La demanda química de oxígeno (DQO) es una prueba que mide la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar químicamente la materia orgánica y los nutrientes inorgánicos como el amoníaco o el nitrato que se encuentran en el agua. Los primeros métodos para cuantificar la demanda química de oxígeno se desarrollaron hace unos 150 años e implican el registro de los cambios de color de una solución de permanganato cuando se mezcla con muestras de agua. Sin embargo, hubo una variabilidad significativa entre las muestras que utilizaron este compuesto. El uso del procedimiento del dicromato se inició y perfeccionó para aguas residuales en 1949.
La demanda química de oxígeno (DQO) se determina mediante una prueba de laboratorio en la que se incuba una muestra con un oxidante químico fuerte durante un tiempo específico y a una temperatura constante (generalmente 150 horas a 2 grados). El oxidante más comúnmente utilizado es el dicromato de potasio utilizado con ácido sulfúrico hirviendo. El oxidante químico no es específico de compuestos orgánicos o inorgánicos y, por lo tanto, ambas fuentes de demanda de oxígeno se miden en una prueba de demanda química de oxígeno. Además, no mide el potencial de consumo de oxígeno asociado con ciertos compuestos orgánicos disueltos como el acetato. Por lo tanto, las mediciones no son directamente comparables con la demanda bioquímica de oxígeno, pero pueden utilizarse como complemento.
La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro importante de calidad del agua y se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, entre ellas:
Las mediciones de la demanda bioquímica de oxígeno y de la demanda química de oxígeno también se utilizan como indicador del tamaño de una planta de tratamiento de aguas residuales necesaria para una ubicación particular.
De hecho, las mediciones de la demanda química de oxígeno implican una serie de dificultades. Si bien este método de prueba está incluido en la normativa legal, los problemas y dificultades asociados a su utilización son los siguientes:
En este sentido, la transición de las pruebas de laboratorio tradicionales al monitoreo in situ (en tiempo real) ayudará a aliviar algunos de estos problemas. Con este fin, se están desarrollando nuevos productos que brindan a los usuarios una plataforma de sensores robusta, repetible y de bajo mantenimiento para medir la demanda química de oxígeno en tiempo real. Estos productos son dispositivos multiparamétricos que incorporan una gama de sensores ópticos. La espectroscopia de fluorescencia es una técnica óptica selectiva y sensible que proporciona una medición in situ y en tiempo real de la materia orgánica disuelta. Las moléculas absorben la luz de una longitud de onda particular y los electrones que las orbitan se excitan a un estado de energía superior. Los electrones luego emiten luz de una longitud de onda específica para regresar al estado fundamental.
En pocas palabras, la demanda química de oxígeno (DQO) mide la cantidad de oxígeno necesaria para descomponer los contaminantes orgánicos en el agua. Una mayor demanda química de oxígeno en una muestra indica que contiene niveles más altos de material oxidable. Si este es el caso, el agua tiene niveles más bajos de oxígeno disuelto. Cuando esto sucede, los efectos pueden ser ambientalmente perjudiciales para las formas superiores de vida acuática. Por lo tanto, el objetivo del tratamiento de aguas residuales es reducir los niveles de demanda química de oxígeno en el agua. El monitoreo de los niveles de demanda química de oxígeno permite a las empresas e instalaciones de gestión de aguas residuales decidir cuáles son los mejores métodos para el tratamiento del agua. Sin este análisis e información detallados, tomar la acción correcta es difícil, si no absolutamente imposible.
Existen diferentes métodos utilizados para medir la demanda química de oxígeno. Estos incluyen pruebas en línea y métodos de laboratorio fuera de línea que utilizan analizadores ambientales. El principio detrás del método de prueba de demanda química de oxígeno es que, en condiciones ácidas, un agente oxidante fuerte oxidará casi cualquier compuesto orgánico a dióxido de carbono. El análisis de la demanda química de oxígeno mide la cantidad de oxígeno equivalente necesaria para oxidar químicamente los compuestos orgánicos en el agua.
Los métodos modernos utilizan instrumentos científicos altamente sensibles conocidos como analizadores ambientales. Estos dispositivos mezclan, calientan, enfrían y luego analizan las muestras. Este dispositivo también detecta el desenfoque para mayor precisión. En el análisis, la presencia de turbidez puede provocar desviaciones de hasta un 30 por ciento del valor real de la muestra debido a la interferencia con la absorbancia medida de una muestra.
El proceso de análisis de la demanda química de oxígeno es rápido en comparación con los métodos tradicionales como la demanda bioquímica de oxígeno (DBO). En las mediciones en condiciones ácidas se utiliza un oxidante fuerte. Los oxidantes típicos son:
Los requisitos básicos para cualquier análisis son:
Los análisis se realizan en dos etapas:
En primer lugar, la digestión se produce creando una reacción que requiere ácido, calor y un catalizador. La demanda química de oxígeno se mide luego mediante uno de los siguientes métodos:
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