد من عدم وجود تداخل من مواد غير عضوية في عينات المياه المعقدة أحد التحديات التي تواجه العلماء في المستقبل. لن يؤدي التقدم في تكنولوجيا مراقبة جودة المياه إلى تحسين حماية النظام البيئي فحسب، بل قد يحدث أيضًا ثورة في الطريقة التي ندير بها موارد المياه. في هذا الاستكشاف العلمي، كيف يمكننا تحقيق التوازن بين حماية البيئة والتنمية بشكل أكثر فعالية؟
