MF-439.R-1 - MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DA DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO DBO. Notas: Aprovada pela Deliberação CECA nº 0192, de 28 de maio de 1981. Publicada no DOERJ de 08 de agosto de 1981. 1. OBJETIVO Descrever o método para determinação da demanda bioquímica de oxigênio - DBO, a ser adotado nas atividades de controle de poluição das águas, como parte integrante do Sistema de Licenciamento de Atividades Poluidoras. 2. INTRODUÇÃO 2.1. CONCEITO 2.1.1 Em sendo a DBO 5 a quantidade de oxigênio necessária para estabilizar a matéria orgânica, presente na amostra através microorganismos em cinco dias a 20 ºC em condições aeróbicas, ela determina o teor de oxigênio que os microorganismos vivos utilizam na oxidação da matéria orgânica em condições as mais próximas da natureza. 2.1.2 O método de determinação da Demanda Bioquímica de Oxigênio é um processo analítico, empírico, usado para avaliar o efeito produzido pelo impacto de despejos domésticos ou industriais, nas instalações e nos corpos d'água. 2.1.3 Embora este teste seja muito criticado, principalmente porque as condições ambientais do laboratório não reproduzem aquelas dos corpos d'água (temperatura, luz solar, população biológica e movimento das águas) é ainda parâmetro significativo para avaliação da carga orgânica lançada aos corpos d'água. 2.2 FATORES QUÍMICOS, FÍSICOS E BIOLÓGICOS QUE DETERMINAM A DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO 2.2.1 Oxigênio Dissolvido 2.2.2 Microorganismos Existência de grupo misto de microrganismos (semente) capaz de oxidar a matéria orgânica em água e gás carbônico.
2.2.3 Nutrientes Nitrogênio, fósforo, enxofre, magnésio, ferro e cálcio são indispensáveis para manutenção de microorganismos vivos durante todo o período de incubação. 2.2.4 Temperatura 2.2.5 ph 2.2.6 Tempo 2.2.7 Tóxicos Em toda reação bioquímica a temperatura e fator de grande importância; neste caso aumentando ou diminuindo a velocidade de oxidação. O ph ideal para sobrevivência dos microorganismos necessários as reações que se passam na DBO é de 6,5 a 8,5. Este ph deve ser mantido durante todo o período de incubação. Para que haja uma oxidação completa de matéria orgânica são necessários cerca de vinte dias. Convencionou-se, porém, o período de cinco dias, quando aproximadamente 70% da matéria orgânica é oxidada. Conversão de resultados obtidos de um período de incubação para outro somente se a curva de oxidação for determinada. A presença de mercúrio, cobre, zinco, cádmio, chumbo e outros tóxicos como cianetos e formaldeído, concorrem para o bloqueio do sistema enzimático dos microorganismos matando-os. 3. PRINCÍPIO E APLICABILIDADE 3.1. PRINCÍPIO O teste consiste na determinação de oxigênio dissolvido na amostra antes e após um período de incubação a 20 C. O período de incubação é comumente de cinco dias. Se a demanda de oxigênio da amostra é maior do que sua disponibilidade em oxigênio dissolvido, diluições devem ser feitas. Estas diluições devem ser tais que uma quantidade de oxigênio dissolvido entre 1,5 a 2,0 mg/l permaneça após o período de incubação.
3.2 APLICABILIDADE O método aplica-se às águas receptoras de cargas poluentes, aos despejos domésticos e industriais e aos efluentes de tratamento de despejos. O conhecimento da DBO é essencial para o controle de poluição dos corpos d'água e para os projetos de estações de tratamento de despejos (na escolha do tratamento adequado e na avaliação de sua eficiência). 4. INTERFERÊNCIAS As principais interferências no processo dependem do manuseio e da natureza da amostra. Podem ser através: 4.1 TRAÇOS DE MATÉRIA ORGÂNICA 4.2 AR Todo o material de laboratório deve estar desengordurado e isento de qualquer vestígio de matéria orgânica. A entrada de ar nos vidros de DBO durante o período de incubação é evitada pela imersão destes em água. 4.3 TÓXICOS 4.4 LUZ Para eliminar o efeito negativo da presença de tóxicos nas amostras usamos sementes adaptadas a estes tóxicos (ver item 9.3). Durante o período de incubação os vidros deverão permanecer no escuro para evitar a formação de algas. 4.5 ACIDEZ OU ALCALINIDADE Ver item 7.2.1.1. 4.6 CLORO RESIDUAL Ver item 7.2.1.2. 4.7 OXIDANTES E REDUTORES Ver item 7.2.1.3.
5. APARELHAGEM 5.1 VIDROS DE INCUBAÇÃO Vidro neutro refratário (Pirex), boca estreita com selo d'água e tampa esmerilhada, com capacidade aproximada de 300 ml. Vidros especiais para DBO, de 250 a 300 ml. 5.2 Vidros de 40 a 50 1itros de capacidade. 5.3 Câmaras frigoríficas controladas para 20 ºC 1 ºC. 6. REAGENTES 6.1 ÁGUA DESTILADA Toda água usada para soluções e para preparação da água de diluição deve conter menos de 0,01 mg/l de cobre e estar isenta de cloro livre, cloraminas, alcalinidade, acidez e matéria orgânica. 6.2 SOLUÇÃO TAMPÃO O ph desta solução deve ser 7,2 sem posterior ajustamento. 6.2.1 Preparação Dissolver 8,5 g de fosfato monobásico de potássio (KH 2 PO 4 ); 21,75 g de fosfato dibásico de potássio (K 2 HPO 4 ); 33,4 g de fosfato dibásico de sódio heptahidratado (Na 2 HPO 4.7H 2 O) e 1,7 g de cloreto de amônio em cerca de 500 ml de água destilada e diluir a 1 litro. 6.3 SOLUÇÃO DE SULFATO DE MAGNÉSIO (MgSO 4.7H 2 O) 6.3.1 Preparação Dissolver 22,5 de MgSO 4.7 H 2 O em água destilada e diluir a 1 litro. 6.4 SOLUÇÃO DE CLORETO DE CÁLCIO (CaCl 2 ) 6.4.1 Dissolver 27,5 g de CaCl 2 anidro em água destilada e diluir a 1 litro. 6.5 SOLUÇÃO DE CLORETO FÉRRICO (FeCl 3 ). 6 H 2 O. 6.5.1 Dissolver 0,25 g de FeCl 3.6H 2 O em água destilada e diluir a 1 litro.
6.6 SOLUÇÃO ÁCIDA OU ALCALINA 1N para neutralização de amostras alcalinas ou ácidas. 6.7 SEMENTE Para amostras que não contém toxidez, semente satisfatória e obtida do sobrenadante de despejo doméstico que tenha sido estocada a 20 ºC por 24 horas. Quando as amostras são de difícil assimilação pelos microorganismos contidos em despejos domésticas, usamos semente adaptadas a essas amostras, no laboratório. 6.7.1 Aclimatação da semente é feita por aeração de uma mistura de despejo doméstico e do despejo em estudo, até que seja desenvolvida semente satisfatória (vide referência 9.3). 7. PARTE EXPERIMENTAL 7.1 ARMAZENAMENTO DAS AMOSTRAS 7.1.1 As amostras sofrem variações por volatilização e por isso a determinação de DBO deve ser feita no prazo máximo de 6 horas, recomenda-se guardar as amostras refrigeradas a 4 ºC e ao abrigo de luz. 7.2 PROCEDIMENTO 7.2.1 Pré-tratamento 7.2.1.1 Amostras ácidas ou alcalinas são neutralizadas para ph 7,0 com solução de ácido sulfúrico normal ou de hidróxido de sódio normal usando potenciômetro. 7.2.1.2 Eliminação de cloro residual. O cloro residual quando em pequena quantidade, é eliminado com o tempo. Assim a amostra é deixada em repouso por uma ou duas horas. Se o residual de cloro é grande, usa-se quantidade de solução de sulfito de sódio, para eliminá-lo. As sementes devem ser adicionadas às diluições das amostras assim tratadas. 7.2.1.3 Amostras supersaturadas com oxigênio dissolvido são aeradas com ar comprimido para eliminação do oxigênio em excesso. O mesmo processo e usado para eliminar gás sulfídrico das amostras. 7.2.2 Preparação da água de diluição 7.2.2.1 A água destilada usada nas diluições deve ser estocada em vidros, aerada com ar comprimido filtrado até a saturação de oxigênio (dissolvido) e a ela adicionada as seguintes soluções: tampão de
fosfato, sulfato de magnésio, cloreto de cálcio e cloreto de ferro na proporção de 1 ml de cada uma das soluções para 1 litro da água aerada. 7.2.2.2 Se necessário, a água de diluição é adicionada à semente que foi considerada satisfatória. A semente será colocada na água de diluição na hora em que for feita a diluição da amostra. 7.2.3 Diluições 7.2.3.1 Fazer diluições da amostra (pré tratada quando necessário) para obter as depleções adequadas. As seguintes diluições são sugeridas: 0,1 a 1,0% para despejos com carga orgânica razoavelmente alta, 1,0 a 5,0% para despejos domésticos, 5,0 a 25,0% para efluentes oxidados e 25,0 a 100,0% para águas poluídas de rios. 7.2.3.2 Sifonar cuidadosamente a água de diluição com a semente, se necessária, para provetas graduadas de 1000 ml de capacidade sem permitir formação de bolhas de ar. Adicionar a amostra na quantidade suficiente para obter a percentagem desejada e continuar a adição de água de diluição até o volume calculado. Homogeneizar a diluição com um pistão de vidro e colocar em dois vidros de DBO sem permitir a introdução de ar nos vidros. Da mesma maneira fazer diluições para a semente usada. 7.2.4 Incubação Incubar um dos vidros contendo a diluição da amostra e da semente por cinco dias a 20 ºC no escuro. 7.2.5 Determinar o oxigênio dissolvido nas diluições, usando o método Winkler modificação azida, 15 minutos após a diluição ter sido feita e cinco dias após a incubação. Os resultados de OD do momento e do OD de cinco dias serão utilizados no cálculo da DBO. 7.2.5.1 Ver métodos para determinação de OD - (MF-425). 8. CÁLCULO 8.1 DEFINIÇÕES D 1 - oxigênio dissolvido na diluição da amostra antes da incubação. D 2 - oxigênio dissolvido na diluição da amostra após incubação. p - percentagem da amostra nas diluições.
B 1 - oxigênio dissolvido na diluição da semente antes da incubação. B 2 - oxigênio dissolvido na diluição da semente após a incubação. f - relação entre a semente na diluição da amostra e a semente na sua própria diluição. f % % da da semente semente na na diluição da sua própria amostra diluição correção devida a semente = (B 1 - B 2 ) f 8.2 DBO QUANDO NÃO E USADO SEMENTE mg / L DBO D 1 p D 2 x 100 8.3 DBO QUANDO SEMENTE É USADA mg / L DBO ( D 1 D2) p ( B 1 B2) f x 100 8.4 DBO DIRETO OU 100% DBO = D 1 - D 2 9. BIBLIOGRAFIA ANALYSIS OF WATER AND SEWAGE. Theroux, Eldridg and Mallmann. CHEMISTRY FOR SANITARY ENGINEERS. Sawyer. METHODS FOR CHEMICAL ANALYSIS OF WATER AND WASTES EPA 600/4-79-020. MICROBIOLOGY FOR SANITARY ENGINEERS. Ross F. Mckinney. STANDARD METHODS FOR THE EXAMINATION OF WATER AND WASTE. 14 th Edition (1975).