Language
Country/Area
No result found
لغز الطلب على الأكسجين الكيميائي: لماذا يعد قياس جودة المياه أمرًا في غاية الأهمية؟
في مجال الكيمياء البيئية اليوم، يعد الطلب على الأكسجين الكيميائي (COD) مؤشرًا مهمًا يوضح استهلاك الأكسجين في محلول مائي. يتم التعبير عن هذا المؤشر بشكل شائع في شكل ملليجرام لكل لتر (ملجم/لتر) ويمكنه قياس محتوى المادة العضوية في الماء بسرعة. يُستخدم اختبار COD بشكل شائع لتحديد كمية الملوثات القابلة للأكسدة في المياه السطحية (مثل البحيرات والأنهار) أو مياه الصرف الصحي. في اختبار جودة المياه، يوفر COD مؤشرًا للمساعدة في تحليل تأثير تصريف مياه الصرف الصحي على نظام الاستقبال، على غرار الطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي (BOD).
مبدأ اختبار COD
أساس اختبار COD هو أن جميع المركبات العضوية تقريبًا يمكن أن تتأكسد تمامًا إلى ثاني أكسيد الكربون تحت تأثير المؤكسدات القوية. يحدث هذا التفاعل عادةً في بيئة حمضية، ولهذا السبب غالبًا ما يتم إضافة حمض الكبريتيك إلى الاختبار. في بيئة حمضية، يتم استخدام كرومات البوتاسيوم كعامل مؤكسد للاختبار. نتيجة هذا التفاعل هي:
CnHaOبNج + (n + a/4 - b/2 - 3/4ج) O2 → n CO2 + (a/2 - 3/2c) H2O + c NH3
تبين نتائج هذا التفاعل الكيميائي أنه من خلال قياس كمية الأكسجين المطلوبة، يمكن استنتاج كمية المادة العضوية في عينة الماء بشكل غير مباشر.
عملية القياس باستخدام كرومات البوتاسيوم
كرومات البوتاسيوم مركب يظهر خصائص مؤكسدة قوية في البيئات الحمضية. عند إجراء اختبار COD، غالبًا ما يتم إضافة حمض الكبريتيك لضمان استمرار التفاعل في ظل الظروف الحمضية. أثناء عملية التفاعل بأكملها، سيتم اختزال كرومات البوتاسيوم لتكوين Cr3+، وتكون كمية Cr3+ المتولدة مؤشرًا غير مباشر لقياس المادة العضوية في عينات المياه .
CnHaObNc + d Cr2 O72- + (8d + c) H+ → n CO2 + (a + 8d - 3c)/2 H2O + c NH4+ + 2d Cr3+
عملية القياس وطريقة الحساب
خلال عملية القياس، يجب الحفاظ على وجود فائض من كرومات البوتاسيوم لضمان إمكانية أكسدة جميع المواد العضوية بالكامل. بعد اكتمال تفاعل الأكسدة، يتم استخدام كبريتات الأمونيوم الحديدية (FAS) للمعايرة لتحديد نسبة الكروم المخفضة3+، بحيث يمكن حساب محتوى المادة العضوية بدقة. صيغة حساب COD هي كما يلي:
COD = 8000 × (b - s) / حجم العينة
حيث b هو حجم FAS في العينة الفارغة، وs هو حجم FAS في العينة الأصلية، وسيتم التعبير عن قيمة COD المحسوبة بالمجم/لتر.
المواد المتداخلة غير العضوية واللوائح البيئية
في عينات المياه، قد تتداخل التركيزات العالية من المواد غير العضوية القابلة للأكسدة أيضًا مع قياسات COD. على سبيل المثال، يتواجد الكلوريد في كل مكان في مياه الصرف الصحي ويتفاعل مع كرومات البوتاسيوم، مما قد يسبب أخطاء في القياس. ومن أجل تقليل هذا التأثير، يمكن إضافة مواد كيميائية مثل كبريتات الزئبق إلى العينة للتخلص من تداخل الكلور. كما وضعت العديد من البلدان أيضًا مواصفات صارمة لكمية COD المسموح بها في مياه الصرف الصحي لحماية البيئة. على سبيل المثال، تشترط سويسرا أن يتراوح COD لمياه الصرف الصحي بين 200 و1000 ملغم/لتر قبل تصريفها.
بعد هذه التحليلات، لا يسعنا إلا أن نفكر: في مواجهة مشاكل الموارد المائية المتزايدة الخطورة، كيف نضمن دقة وموثوقية اختبارات جودة المياه لحماية بيئتنا المعيشية؟
