DQO, Análise da Demanda Química de Oxigênio

A demanda química de oxigênio (DQO) é um teste que mede a quantidade de oxigênio necessária para oxidar quimicamente matéria orgânica e nutrientes inorgânicos, como amônia ou nitrato, encontrados na água. Os primeiros métodos para quantificar a demanda química de oxigênio foram desenvolvidos há cerca de 150 anos e envolvem o registro das mudanças de cor de uma solução de permanganato quando misturada com amostras de água. Entretanto, houve variabilidade significativa entre as amostras que usaram esse composto. O uso do procedimento de dicromato foi pioneiro e aperfeiçoado para águas residuais em 1949.

A demanda química de oxigênio (DQO) é determinada por um teste de laboratório no qual uma amostra é incubada com um oxidante químico forte por um tempo específico e a uma temperatura constante (geralmente 150 horas a 2 graus). O oxidante mais comumente usado é o dicromato de potássio usado com ácido sulfúrico fervente. O oxidante químico não é específico para compostos orgânicos ou inorgânicos e, portanto, ambas as fontes de demanda de oxigênio são medidas em um teste de demanda química de oxigênio. Além disso, ele não mede o potencial de consumo de oxigênio associado a certos compostos orgânicos dissolvidos, como o acetato. Portanto, as medições não são diretamente comparáveis ​​à demanda bioquímica de oxigênio, mas podem ser usadas como um complemento.

A demanda química de oxigênio (DQO) é um parâmetro importante de qualidade da água e é usada em uma ampla variedade de aplicações, incluindo:

• Para verificar se o procedimento de descarga de águas residuais e tratamento de resíduos atende aos critérios definidos pelos reguladores
• Para medir a fração biodegradável do efluente de águas residuais (razão entre a demanda bioquímica de oxigênio e a demanda química de oxigênio)

Medições de demanda bioquímica de oxigênio e demanda química de oxigênio também são usadas como um indicador do tamanho de uma estação de tratamento de águas residuais necessária para um local específico.

Na verdade, as medições da demanda química de oxigênio envolvem uma série de dificuldades. Embora este método de teste esteja incluído em regulamentações legais, os problemas e dificuldades associados ao uso do teste são os seguintes:

• Há um atraso antes que os resultados estejam disponíveis (transporte para o laboratório para testes mais 2 horas), portanto, danos ambientais podem ocorrer antes que os dados estejam disponíveis.
• Os testes consomem tempo e são caros.
• O teste envolve produtos químicos perigosos que devem ser descartados com cuidado e são potencialmente prejudiciais aos operadores.
• Não consegue recriar processos naturais (ou seja, o teste envolve uma incubação artificial com um agente oxidante forte).
• Os resultados não são conclusivos e têm um alto limite mínimo de detecção, portanto não são aplicáveis ​​a amostras de rios limpos ou não poluídos.

Nesse sentido, a transição dos testes laboratoriais tradicionais para o monitoramento no local (em tempo real) ajudará a aliviar alguns desses problemas. Para isso, novos produtos estão sendo desenvolvidos para fornecer aos usuários uma plataforma de sensor robusta, repetível e de baixa manutenção para medir a demanda química de oxigênio em tempo real. Esses produtos são dispositivos multiparâmetros que incorporam uma variedade de sensores ópticos. A espectroscopia de fluorescência é uma técnica óptica seletiva e sensível que fornece medições in situ e em tempo real de matéria orgânica dissolvida. As moléculas absorvem luz de um comprimento de onda específico e os elétrons em órbita são excitados para um estado de energia mais alto. Os elétrons então emitem luz de um comprimento de onda específico para retornar ao estado fundamental.

Resumidamente, a demanda química de oxigênio (DQO) mede a quantidade de oxigênio necessária para decompor poluentes orgânicos na água. Uma maior demanda química de oxigênio em uma amostra indica que ela contém níveis mais altos de material oxidável. Se esse for o caso, a água terá níveis mais baixos de oxigênio dissolvido. Quando isso acontece, os efeitos podem ser prejudiciais ao meio ambiente e às formas de vida aquáticas superiores. Portanto, o objetivo do tratamento de águas residuais é reduzir os níveis de demanda química de oxigênio na água. O monitoramento dos níveis de demanda química de oxigênio permite que as empresas e instalações de gerenciamento de águas residuais decidam sobre os melhores métodos de tratamento de água. Sem essa análise e informações detalhadas, tomar a atitude correta é difícil, se não completamente impossível.

Existem diferentes métodos usados ​​para medir a demanda química de oxigênio. Isso inclui testes on-line e métodos de laboratório off-line usando analisadores ambientais. O princípio por trás do método de teste de demanda química de oxigênio é que, sob condições ácidas, um agente oxidante forte oxidará quase qualquer composto orgânico em dióxido de carbono. A análise da demanda química de oxigênio mede a quantidade de oxigênio equivalente necessária para oxidar quimicamente compostos orgânicos na água.

Os métodos modernos usam instrumentos científicos altamente sensíveis, conhecidos como analisadores ambientais. Esses dispositivos misturam, aquecem, resfriam e depois analisam amostras. Este dispositivo também detecta desfoque para maior precisão. Na análise, a presença de turbidez pode causar desvios de até 30% do valor real da amostra devido à interferência na absorbância medida de uma amostra.

O processo de análise da demanda química de oxigênio é rápido quando comparado aos métodos tradicionais, como a demanda bioquímica de oxigênio (DBO). Um oxidante forte é usado nas medições sob condições ácidas. Os oxidantes típicos são:

• Dicromato de potássio
• Iodato de potássio
• Permanganato de potássio
• Sulfato cérico

Os requisitos básicos para qualquer análise são:

• Reduzir a concentração de cloreto a um nível em que a interferência do cloreto seja insignificante (a interferência do cloreto ocorre onde concentrações de cloro maiores que 0,02 M estão presentes)
• Não altera significativamente o conteúdo orgânico da amostra (garantindo que não haja aumento ou diminuição na demanda química de oxigênio)
• Para tornar o método adequado para uso rotineiro.

As análises ocorrem em duas etapas:

• Digestão (oxidação da matéria orgânica na amostra)
• Determinação (medição pelo método titulométrico ou colorimétrico)

Primeiro, a digestão ocorre pela criação de uma reação que requer ácido, calor e um catalisador. A demanda química de oxigênio é então medida por um dos seguintes métodos:

• A análise titulométrica envolve o tratamento da solução da amostra com um reagente adequado para reagir quantitativamente.
• A análise colorimétrica envolve o uso de um reagente colorido e a observação de mudanças de cor mensuráveis ​​na solução da amostra.

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