ویال تست COD (سی او دی) چیست و چه کاربردی دارد؟

علم شیمی علمی است که با آزمایش و تست مواد مختلف سروکار دارد. یکی از تست‌هایی که در علم شیمی صورت می‌گیرد، ویال تست COD (سی او دی) است. تست سی او دی یا همان اکسیژن مورد نیاز شیمیایی، آزمونی است که برای اندازه‌گیری مواد آلی موجود در آب به کار گرفته می‌شود. برای اینکه دقیق‌تر با این تست و وسیله مخصوص آن آشنا شوید، بهتر است تا در مقاله ویال تست COD (سی او دی) چیست و چه کاربردی دارد با ما همراه باشید تا به بررسی کامل تست COD، چگونگی اندازه‌گیری آن و دیگر موارد مربوطه بپردازیم.

COD چیست؟

اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (Chemical Oxygen Demand) یا به اختصار COD به ظرفیت آب برای مصرف اکسیژن در طول تجزیه مواد آلی در آب گفته می‌شود. به عبارت دیگر در این آزمایش مقدار اکسیژنی که لازم است تا به کمک آن مواد آلی موجود در آب اکسید شوند، مشخص می‌شود. رویال تست COD وسیله‌ای برای اندازه‌گیری غیر مستقیم آلاینده‌ها (مواد آلی) در آب محسوب می‌شود. این وسیله به شما کمک می‌کند تا آب را تجزیه کنید و کیفیت آن را بسنجید تا بتوانید متوجه شوید که آب مورد نظر برای انسان و محیط زیست خطرناک است یا خیر. استفاده از ویال تست COD (سی او دی) یک راه عالی برای نظارت بر کارایی و عملکرد درست تصفیه خانه‌های آب است؛ زیرا اگر آب به خوبی تصفیه نشود، می‌تواند حاوی مواد آلی بسیار زیادی باشد که برای زندگی موجودات زنده بسیار خطرناک است. به همین دلیل است که استفاده از COD کمک می‌کند تا آلاینده‌ها تا حد امکان آسیب محیط زیستی کمتری داشته باشند.

چرا COD مهم است؟

همان‌طور که می‌دانید زندگی انسان همیشه به آب وابسته بوده است و امروزه نیز بیش از گذشته به آب پاک و تمیز نیاز داریم. همین دلیل اهمیت بسیار بالای ویال تست COD (سی او دی) می‌باشد. آب نقش مهمی در صنایع مختلف مانند صنایع بهداشتی و تجاری دارد. اما مشکلی که وجود دارد این است که امروزه جامعه‌های صنعتی آلاینده‌های بسیار زیادی را تولید می‌کنند و مشکلات زیست محیطی را به وجود می‌آورند. این مشکلات در صورتی که حل نشوند می‌توانند پیامدهای بسیار بدی را به همراه داشته باشند. علاوه بر این موارد برای آشنایی با ویال تست COD (سی او دی) خوب است بدانید محصولاتی مانند آفت‌کش‌ها، پساب‌ها و زباله‌ها می‌توانند منابع طبیعی آب آشامیدنی را آلوده کنند. آلودگی آلی بالا در سرچشمه‌ها و نهرها می‌تواند تاثیرات مختلفی داشته باشد. برخی از این اثرات موارد زیر هستند:

• تاثیر منفی روی جانداران آبزی
• کاهش اکسیژن محلول و اوتروفیکاسیون آن (مغذی شدن)
• سمی شدن ترکیبات آلی و گذاشتن اثر منفی روی سلامتی گیاهان و حیات وحش

امروزه از ویال تست COD (سی او دی) برای بررسی کیفیت آب استفاده می‌شود. علاوه بر آن از COD می‌توانیم برای انجام کارهای زیر استفاده کنید:

• تعیین کیفیت آب
• میزان تاثیر دفع زباله‌های فاضلاب بر محیط زیست
• تعیین غلظت آلاینده‌های قابل اکسید شدن در فاضلاب
• تجزیه و تحلیل اثر بخشی راه‌های حل مختلف برای تصفیه فاضلاب

به کمک COD می‌توان مقدار اکسیژن لازم برای تجزیه مواد آلی موجود در آب را اندازه‌گیری کرد. اگر در تست COD متوجه شدید که آب COD بالایی دارد، یعنی که آب مواد آلی بیشتری دارد و نیاز بیشتری به اکسیداسیون دارد. در صورت بالا بودن سطح مواد آلی در آب، اکسیژن در آب کاهش می‌یابد. آب‌هایی که مواد آلی زیادی دارند، می‌توانند تاثیر منفی روی زندگی جانداران از جمله جانداران آبزی بگذارند. به همین دلیل است که هدف استفاده از ویال تست COD (سی او دی) اندازه‌گیری میزان مواد آلی و پیدا کردن راه‌کار برای تصفیه آن‌ها است. اندازه‌گیری COD موجود در آب و فاضلات به شرکت‌ها و تاسیسات آب و فاضلاب کمک می‌کند تا بهترین روش‌ها برای تصفیه آب را پیدا کنند. بدون اطلاعات به دست آمده از ویال تست COD (سی او دی) و تجزیه و تحلیل‌های مختلف از این اطلاعات انتخاب راه مناسب برای تصفیه آب می‌تواند کاری سخت و چالش برانگیز باشد.

COD چگونه اندازه‌گیری می‌شود؟

برای اندازه‌گیری COD موجود در آب به طور کلی دو راه وجود دارد. راه اول که آزمایش‌های آنلاین است و راه دوم نیز روش‌های آزمایشگاهی با استفاده از وسایل مخصوص مانند ویال تست COD است. در تست آزمایشگاهی معمولا در شرایط اسیدی یک عامل اکسید کننده بسیار قوی (مانند اکسیژن) به آب اضافه می‌شود. این اکسیدکننده می‌تواند مواد آلی موجود در آب را به دی‌اکسید کربن تبدیل کند. تجزیه و تحلیل میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسید کردن مواد آلی موجود در آب معمولا به کمک ویال تست COD (سی او دی) انجام می‌شود.

مقدار استاندارد COD پساب خروجی در تصفیه فاضلاب بهداشتی و صنعتی چقدر است؟

مواد شیمیایی با مقادیر متفاوت از طریق صنایع مختلف وارد فاضلاب می‌شوند در نتیجه میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسید آن‌ها متفاوت خواهد بود. مقدار COD فاضلاب هر چه بیشتر باشد، نشان‌دهنده وجود مواد شیمیایی بیشتر در آن بوده و به همین علت ورود این پساب‌ها بدون تصفیه برای طبیعت خطر بیشتری را به همراه دارد. در واحدهای صنعتی که بیشتر با مواد شیمیایی سروکار دارند، شاخص COD بسیار بیشتر از محیط‌های مسکونی می‌باشد. بر اساس شاخص‌های ارائه شده توسط سازمان محیط زیست، COD در تمام فاضلاب‌های بهداشتی و صنعتی و غیره برای ورود به آب‌های سطحی باید 60، برای تخلیه به چاه‌های جاذب 60 و مصرف در مزارع کشاورزی و باغبانی 200 میلی‌گرم بر لیتر باشد. ناگفته نماند که این پارامتر با BOD فاضلاب کاملا متفاوت بوده و به مقدار اکسیژن برای انجام فرآیندهای بیولوژیکی ربطی ندارد.

نحوه استفاده از ویال تست COD چگونه است؟

فرآیند تجزیه و تحلیل و آزمایش با COD بسیار سریع‌تر و دقیق‌تر از روش‌های سنتی مانند روش اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) است. برای استفاده از COD کافی است که در یک نمونه از یک اکسیدان قوی در شرایط اسیدی استفاده کرد. برخی از اکسیدان‌های رایج شامل موارد زیر می‌شوند:

• دی‌کرومات پتاسیم
• یٌدات پتاسیم
• پتاسیم پرمنگنات
• سولفات سریک

آزمایش اندازه‌گیری COD فاضلاب با استفاده از پتاسیم پرمنگنات

در این روش مراحل باید طی شوند:

1. پتاسیم پرمنگنات را با آب مقطر بجوشانید.
2. 100 میلی لیتر از نمونه فاضلاب مورد آزمایش را به 900 میلی‌لیتر آب مقطر اضافه کنید.
3. 100 میلی‌لیتر از محلول بدست آمده را به 5 میلی‌لیتر اسید سولفوریک اضافه کنید. حدود 5 دقیقه محلول را حرارت دهید.
4. از محلول پتاسیم پرمنگنات که در گام یک آماده شد، 20 میلی‌لیتر را به نمونه فاضلاب آماده شده در گام قبل اضافه کنید.
5. محلول را به مدت 20 دقیقه بجوشانید. اکسالیک اسید را به این محلول اضافه کنید و اجازه دهید با هم حرارت ببینند و بجوشند.
6. محلول فوق را با پتاسیم پرمنگنات تیتر کنید. در این مرحله رنگ محلول صورتی خواهد شد. (مقدار پتاسیم پرمنگنات را اندازه‌گیری کنید.)
7. سپس 100 میلی‌لیتر دیگر از آب مقطر را به محلول قبل اضافه نمایید.

فرمول محاسبه COD

• a اندازه پرمنگنات استفاده شده در آزمایش
• b پتاسیم پرمنگنات اندازه گیری شده در مرحله
• f فاکتور تیتراسیون محلول پتاسیم پرمنگنات
• V حجم نمونه فاضلاب

آزمایش اندازه‌گیری COD فاضلاب با استفاده از پتاسیم دی‌کرومات

برای انجام این آزمایش به محیط اسیدی، حرارت برای بهبود روند اکسیداسیون و همچنین سولفات نقره نیاز است که نقش کاتالیزور را خواهد داشت. البته باید موارد زیر را نیز انجام داد:

1. پتاسیم دی‌کرومات یا رفلاکس 0.25 نرمال: برای بدست آوردن این محلول کافیست ابتدا پتاسیم دی‌کرومات را در دمای 103 درجه سانتی‌گراد به مدت دو ساعت حرارت دهید. سپس به 12.259 گرم آن آب مقطر بیفزایید تا در نهایت وزن آن به یک لیتر برسد.
2. 300 میلی‌گرم از سولفات نقره که نقش کاتالیزور دارد را با اسید سولفوریک حل کنید. به اندازه‌ای اسید سولفوریک در این محلول بریزید که در نهایت وزن آن به یک لیتر برسد.
3. یک گرم فروئین و 0.7 گرم FeSO4.7H2O محلول در هزار سی‌سی آب مقطر.
4. 39 گرم Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O محلول در 20 سی‌سی اسید سولفوریک و آب مقطر (توجه داشته باشید، بعد از خشک شدن آب مقطر مقدار محلول به یک لیتر برسد).
5. پس از آماده‌سازی موارد فوق، 100 میلی گرم از پتاسیم دی‌کرومات که آماده کرده‌اید را با آب رقیق کنید تا وزن آن به 100 میلی‌لیتر برسد.
6. به محلول فوق، 30 میلی‌لیتر اسید سولفوریک غلیظ اضافه کنید.
7. 3 قطره از شناساگر فروئین را به محلول بدست آمده اضافه کنید.
8. محلول بدست آمده در مرحله قبل را با فرورآمونیوم سولفات تیتر کنید.

فرمول محاسبه COD

• a حجم فروامونیوم سولفات نمونه
• b حجم فروامونیوم سولفات شاهد
• f فاکتور تیتراسون محلول فرامونیوم
• V حجم نمونه آزمایش

در آزمایشگاه‌های پیشرفته، ترکیب دی‌کرومات در شرایط اسیدی به نمونه فاضلاب مورد آزمایش اضافه می‌شود. سپس نمونه در دستگاه اسپکتوفتومتر قرار گرفته و بر اساس منحنی‌های کالیبراسیون مقدار دی‌کرومات مصرفی اندازه گیری می‌شود.

برای انجام کارها با COD باید دو مرحله را پشت سر بگذارید:

• در مرحله اول ابتدا باید مواد آلی موجود در نمونه را اکسید کنید.
• در مرحله دوم نیز کافی است که COD را با استفاده از تیتریمتری یا رنگ سنجی اندازه بگیرید.

با این کار میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسید کردن مواد آلی مشخص می‌شود.

سوالات متداول

• لزوم استفاده از آزمایش اندازه‌گیری COD فاضلاب چیست؟

این آزمایش را می‌توان تنها روش قابل‌ قبول در مورد پساب‌های حاوی مواد سمی در تعیین مواد آلی به حساب آورد. در اینجا COD بر BOD ارجعیت دارد، چون در صورت وجود مواد سمی، میکروارگانیسم‌های آزمایش BOD نمی‌تواند زنده بمانند و آزمایش عملی نخواهد بود.

• دلایل اهمیت اندازه‌گیری COD چیست؟

1. تعیین روش‌های مورد نیاز برای تصفیه پساب‌ها و کاهش مقدار مواد شیمیایی موجود در آن‌ها
2. بررسی راندمان تجهیزات و فرآیندهای تصفیه به کار رفته در پکیج یا حوضچه‌های تصفیه

• فرق بین BOD و COD فاضلاب چیست؟

پارامتر COD یک فاضلاب، پساب و یا آب آلوده، میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد قابل اکسیداسیون موجود در آن را نشان می‌دهد. مقدار پارامتر COD عموما با استفاده از یک عامل اکسیدکننده قوی در محیط اسیدی قابل سنجش است. تعیین پارمتر BOD به تنهایی با وجود ارزش فراوان به دو دلیل ضعف دارد. اولی طولانی بودن مدت آزمایش و دومی امکان مسموم شدن میکرو ارگانیسم‌های مورد نظر در تماس با مواد آلوده. از این رو تعیین COD ارزش زیادی دارد.

نتیجه‌گیری

آب یکی از نیازهای حیاتی هر انسان و موجود زنده است. این ماده حیاتی با قرار گرفتن در شرایط مختلف می‌تواند به مواد آلی خطرناک آلوده شود و برای انسان خطرآفرین باشد. به همین دلیل همیشه نیاز است که کیفیت آبی را که برای مصرف در صنایع مختلف استفاده می‌شود اندازه‌گیری کرد. یکی از راه‌های تست کیفیت آب استفاده از ویال تست COD (سی او دی) است. به کمک تست می‌توان کیفیت آب را اندازه گرفت و همچنین در صورت نیاز به تصفیه آب میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیدکردن کامل مواد آلی در آب را مشخص کرد.