COD, kemisk syreförbrukningsanalys

Kemisk syreförbrukning (COD) är ett test som mäter mängden syre som krävs för att kemiskt oxidera organiskt material och oorganiska näringsämnen som ammoniak eller nitrat som finns i vatten. De tidigaste metoderna för att kvantifiera kemisk syreförbrukning utvecklades för cirka 150 år sedan och involverar registrering av färgförändringarna hos en permanganatlösning när den blandas med vattenprover. Det fanns dock betydande variationer mellan prover som använde denna förening. Användningen av dikromatförfarandet var banbrytande och fulländad för avloppsvatten 1949.

Kemisk syreförbrukning (COD) bestäms genom ett laboratorietest där ett prov inkuberas med ett starkt kemiskt oxidationsmedel under en viss tid och vid en konstant temperatur (vanligtvis 150 timmar vid 2 grader). Det vanligaste oxidationsmedlet är kaliumdikromat som används med kokande svavelsyra. Kemiskt oxidationsmedel är inte specifikt för organiska eller oorganiska föreningar och därför mäts båda dessa källor till syreförbrukning i ett kemiskt syreförbrukningstest. Dessutom mäter den inte den potentiella syreförbrukningen i samband med vissa lösta organiska föreningar, såsom acetat. Därför är mätningarna inte direkt jämförbara med biokemisk syreförbrukning men kan användas som ett komplement.

Kemisk syreförbrukning (COD) är en viktig vattenkvalitetsparameter och används i en mängd olika tillämpningar, inklusive:

• För att verifiera att avloppsvattenutsläpp och avfallsbehandling uppfyller kriterierna som fastställts av tillsynsmyndigheterna
• För att mäta den biologiskt nedbrytbara andelen av avloppsvatten (förhållandet mellan biokemisk syreförbrukning och kemisk syreförbrukning)

Mätningar av biokemisk syreförbrukning och kemisk syreförbrukning används också som en indikator på storleken på ett avloppsreningsverk som krävs för en viss plats.

Faktum är att mätningar av kemisk syreförbrukning innebär ett antal svårigheter. Även om denna testmetod ingår i lagstadgade bestämmelser, är problemen och svårigheterna i samband med användningen av testet följande:

• Det är en fördröjning innan resultaten är tillgängliga (transport till laboratoriet för testning plus 2 timmar), så miljöskador kan uppstå innan data är tillgängliga.
• Testning är tidskrävande och kostsamt.
• Testet omfattar farliga kemikalier som måste kasseras varsamt och är potentiellt skadliga för operatörerna.
• Misslyckas med att återskapa naturliga processer (dvs. testet innebär en artificiell inkubation med ett starkt oxidationsmedel).
• Resultaten är inte entydiga och har en hög lägsta detektionsgräns, så de är inte tillämpliga på rena eller oförorenade flodprover.

I detta avseende kommer övergången från traditionella laboratorietester till övervakning på plats (i realtid) att bidra till att lindra en del av dessa problem. För detta ändamål utvecklas nya produkter som ger användarna en robust, repeterbar och underhållsfri sensorplattform för att mäta kemisk syreförbrukning i realtid. Dessa produkter är multiparameterenheter som innehåller en rad optiska sensorer. Fluorescensspektroskopi är en selektiv och känslig optisk teknik som ger in situ-mätning av löst organiskt material i realtid. Molekyler absorberar ljus med en viss våglängd och kretsande elektroner exciteras till ett högre energitillstånd. Elektronerna avger sedan ljus med en specifik våglängd för att återgå till grundtillståndet.

Kortfattat mäter kemisk syreförbrukning (COD) den mängd syre som krävs för att bryta ner organiska föroreningar i vatten. En högre kemisk syreförbrukning i ett prov indikerar att det innehåller högre halter av oxiderbart material. Om så är fallet har vattnet lägre nivåer av löst syre. När detta händer kan effekterna vara miljöskadliga för högre vattenlevande livsformer. Därför är målet med avloppsrening att minska den kemiska syreförbrukningen i vattnet. Övervakning av nivåerna av kemisk syreförbrukning gör det möjligt för avloppshanteringsföretag och anläggningar att bestämma de bästa metoderna för vattenrening. Utan denna detaljerade analys och information är det svårt, om inte rentav omöjligt, att vidta rätt åtgärder.

Det finns olika metoder som används för att mäta kemisk syreförbrukning. Dessa inkluderar online-tester och offline-laboratoriemetoder med hjälp av miljöanalysatorer. Principen bakom den kemiska syreförbrukningsmetoden är att under sura förhållanden oxiderar ett starkt oxidationsmedel nästan vilken organisk förening som helst till koldioxid. Kemisk syreförbrukningsanalys mäter mängden ekvivalent syre som krävs för att kemiskt oxidera organiska föreningar i vatten.

Moderna metoder använder mycket känsliga vetenskapliga instrument som kallas miljöanalysatorer. Dessa enheter blandar, värmer, kyler och analyserar sedan prover. Den här enheten detekterar även oskärpa för ökad noggrannhet. Vid analys kan förekomsten av grumlighet orsaka avvikelser på upp till 30 procent från det verkliga provvärdet på grund av störningar i provets uppmätta absorbans.

Den kemiska syreförbrukningsprocessen är snabb jämfört med traditionella metoder som biokemisk syreförbrukning (BOD). Ett starkt oxidationsmedel används vid mätningarna under sura förhållanden. Typiska oxidanter är:

• Kaliumdikromat
• Kaliumjodat
• Kaliumpermanganat
• Ceriumsulfat

Grundkraven för all analys är:

• Reducera kloridkoncentrationen till en nivå där kloridinterferens är försumbar (kloridinterferens uppstår där klorkoncentrationer större än 0,02 M är närvarande)
• Inte signifikant förändring av provets organiska innehåll (säkerställande av att det inte sker någon ökning eller minskning av kemisk syreförbrukning)
• För att göra metoden lämplig för rutinmässig användning.

Analyser sker i två steg:

• Digestion (oxidation av organiskt material i provet)
• Bestämning (mätning med titrimetrisk eller kolorimetrisk metod)

Först sker matsmältningen genom att skapa en reaktion som kräver syra, värme och en katalysator. Den kemiska syreförbrukningen mäts sedan med en av följande metoder:

• Titrimetrisk analys innebär att provlösningen behandlas med ett lämpligt reagens för att reagera kvantitativt.
• Kolorimetrisk analys innebär att man använder ett färgreagens och sedan observerar mätbara färgförändringar i provlösningen.

Vår organisation har en stark personalstyrka som noggrant följer utvecklingen inom vetenskap och teknik i världen och ständigt förbättrar sig. Bland de många test-, mät-, analys- och utvärderingsstudier som tillhandahålls för företag inom olika sektorer finns även COD- och kemisk syreförbrukningsanalystjänster.