KOİ, Kimyasal Oksijen İhtiyacı Analizleri

Kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), suda bulunan amonyak veya nitrat gibi organik madde ve inorganik besinleri kimyasal olarak oksitlemek için gereken oksijen miktarını ölçen bir testtir. Kimyasal oksijen ihtiyacının kantifikasyonuna yönelik en eski yöntemler yaklaşık 150 yıl önce geliştirilmiştir ve su örnekleri ile karıştırıldığında karıştırılan bir permanganat çözeltisinin renk değişimlerinin kaydedilmesini içerir. Ancak, bu bileşiği kullanan örnekler arasında önemli değişkenlik vardı. Dikromat prosedürünün kullanımı 1949 yılında atık su için öncülük edilmiş ve mükemmelleştirilmiştir.

Kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), bir örneğin belirli bir zaman aralığında ve sabit sıcaklıkta (genellikle 150 derecede 2 saat) güçlü bir kimyasal oksidanla inkübe edildiği bir laboratuvar testiyle tespit edilir. En yaygın kullanılan oksidan, kaynar sülfürik asitle birlikte kullanılan potasyum dikromattır. Kimyasal oksidanın organik veya inorganik bileşiklere özgü değildir ve bu nedenle oksijen ihtiyacının bu iki kaynağı da bir kimyasal oksijen ihtiyacı testinde ölçülür. Ayrıca, asetat gibi belirli çözünmüş organik bileşiklerle ilişkili oksijen tüketim potansiyelini ölçmez. Bu nedenle, ölçümler doğrudan biyokimyasal oksijen ihtiyacı ile karşılaştırılabilir değildir ancak tamamlayıcı olarak kullanılabilir.

Kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), önemli bir su kalitesi parametresidir ve şu sayılanlar dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalarda kullanılır:

• Atık su deşarjının ve atık arıtma prosedürünün düzenleyiciler tarafından belirlenen kriterleri karşıladığını doğrulamak için
• Atık su çıkışının biyolojik olarak parçalanabilir kısmını ölçmek için (biyokimyasal oksijen ihtiyacı ve kimyasal oksijen ihtiyacı arasındaki oran)

Biyokimyasal oksijen ihtiyacı ve kimyasal oksijen ihtiyacı ölçümleri ayrıca belirli bir konum için gereken bir atık su arıtma tesisinin boyutunun bir göstergesi olarak kullanılır.

Aslında kimyasal oksijen ihtiyacı ölçümleri birtakım güçlükler içerir. Bu test yöntemi yasal düzenlemelerde yer almasına rağmen, testin kullanımıyla ilişkili yaşanan sorun ve güçlükler şunlardır:

• Sonuçlar elde edilene kadar bir gecikme olmaktadır (test için laboratuvara ulaşım artı 2 saat), bu nedenle veriler elde edilmeden önce çevresel hasar meydana gelebilir.
• Test zaman alıcı ve maliyetlidir.
• Test, dikkatli bir şekilde atılması gereken ve operatörler için potansiyel olarak zararlı olan tehlikeli kimyasallar içerir.
• Doğal süreçleri yeniden yaratmada başarısız olur (yani test, güçlü bir oksitleyici maddeyle yapay bir inkübasyon içerir).
• Sonuçlar kesin değildir ve yüksek bir minimum tespit limitine sahiptir, bu nedenle temiz veya kirlenmemiş nehir örnekleri için geçerli değildir.

Bu bakımdan geleneksel laboratuvar testinden yerinde (gerçek zamanlı) izlemeye geçiş bu sorunlardan bazılarını hafifletmeye yardımcı olacaktır. Bu amaçla kullanıcılara kimyasal oksijen ihtiyacını gerçek zamanlı olarak ölçmek için sağlam, tekrarlanabilir, düşük bakım gerektiren bir sensör platformu sağlayan yeni ürünler üretilmektedir. Bu ürünler, bir dizi optik sensörü bünyesinde barındıran çok parametreli cihazlardır. Floresan spektroskopisi, çözünmüş organik maddenin yerinde, gerçek zamanlı ölçümünü sağlayan seçici ve hassas bir optik tekniktir. Moleküller belirli bir dalga boyundaki ışığı emer ve yörüngedeki elektronlar daha yüksek bir enerji durumuna uyarılır. Elektronlar daha sonra temel duruma dönmek için belirli bir dalga boyundaki ışığı yayar.

Kısaca kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), suda kirletici olan organik maddelerin parçalanması için gerekli oksijen miktarını ölçer. Bir numunedeki daha yüksek kimyasal oksijen ihtiyacı, daha yüksek seviyelerde oksitlenebilir malzeme içerdiğini gösterir. Eğer durum buysa, su daha düşük çözünmüş oksijen seviyelerine sahiptir. Bu olduğunda, etkiler daha yüksek su yaşam formları için çevresel olarak zararlı olabilir. Bu nedenle atık su arıtımının amacı, sudaki kimyasal oksijen ihtiyacı seviyelerini azaltmaktır. Kimyasal oksijen ihtiyacı seviyelerinin izlenmesi, atık su yönetim şirketlerinin ve tesislerinin su arıtımı için en iyi yöntemlere karar vermesini sağlar. Bu ayrıntılı analiz ve bilgi olmadan, doğru eylemi gerçekleştirmek zor, hatta tamamen imkansızdır.

Kimyasal oksijen ihtiyacı ölçümünde kullanılan farklı yöntemler vardır. Bunlara çevrimiçi test ve çevresel analizörler kullanan çevrimdışı laboratuvar yöntemleri dahildir. Kimyasal oksijen ihtiyacı test yönteminin arkasındaki prensip, asidik koşullar altında güçlü bir oksitleyici maddenin hemen hemen her organik bileşiği karbondioksite oksitleyeceğidir. Kimyasal oksijen ihtiyacı analizi, suda organik bileşikleri kimyasal olarak oksitlemek için gereken eşdeğer oksijen miktarını ölçer.

Modern yöntemler, çevresel analizörler olarak bilinen son derece hassas bilimsel cihazlar kullanır. Bu cihazlar örnekleri karıştırır, ısıtır, soğutur ve ardından analiz eder. Bu cihaz ayrıca ek doğruluk için bulanıklık tespiti de yapar. Analizde, bulanıklığın varlığı, bir örneğin ölçülen absorbansına müdahale nedeniyle gerçek örnek değerinden yüzde 30’a kadar sapmalara neden olabilir.

Kimyasal oksijen ihtiyacı analiz süreci, biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ) gibi geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında hızlıdır. Ölçümlerde asidik koşullar altında güçlü bir oksidan kullanılır. Tipik oksidanlar şunlardır:

• Potasyum dikromat
• Potasyum iyodat
• Potasyum permanganat
• Serik sülfat

Herhangi bir analizde temel gereksinimler şunlardır:

• Klorür konsantrasyonunu, klorür girişiminin önemsiz olduğu bir seviyeye düşürmek (klorür girişimi, 0,02 M’den daha yüksek konsantrasyonlarda klorin bulunduğu yerde meydana gelir)
• Numunenin organik içeriğini önemli ölçüde değiştirmemek (kimyasal oksijen ihtiyacında artış veya azalma olmadığından emin olmak)
• Yöntemi rutin kullanıma uygun hale getirmek.

Analizler iki aşamada gerçekleşir:

• Sindirim (numunedeki organik maddelerin oksitlenmesi)
• Belirleme (titrimetrik veya kolorimetrik yöntem kullanılarak ölçüm yapılması)

Öncelikle asit, ısı ve katalizör gerektiren bir reaksiyon oluşturarak sindirim yapılır. Daha sonra kimyasal oksijen ihtiyacını şu yöntemlerden biriyle ölçülür:

• Titrimetrik analiz, numune çözeltisinin kantitatif olarak reaksiyona girmesi için uygun bir reaktifle işlenmesini içerir.
• Kolorimetrik analiz, bir renk reaktifinin kullanılmasını ve ardından numune çözeltisinde ölçülebilir renk değişimlerinin gözlemlenmesini içerir.

Kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verilen çok sayıda test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, KOİ, kimyasal oksijen ihtiyacı analizleri hizmetleri de bulunmaktadır.