Na určenie stupňa znečistenia odpadových vôd sú k dispozícii rôzne parametre, medzi ktoré patrí chemická spotreba kyslíka (CSB) a celkový organický uhlík (TOC). Tradičný parameter CSB, ktorý je už dlhší čas predmetom kontroverznej diskusie, je čoraz častejšie nahrádzaný modernejším a ekologickejším parametrom TOC.

Tento blogový článok sa podrobnejšie zaoberá rozdielmi medzi CSB a TOC, ich príslušnými výhodami a nevýhodami, ako aj rastúcim významom TOC ako preferovaného hlavného parametra v analýze vody.

analytické metódy

CSB

Chemická spotreba kyslíka (CSB) kvantifikuje množstvo kyslíka potrebné na účinnú oxidáciu všetkých oxidovateľných látok vo vzorke vody. Na tento účel sa odoberie vzorka analyzovanej vody a ošetrí sa roztokom kyseliny sírovej na báze ortuti. Následne sa pridá špecifikované množstvo oxidačného činidla, napríklad dichromanu draselného, a zmes sa za podmienok spätného toku zahreje na vysokú teplotu.

Počas tohto procesu sa chróm(VI) redukuje na chróm(III). Po ukončení reakcie sa meria množstvo nereagovaných dichromátových iónov, buď titráciou alebo fotometrickými metódami. Z množstva spotrebovaného dichromátu sa dá odvodiť, koľko kyslíka by bolo potrebné na oxidáciu oxidovateľných zložiek vo vzorke, čo definuje hodnotu CSB.

TOC

Celkový organický uhlík (TOC) meria celkovú koncentráciu uhlíka prítomného v organických zlúčeninách vo vzorke vody. Na stanovenie sa najskôr do vzorky vody pridá minerálna kyselina, zvyčajne kyselina chlorovodíková, aby sa odstránili anorganické formy uhlíka, ako sú uhličitany alebo hydrogenuhličitany.

Potom sa pomocou preplachovacieho plynu odstráni oxid uhličitý, ktorý sa uvoľnil pridaním kyseliny. Na ďalšiu analýzu sa určitá alikvotná časť vzorky spáli nad horúcim katalyzátorom v prúde plynu bohatého na kyslík. Organické látky sa pri tom oxidujú na CO2, ktorý sa cez nosný plyn vedie do NDIR detektora, kde sa detekuje.

Výhody a nevýhody oboch parametrov

Trend nahradiť chemickú spotrebu kyslíka (CSB) celkovým organickým uhlíkom (TOC) ako hlavným parametrom v analýze vody možno vysvetliť viacerými faktormi:

Citlivosť a presnosť

Analýzy TOC sú často citlivejšie a presnejšie ako analýzy CSB. Môžu priamo merať organické zlúčeniny, zatiaľ čo CSB je nepriama meranie založené na oxidácii oxidovateľných látok. Pri meraní CSB sa tak zaznamenávajú aj neorganické látky. Pri analýze TOC dochádza k oxidácii uhlíka v organických látkach, po ktorej nasleduje meranieobsahu CO2 v nosnom plyne.

Úspora času a nákladov

Analýzy TOC sa zvyčajne dajú vykonať rýchlejšie ako testy CSB. Kým analýza CSB podľa normy trvá viac ako 120 minút, analýza TOC sa dá vykonať za pár minút. Okrem toho vykonanie analýz TOC často vyžaduje menej chemikálií a spotrebného materiálu, čo vedie k nižším prevádzkovým nákladom.

Ekologickejšia analýza

Pri analýze CSB vznikajú kyslé odpadové vody kontaminované ťažkými kovmi (napr. ortuťou a chrómom). Analýzy TOC vyžadujú menej chemikálií, čo znižuje riziko expozície a nehôd a znižuje environmentálne zaťaženie laboratórnym odpadom.

Celkovo ponúkajú analýzy TOC rad výhod oproti analýzam CSB, čo vysvetľuje ich čoraz častejšie používanie ako preferovaný hlavný parameter v analýze vody.

Výhody a nevýhody oboch parametrov

V niektorých prílohách nariadenia o odpadových vodách (AbwV) je TOC už uvedený ako relevantný parameter odpadových vôd. Patrí sem napríklad:

  • Príloha 13: Výroba drevotrieskových dosiek, drevovláknitých dosiek alebo drevovláknitých rohoží
  • Príloha 19: Výroba celulózy
  • Príloha 22: Chemický priemysel
  • Príloha 28: Výroba papiera, lepenky alebo kartónu
  • Príloha 33: Čistenie spalín z spaľovania odpadov
  • Príloha 38: Výroba textilu, spracovanie textilu
  • Príloha 39: Výroba neželezných kovov
  • Príloha 45: Spracovanie ropy
  • Príloha 47: Čistenie spalín z kotlov

Záver

Je pravdepodobné, že v najbližších rokoch bude celkový organický uhlík (TOC) čoraz viac nahrádzať chemickú spotrebu kyslíka (CSB) ako hlavný parameter.