الطلب البيولوجي والاستهلاك البشري والاستهلاك المحلي والاستهلاك العالمي للوقود

المادة العضوية هي أحد الملوثات الرئيسية في الماء، لذلك من المهم جدًا معرفة محتوى المادة العضوية في جميع الأوقات. ومع ذلك، لا يمكن قياس المادة العضوية في الماء بشكل مباشر. هناك حاجة إلى طرق أخرى، مثل أكسدة المادة العضوية في الماء، وحساب كمية الأكسجين المستخدمة بشكل إجمالي، ثم حساب محتوى المادة العضوية في الماء بشكل عكسي.

إذا تم استخدام الكائنات الحية الدقيقة للأكسدة، فإن استهلاك الأكسجين المقاس يسمى الطلب البيولوجي للأكسجين BOD:

إذا تم استخدام الأكسدة الكيميائية، فإن استهلاك الأكسجين المقاس يسمى الطلب الكيميائي للأكسجين COD؛

إذا تم استخدام الاحتراق عالي الحرارة، فإن استهلاك الأكسجين المقاس يسمى الطلب الإجمالي للأكسجين TOD؛

هناك العديد من المؤشرات المشتركة في المعايير المختلفة لمعالجة المياه.

بالإضافة إلى الحكم على استهلاك الأكسجين، هناك طريقة أخرى أكثر مباشرة للتفكير. نظرًا لأن تعريف المادة العضوية هو المركبات المحتوية على الكربون، فيمكن قياس الكمية الإجمالية للمادة العضوية عن طريق قياس محتوى الكربون.

من خلال الاحتراق، سوف تولد هذه الكربونات ثاني أكسيد الكربون. ويمكن حساب محتوى الكربون عن طريق قياس إنتاج ثاني أكسيد الكربون. وهذا ما يسمى إجمالي الكربون العضوي الكلي، والذي يمكن أن يشير بشكل غير مباشر إلى محتوى المادة العضوية في الماء.

على الرغم من أن BOD و COD و TOD و TOC يمكن أن تشير جميعها بشكل غير مباشر إلى محتوى المادة العضوية في الماء، فإن طرق القياس المختلفة تحدد حدودها الخاصة.

BOD: بشكل عام، يستغرق وقت القياس 5 أيام على الأقل. إذا كانت المياه تحتوي على مواد سامة، فسوف تتسمم الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في المياه، مما سيكون له تأثير كبير على نتائج الاختبار.

COD: المواد الكيميائية المستخدمة هي ثنائي كرومات البوتاسيوم وبرمنجنات البوتاسيوم. يجب معالجة مياه الصرف الصحي مسبقًا أولاً. من السهل أن يستهدف الناس استخدام مزيلات COD، مما يؤدي إلى نتائج اختبار غير دقيقة. علاوة على ذلك، فإن حمض الكروميك مادة سامة وسوف يسبب تلوثًا ثانويًا.

TOD: عملية القياس تؤكسد كل المواد العضوية تقريبًا بشكل عرضي، لكن الأكسجين يتفاعل أيضًا مع الهيدروجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت. إذا كان هناك المزيد من هذه المكونات في عينة الماء، فإن النتائج المقاسة ستكون غير دقيقة بالتأكيد.

TOC: للقياس، من الضروري أولاً استخدام حمض الكبريتيك المخفف لإزالة الكربون غير العضوي في عينة الماء، ثم حرقها في تدفق أكسجين عالي الحرارة، وأخيرًا الكشف عن محتوى ثاني أكسيد الكربون من خلال كاشف الأشعة تحت الحمراء/كاشف التوصيل الحراري. ومع ذلك، تتطلب هذه العملية أدوات دقيقة للغاية. إذا لم تكن دقة الأداة كافية، فمن المحتمل أن تحدث أخطاء.

لماذا نستخدم الطلب البيوكيميائي للأوكسجين والطلب الكيميائي للأوكسجين كمؤشرات على النفايات السائلة؟

من الناحية النظرية، يعد استخدام TOC للإشارة إلى محتوى المادة العضوية في مياه الصرف الصحي هو الأكثر دقة، ولكن حاليًا تستخدم معظم دول العالم الطلب البيولوجي للأكسجين والطلب الكيميائي للأكسجين. وذلك لأنه عندما تم تحديد المعايير قبل عقود من الزمان، كان المستوى الفني لكل دولة محدودًا ولم يكن من الممكن تعميم اختبار TOC. وعلى الرغم من إمكانية تحقيق المستوى الفني لمعظم الدول الآن، فقد تم استخدام الطلب البيولوجي للأكسجين والطلب الكيميائي للأكسجين كمعايير لمؤشرات النفايات لعقود من الزمان، وليس من السهل استبدالها جميعًا بالطلب الكيميائي للأكسجين.

لماذا تؤيد العديد من البلدان الآن استخدام معايير TOC؟

كان مؤشر TOC شائعًا في الأصل في مجالات إمدادات المياه واستخدام المياه الصناعية، ويتم ذكره الآن بشكل متكرر في مجال معالجة المياه لأن العديد من البلدان تعمل الآن بقوة على تطوير أنظمة المياه الذكية.

تتمثل الخطوة الأولى في تطوير أنظمة المياه الذكية في تعميم المراقبة عبر الإنترنت. في الوقت الحالي، يعد قياس COD غير مريح للغاية. ليس فقط أنك تحتاج إلى تحضير المزيد من الكواشف، بل إن نتائج القياس تستغرق قدرًا معينًا من الوقت، كما أنها ستتسبب في تلوث ثانوي.

في المقابل، يتميز TOC بوقت قياس أقصر، ودقة أعلى، وعدم وجود تلوث ثانوي، وتكلفة اكتشاف منخفضة، وهو أكثر ملاءمة للمراقبة عبر الإنترنت عالية التردد.