Determinação da Demanda Bioquímica de Oxigênio ( DBO )
A estabilização ou decomposição biológica da matéria orgânica lançada ou presente na água envolve o consumo de oxigênio (molecular) dissolvido na água, nos processos metabólicos desses organismos biológicos aeróbicos.
Em função do citado anteriormente, a redução da taxa de oxigênio dissolvido em um recurso hídrico pode indicar atividade bacteriana decompondo matéria orgânica.
Logo, surge o conceito da demanda de oxigênio em relação à matéria orgânica, sendo muito utilizada as demandas bioquímicas de oxigênio (DBO) e a química de oxigênio (DQO) entende-se por DBO a quantidade de oxigênio molecular necessária à estabilização da matéria orgânica carbonada decomposta aerobicamente por via biológica e DQO, a quantidade de oxigênio molecular necessária à estabilização da matéria orgânica por via química.
Os processos oxidativos, dentre estes ocupam lugar preponderante os respiratórios, podem causar um grande consumo de oxigênio nas águas de um manancial. Microrganismo e vegetais heterótrofos, quando em grande numero podem reduzir o OD a nível zero. Sendo que a proliferação de tais organismos depende das fontes de alimento, ou seja, matéria orgânica.
A demanda de oxigênio provocada pela introdução de despejos orgânicos em recurso hídrico, é uma demanda respiratória, uma vez que a oxidação desse material é realizada exclusivamente por via enzimática, logo trata-se de uma demanda bioquímica de oxigênio.
A DBO5 , é um teste padrão, realizado a uma temperatura constante e durante um período de incubação, também fixo de 5 dias. É medida pela diferença do OD antes e depois do período de incubação.
Este texto recebe criticas, principalmente porque as condições ambientais de laboratórios não reproduzem aquelas dos corpos d’água (temperatura, luz solar, população biológica e movimentos das águas), mas mesmo com criticas é ainda considerado um parâmetro significativo para avaliação da carga orgânica lançada nos recursos hídricos.
Como fatores químicos, físicos e biológicos que determinam a DBO, citamos:
I) oxigênio dissolvido
II) Microrganismo: deve existir um grupo misto de microrganismo (denominado de semente), que seja capaz de oxidar a matéria orgânica em água e gás carbônico.
III) Nutrientes: como nitrogênio, fósforo, enxofre, magnésio, ferro e cálcio são indispensáveis para garantia de microrganismo vivos durante todo o período de incubação.
IV) Temperatura: qualquer reação bioquímica, tem como fator de importância a temperatura, que aumenta ou diminui a velocidade da reação de oxidação.
V) pH: as reações que ocorrem na DBO, para garantia de sobrevivência dos microrganismos, tem como faixa ideal de pH de 6,5 a 8,5.
VI) Tempo: para oxidação completa da matéria orgânica são necessários cerca de 20 dias, mas convencionou-se que, o período de incubação é de 5 dias, neste período aproximadamente é 70% da matéria orgânica é oxidada.
VII) Tóxicos: A presença de mercúrio, cobre, zinco, cádmio, chumbo, cianetos, formaldeídos, influenciam no sistema enzimático dos microrganismos, podendo leva-los à morte.
Em resumo, a DBO é a medida das necessidades respiratórias de uma população microbiológica.
A DBO é um excelente índice para indicar a eficiência de uma ETE (estação de tratamento de esgotos), quando se compara a DBO do esgoto bruto e do efluente final.
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MATERIAL
– 1 Bomba de ar comprimido (compressor de ar)
– 1 Incubadora de DBO termostaticamente controlada à temperatura de 20ºC mais ou menos 1ºC
– 4 Frascos de rolha esmerilhada, com capacidade de 250 a 300 mL para DBO
– 4 Erlenmeyers de 250 mL
– 4 Provetas graduadas de 100 mL
– 10 Pipetas graduadas de 5 mL
– 4 Bastões de vidro
– 1 Bureta de 25 mL
– 4 Béqueres de 100 mL
– 4 Placas de petri
REAGENTES
– Ácido Clorídrico R (ou 50% SR )
– Cloreto manganoso 80% SR
– Goma de amido 1% SI
– Hidróxido de Sódio 30% SR
– Iodeto de Potássio R (ou 10% SR)
– Tiossulfato de sódio N/80 SV
– Solução tampão de Fosfato, pH = 7,2
– Solução de Sulfato de Magnésio (MgSO4.7H2O) 2,25 % SR
– Solução de cloreto de cálcio (CaCI2) 2,75 % SR
– Solução de cloreto Férrico (FeCI3.6H2O) 0,0025% SR
– Água destilada / deionizada
– Água de diluição
PREPARO DA ÁGUA DE DILUIÇÃO
Utilizando um compressor de ar comprimido, sature com ar a água deionizada de maneira a obter um elevado teor de oxigênio dissolvido.
Em cada litro de água deionizada, adicione 1 mL da solução tampão fosfato, 1 mL de solução de sulfato de magnésio, 1 mL de solução de cloreto de cálcio e 1 mL de solução de cloreto férrico.
Para armazenar a água de diluição, é necessário que o recipiente, seja lavado com mistura sulfocrômica, enxague com água corrente e finalmente com destilada/deionizada.
Ressalta-se, que não se deve completar os estoques de água de diluição com soluções recentemente preparadas, e ainda, deve-se utilizar a água de diluição somente depois de 30 minutos de ter ocorrido a sua saturação com ar.
DILUIÇÃO
Quando a amostra a ser analisada é de natureza desconhecida, é necessário que se prepare diluições, de modo que se consiga uma depleção do OD, em 5 dias, de aproximadamente 2,5 mg/L. Alguns autores, aceitam que a depleção de OD, varie de 2,5 a 3,5 mg/L.
Para esgoto doméstico bruto e decantado, tem-se obtido depleções de OD, consideradas aceitáveis, diluições a 1%, 2%, 3%, 4% e 5%.
No caso de se receber diversas amostras de esgotos diferentes, para se definir teoricamente qual a quantidade de amostra a ser introdução no frasco de 300 mL para DBO poderá ser calculada pela formula:
1200 ML da amostra a ser adicionada = ————————
SDBO estimada
Para se avaliar esgotos totalmente desconhecidos deve-se utilizar um conjunto de diluições, por exemplo, 0,5 , 1,0 , 3,0 , 6,0 , e 12 mL e escolher aquela diluição que leva a uma depleção de OD próxima de 2,5 mg/ L.
Ressalta-se que depois de escolhido o volume do esgoto a ser colocado no frasco de 300 mL para avaliação da DBO, deve-se tomar novas amostras do esgoto para se obter resultados mais confiáveis.
Quando avalia-se esgotos altamente orgânicos, é quase impossível, se fazer medidas precisas de pequenos volumes (0,1 mL, 0,2 mL, etc…), neste caso, faz-se uma diluição, exemplo, 1:10 da amostra original, o que se permite realizar a análise utilizando volume maiores.
FLUXOGRAMA
V- Determine imediatamente o “OD” nos vidros 2 e 4.
VI – Após 5 dias determine o “OD” nos vidros 1 e 3.
Obs: OD do vidro nº 2 – OD do vidro nº 1 devera ser = 0,2.
OD do vidro nº 4 deve ser pelo menos de 7 mg / L.
CÁLCULOS
(OD do vidro nº 4 – OD do vidro nº 3) x fator de diluição = DBO em mg / L
(A – B) x 100
mg / L de DBO5 = ————————-
% de diluição
A = mg / L de OD da amostra instantânea (vidro 4)
B = mg / L de OD da amostra de 5 dias (vidro 3)
Exemplo de cálculo :
• Volume de amostra introduzida nos frascos 3 e 4 = 300 mL
• Volume do frasco 3 e 4 = 300 mL
• OD inicial da amostra diluída (vidro 4) = 8,0 mg / L
• OD final da amostra de 5 dias (vidro 3) = 4,0 mg / L
DBO5 em mg / L = (8,0 – 4,0) x 100 = 4 x 100 = 400 ?
DBO5 = 400 mg / L
300 mL
Fator de diluição = ———— = 100
3 mL
(8 – 4 ) x 100
mg / L de DBO5 = ——————– = 400 ? DBO5 = 400 mg / L
1 % de diluição: 300 mL ———— 100%
3 mL ———— X X = 1
Se por acaso houver algum imprevisto na avaliação do OD dentro dos 5 dias, por exemplo, antecipando-se ou atrasando-se a avaliação do OD, pode – se utilizar a seguinte tabela para correção do cálculo da DBO:
- 3 dias – valor da DBO encontrado x 1,360
- 4 dias – valor da DBO encontrado x 1,133
- 5 dias – valor da DBO encontrado x 1,000
- 6 dias – valor da DBO encontrado x 0,907
- 7 dias – valor da DBO encontrado x 0,850
Acervo: Enasa Engenharia
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