BOD, Phân tích nhu cầu oxy sinh học

Nước chứa một lượng nhỏ oxy hòa tan. Lượng oxy này tuy nhỏ nhưng lại rất cần thiết cho sự sống dưới nước. Nhu cầu oxy sinh hóa thường chỉ ra lượng oxy cần thiết để phân hủy chất hữu cơ trong nước.

Hồ hoặc suối thông thường chứa một lượng nhỏ oxy dưới dạng oxy hòa tan. Mặc dù lượng oxy hòa tan nhỏ, chỉ khoảng mười phân tử oxy trên một triệu nước, nhưng đây là thành phần quan trọng của các nguồn nước tự nhiên. Sự hiện diện của nồng độ oxy hòa tan thích hợp là rất quan trọng để duy trì sự sống dưới nước và chất lượng thẩm mỹ của các dòng suối và hồ.

Sự hiện diện của nồng độ oxy hòa tan đầy đủ là rất quan trọng để duy trì đời sống thủy sinh và chất lượng thẩm mỹ của suối và hồ. Việc xác định ảnh hưởng của chất hữu cơ đến nồng độ oxy hòa tan trong suối hoặc hồ là một phần không thể thiếu trong quản lý chất lượng nước. Sự phân hủy chất hữu cơ trong nước được đo bằng nhu cầu oxy sinh hóa hoặc hóa học. Nhu cầu oxy là thước đo lượng chất có thể oxy hóa trong mẫu nước có thể làm giảm nồng độ oxy hòa tan.

Một số căng thẳng về môi trường (ví dụ như nhiệt độ mùa hè) và các yếu tố nhân sinh khác (ví dụ như bón quá nhiều phân bón vào nguồn nước) có thể làm giảm lượng oxy hòa tan trong nguồn nước, gây căng thẳng cho sinh vật thủy sinh tại địa phương. Một biện pháp đo nhu cầu oxy sinh hóa là phân tích nước được sử dụng để hiểu rõ hơn về tác động của vi khuẩn và các vi sinh vật khác đối với lượng oxy mà chúng tiêu thụ khi phân hủy chất hữu cơ trong môi trường hiếu khí (có oxy).

Việc xác định cách vật chất hữu cơ ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan trong suối hoặc hồ là một phần không thể thiếu của việc quản lý chất lượng nước. BOD, nhu cầu oxy sinh học, là thước đo lượng oxy cần thiết để loại bỏ chất thải hữu cơ ra khỏi nước trong quá trình phân hủy của vi khuẩn hiếu khí (vi khuẩn chỉ sống trong môi trường có chứa oxy). Chất thải hữu cơ được ổn định hoặc trở nên không gây hại thông qua quá trình phân hủy của các vi khuẩn sống cần oxy để thực hiện công việc của chúng. Phân tích nhu cầu oxy sinh học thường được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước thải như một chỉ số về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong nước.

Nhu cầu oxy sinh học là một thông số quan trọng để đánh giá chất lượng nước. Nó liên quan đến lượng oxy mà các sinh vật hiếu khí tiêu thụ để oxy hóa các hợp chất hữu cơ.

Nước thải có chứa nhu cầu oxy sinh học có thể gây ra tình trạng suy giảm oxy ở vùng nước tiếp nhận, có thể dẫn đến cái chết của một số sinh vật. Nhu cầu oxy sinh học cao thúc đẩy các quá trình kỵ khí, nhưng lượng oxy dư thừa quá lớn có thể dẫn đến cái chết của vi khuẩn.

Phân tích nhu cầu oxy sinh học mô phỏng nhu cầu oxy trong tự nhiên bằng cách ủ mẫu nước kín ở nhiệt độ được kiểm soát (thường là 5 độ) trong khoảng thời gian xác định (thường là 20 ngày) và xác định lượng oxy mà các vi sinh vật thủy sinh thích hợp cần. Các hệ thống và máy phân tích nhu cầu oxy sinh học tự động có thể được sử dụng cùng với các thông số khác (ví dụ: giá trị pH, độ đục, độ dẫn điện, độ kiềm).

Nói tóm lại, khi các vi sinh vật như vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí trong các nguồn nước, chúng sẽ tiêu thụ oxy. Lượng oxy tiêu thụ được gọi là nhu cầu oxy sinh học (BOD), nhưng đôi khi cũng được gọi là nhu cầu oxy sinh hóa. Mặc dù nước có chứa các phân tử oxy nhưng sinh vật dưới nước lại không sử dụng oxy. Thay vào đó, mọi sự sống trong các vùng nước đều sử dụng oxy hòa tan, vốn có ở dạng thể tích nhỏ (khoảng 10 phân tử oxy trên một triệu nước).

Oxy đi vào các nguồn nước chủ yếu qua khí quyển, nhưng cũng qua nước ngầm. Nhìn chung, vùng nước chảy nhanh như sông chứa nhiều oxy hơn vùng nước đọng như hồ, ao. Nói cách khác, nước cần có đủ oxy hòa tan để khỏe mạnh.

Nhu cầu oxy hóa học (COD) là một phương pháp thay thế để ước tính lượng oxy sẽ bị tiêu thụ bởi quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi khuẩn. Thử nghiệm này sử dụng chất oxy hóa mạnh để oxy hóa hóa học chất hữu cơ trong mẫu nước thải trong điều kiện nhiệt độ cao và axit mạnh. Các con số thu được từ nhu cầu oxy hóa học (COD) cao hơn các con số thu được từ nhu cầu oxy sinh học (BOD) do các quá trình liên quan.

Nồng độ oxy hòa tan dao động tự nhiên, nhưng có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao và phân bón cũng như các chất hữu cơ khác mà con người cho vào nước. Chất hữu cơ bị phân hủy trong nước bởi các vi sinh vật như vi khuẩn, chúng tiêu thụ oxy trong quá trình này. Khi mức chất hữu cơ tăng lên, mức oxy hòa tan sẽ giảm. Điều này có tác động lớn hơn đến các vùng nước đọng hơn là sông. Khi mùa hè nóng nực hoặc thời kỳ hạn hán xuất hiện, bạn có thể dễ dàng nhận thấy điều kiện dinh dưỡng dồi dào chiếm ưu thế trong môi trường nước. Nhìn chung, nước lạnh có khả năng lưu trữ oxy hòa tan tốt hơn. Nước thiếu oxy tạo ra môi trường lý tưởng cho tảo nở hoa, sau đó bị vi khuẩn tiêu thụ, dẫn đến tình trạng thiếu oxy trầm trọng hơn, khiến các sinh vật thủy sinh rất khó tồn tại, dẫn đến chết nguồn nước. Việc xả chất dinh dưỡng giàu vào các nguồn nước là vấn đề đáng quan tâm đặc biệt.

Nhu cầu oxy sinh học xuất phát từ chất hữu cơ trôi vào trong nguồn nước. Một số sản phẩm tự nhiên của môi trường bao gồm lá và cành cây rụng, cây cối, hạt giống, cỏ, phân và phân động vật, thậm chí cả động vật chết. Trong thế giới hiện đại, nhu cầu oxy sinh học ngày càng tăng đến từ các hoạt động của con người: phân bón, nước thải từ các quy trình công nghiệp, giấy thải, nhà máy chế biến thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, bể phốt, nước mưa chảy tràn ở đô thị và các hình thức ô nhiễm khác.

Tổ chức của chúng tôi có đội ngũ nhân viên hùng hậu, luôn theo dõi sát sao những diễn biến trong lĩnh vực khoa học công nghệ trên thế giới và không ngừng cải tiến. Trong số nhiều nghiên cứu thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá được cung cấp cho các doanh nghiệp trong nhiều lĩnh vực khác nhau, còn có các dịch vụ phân tích BOD và nhu cầu oxy sinh học.