مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش فسفات (PO₄³⁻) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• روش رنگ‌سنجی آبی مولیبدات–آسکوربیک (Molybdenum Blue)

  • افزودن معرف آمونیم مولیبدات در اسید سولفوریک → تشکیل فسفو–مولیبدات

  • افزوده شدن اسکوربیک اسید → کاهش → رنگ آبی

  • خوانش جذب در λ≈880 nm یا 700 nm

• روش فسفومولتوکرسول (Phosphomolybdate-Kjeldahl)

  • هضم اسیدی با پرکلریک اسید + نیترات نقره → فسفومولتوکرسول

  • تیتر دورقمی با تیوسولفات یا رنگ‌سنجی

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography)

  • جداسازی طیفی آنیون‌ها در ستون مخصوص

  • آشکارسازی با هدایت‌سنج یا UV در λ≈210 nm

• ICP‑OES / ICP‑MS

  • هضم اسیدی نمونه → اندازه‌گیری فسفر (P) → تبدیل به PO₄³⁻

  • حد تشخیص پایین (µg/L) برای فاضلاب‌های رقیق

• الکترود Selective Ion (ISE)

  • الکترود پلیمری حساس به PO₄³⁻ با پتانسیل خروجی

  • کالیبراسیون با محلول‌های فسفات 0.1–10 mg P/L

• فلو‑اینJECTION (FIA) با رنگ‌سنجی

  • تزریق سریالی نمونه + معرف مولیبدات/اسکوربیک

  • آشکارسازی نوری خودکار

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر با فیلتر 880 nm (یا 700 nm)

• کیت مولیبدات–آسکوربیک (Merck, Hach)

• Ion Chromatograph با ستون آنیونی مناسب

• ICP‑OES / ICP‑MS برای اندازه‌گیری P کل

• الکترود ISE فسفات و مولتی‌متر با جبران دما

• سیستم FIA برای تست‌های پرسرعت

• فیلتراسیون نمونه (0.45 µm) جهت حذف ذرات معلق

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 4500‑P E/F: Phosphorus, Colorimetric (Molybdenum Blue)

• ISO 6878: Water quality – Determination of phosphate

• EPA Method 365.1: Phosphate by Ascorbic Acid Method

• Standard Methods 4500‑P (Colorimetric & Titrimetric)

• ASTM D 1426: Phosphate determination by colorimetry

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری

  • pH نمونه را به ~ 2 (با H₂SO₄) تنظیم کنید تا پلی‌فسفات‌ها هیدرولیز نشوند

  • نگهداری در 4 °C و تحلیل حداکثر طی 48 h

• کالیبراسیون دقیق

  • منحنی استاندارد 0.02, 0.1, 0.5, 1, 5 mg P/L

  • اطمینان از خطی بودن پاسخ (R²≥0.995)

• تداخل‌های رایج

  • آروماتیک‌ها یا ترکیبات رنگی: جذب زمینه را با blank تصحیح کنید

  • آلاینده‌های فلزی (Fe, Al): با EDTA یا فسفات مس مهار نمایید

  • نیترات و سیترات: در IC تداخل نزدیک پیک دارند؛ جریان eluate را بهینه کنید

• دامنه اندازه‌گیری و رقت

  • Colorimetric: 0.02–5 mg P/L

  • IC: 0.005–50 mg P/L

  • ICP: 0.001–10 mg P/L

  • ISE: 1–100 mg P/L

• کنترل کیفیت

  • اجرای blank، spike recovery (90–110 %) و duplicate (%RSD < 5)

  • نمونه کنترل داخلی (check standard) برای نظارت بر پایداری دستگاه

خلاصه:
تعیین فسفات با روش مولیبدات–آسکوربیک (APHA 4500‑P E, ISO 6878, EPA 365.1) یا Ion Chromatography و ICP‑OES انجام می‌شود. رعایت «تنظیم pH، کالیبراسیون استاندارد، کنترل تداخل‌ها و QC مستمر» برای نتایج دقیق ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش‌های مربوط به آمونیاک (NH₃/NH₄⁺) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• روش فنول–حلال‌سازی گلول (Phenate Method)

  • نمونه را در pH≈11 با NaOH و EDTA قلیایی می‌کنند تا آمونیوم به آمونیاک آزاد تبدیل شود.

  • افزودن معرف فنول و کلر آزاد (سورفکتانت + کلر) → تشکیل رنگ آبی‌سبز (at λ≈640 nm).

• روش نسلر (Nesslerization)

  • واکنش NH₃/NH₄⁺ با محلول نسلر (HgI₂+KI در محیط قلیایی) → رنگ زرد یا قهوه‌ای (λ≈425 nm).

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography)

  • تزریق نمونه صاف‌شده به ستون کاتیونی ویژه، جداسازی NH₄⁺ از دیگر کاتیون‌ها.

  • آشکارسازی با الکترود هدایت (conductivity) یا UV (λ=190–210 nm).

• الکترود Selective Ion (ISE)

  • الکترود شیشه‌ای یا پلیمری حساس به NH₄⁺، کالیبراسیون با محلول‌های استاندارد (0.1–100 mg/L).

• آنالیز جریان‌تزریقی (Flow Injection Analysis, FIA)

  • تزریق نمونه و معرف فنول/سالیسیلات در مسیر جریان، آشکارسازی نوری سریالی.

• آنالایزر آنلاین آمونیاک

  • اتوماتیک در تصفیه‌خانه‌ها با روش‌های رنگ‌سنجی یا ISE و ثبت پیوسته داده‌ها.

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات مورد نیاز

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر با فیلتر 640 nm (Phenate) یا 425 nm (Nessler)

• کیت‌های فنول–سالیسیلات و نسـلر (مرک، هَک)

• Ion Chromatograph با ستون کاتیونی و آشکارساز conductivity/UV

• الکترود ISE آمونیوم و مولتی‌متر/پتانسیومتر دیجیتال

• سیستم FIA با پمپ فشار و سلول نوری

• آنالایزر آنلاین با مبدل خودکار نمونه و دیتالاگر

• فیلتراسیون نمونه (0.45 µm) برای حذف ذرات معلق

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 4500‑NH₃ G (Phenate)

• APHA 4500‑NH₃ H (Nessler)

• ISO 7150‑1: Determination of ammonium by Spectrometric method

• EPA Method 350.1: Phenate method for ammonia

• ISO 10304‑1: Ion Chromatography for dissolved ions

• ASTM D 1426: Nessler method for ammonia

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری

  • pH نمونه را به ≤ 2 (با H₂SO₄) برای جلوگیری از نوسان بین NH₃/NH₄⁺ و فعالیت میکروبی تنظیم کنید.

  • نگهداری در 4 °C و تحلیل حداکثر طی 24 h برای جلوگیری از تغییر غلظت.

• کالیبراسیون

  • منحنی استاندارد با محلول‌های NH₄⁺ شناخته‌شده (0.1, 1, 5, 10, 20 mg/L).

  • بررسی خطی بودن پاسخ (R²≥0.995).

• تداخل‌های رایج

  • رنگ محلول یا کدورت: در روش رنگ‌سنجی با بلوک کردن آشکارساز یا رقیق‌سازی نمونه اصلاح شود.

  • آمین‌ها یا ترکیبات آلی نیتروژن‌دار: ممکن در Nessler تداخل کنند؛ در روش Phenate کنترل می‌شوند.

  • فلزات دوظرفیتی (Fe²⁺، Mn²⁺): با EDTA یا فلزگیرها مهار شوند.

• دامنه اندازه‌گیری و رقت

  • Phenate: 0.02–2 mg/L

  • Nessler: 0.1–10 mg/L

  • IC: 0.01–50 mg/L

  • ISE: 1–200 mg/L (حساسیت پایین‌تر در پیکو–میلی‌گرم).

• کنترل کیفیت

  • blank (آب مقطر)، نمونه مرجع (spike recovery 90–110 %) و نمونه duplicate (%RSD < 5).

  • بررسی صحت با استاندارد مرجع (CRM) در فواصل زمانی منظم.

خلاصه:
غلظت آمونیاک را می‌توان با روش Phenate (APHA 4500‑G) یا Nessler (4500‑H)، Ion Chromatography یا ISE مطابق ISO 7150‑1 و EPA 350.1 تعیین کرد. کلید موفقیت «تنظیم pH مناسب، کالیبراسیون دقیق، کنترل تداخل‌های ماتریسی و نگهداری صحیح نمونه» است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش‌های مربوط به نیتریت (NO₂⁻) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• روش رنگ‌سنجی (Griess Reaction):

  1. نمونه را با معرف Griess (سولفانامید + N‑(1‑naphthyl)ethylenediamine) در محیط اسیدی مخلوط می‌کنند.

  2. NO₂⁻ با معرف واکنش داده و تشکیل رنگ صورتی می‌دهد.

  3. خوانش جذب نوری در طول موج حدود 540 nm.

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography):

  1. تزریق نمونه صاف‌شده به ستون آنیونی مناسب.

  2. تفکیک NO₂⁻ از دیگر آنیون‌ها با محلول جریان ثابت (eluent).

  3. آشکارسازی با هدایت‌سنج (conductivity) یا UV در λ≈210 nm.

• الکترود Selective Ion (ISE):

  1. استفاده از الکترود پلیمری یا شیشه‌ای حساس به NO₂⁻.

  2. کالیبراسیون در چند نقطه (مثلاً 0.1، 1، 10 mg/L NO₂⁻).

  3. ثبت پتانسیل و تبدیل آن به غلظت با منحنی کالریبراسیون.

• طیف‌سنجی UV مستقیم (Methaemoglobin Method):

  1. افزودن معرف قلیل (به طور مثال متهموگلوبین) که با NO₂⁻ واکنش داده و جذب در λ≈546 nm تغییر می‌کند.

  2. تصحیح جذب زمینه با خوانش در λ≈630 nm.

۲. دستگاه‌ها و لوازم مورد نیاز

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر با فیلتر/مونومتر 540 nm (رنگ‌سنجی).

• ست رنگ‌سنجی تجاری (Hach, Merck) یا معرف Griess خشک‌شده در ویال.

• Ion Chromatograph با پمپ جریان بالا و آشکارساز هدایت یا UV.

• الکترود ISE نیتریت و پتانسیومتر/مولتی‌متر دیجیتال.

• فیلتراسیون نمونه: سرنگ‌فیلتر 0.45 µm یا سیستم خلأ.

• کیت‌های میدانی سریع (test strips) مبتنی بر Griess برای حدود ppm.

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods 4500‑NO₂⁻ B: Colorimetric, Griess reaction.

• EPA Method 353.2: Colorimetric for nitrite plus nitrate (with cadmium reduction).

• ISO 6777: Water quality – Determination of nitrite – Spectrometric method (Griess).

• ISO 10304‑1/2: Determination of dissolved anions (including nitrite) by IC.

• ASTM D 4327: Spectrophotometric method for nitrite in water.

• APHA 4500‑NO₂⁻ C: Electrode method.

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری:

  • اسیدی‌سازی نمونه تا pH ~ 2 (با H₂SO₄ ملایم) برای جلوگیری از تبدیل نیتریت به نیترات توسط باکتری‌ها.

  • نگهداری در 4 °C و تحلیل در بازه ≤ 24 h.

• کالیبراسیون دقیق:

  • تهیه­ محلول‌های استاندارد NO₂⁻ (0.05، 0.5، 1، 5 mg/L)

  • اطمینان از خطی بودن منحنی (R²≥0.995).

• تداخل‌های رایج:

  • آمونیوم/آمونیاک: در روش Griess تداخل ندارد، اما در IC ممکن است نزدیک به پیک‌ش است.

  • نیترات: در روش Griess فقط NO₂⁻ را رنگ‌سنج می‌کند؛ در روش EPA 353.2 نیترات ابتدا با کادمیوم به NO₂⁻ تبدیل می‌شود.

  • آهن (Fe²⁺/Fe³⁺): می‌تواند رنگ‌سنجی را مخدوش کند؛ نمونه را در صورت لزوم با EDTA بافر کنید.

• دامنه اندازه‌گیری و رقت:

  • روش Griess: 0.02–2 mg/L

  • IC: 0.005–50 mg/L

  • ISE: 1–100 mg/L (حساسیت کمتر در غلظت‌های پایین)

• کنترل کیفیت:

  • اجرای blank (آب مقطر)، نمونه مرجع (spike recovery 90–110 %) و duplicate (٪RSD < 5).

  • بررسی پایداری خوانش‌ها با نمونه کنترل داخلی (check standard) در فواصل زمانی.

خلاصه:
نیتریت را معمولاً با Griess Colorimetry (Standard Methods 4500‑NO₂⁻ B, ISO 6777) یا Ion Chromatography (ISO 10304) تعیین می‌کنند. دقت در نمونه‌برداری/نگهداری، کالیبراسیون استاندارد، کنترل تداخل‌های ماتریسی و کنترل کیفیت مداوم برای دستیابی به نتایج معتبر ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش نیترات (NO₃⁻) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• روش رنگ‌سنجی با کاهش کادمیوم (Cadmium Reduction):

  • نمونه با ستون کادمیوم ­پروموت شده یا پودر کادمیوم مخلوط می‌شود و NO₃⁻ به NO₂⁻ کاهش می‌یابد.

  • افزودن معرف گریفین (sulfanilamide + N‑(1‑naphthyl)ethylenediamine) → رنگ صورتی تا قرمز.

  • خوانش در λ≈540 nm.

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography):

  • تزریق نمونه به ستون آنیونی مخصوص و تفکیک NO₃⁻ از دیگر آنیون‌ها.

  • آشکارسازی با هدایت‌سنج (conductivity detector) یا UV (λ=210 nm).

• طیف‌سنجی UV مستقیم:

  • خوانش جذب UV در λ=220 nm (و تصحیح در 275 nm برای بیناب).

  • مناسب نمونه‌های با کدورت و ماتریس ساده.

• الکترود Selective Ion (ISE):

  • الکترود شیشه‌ای یا پلیمری حساس به NO₃⁻، با پلاریزاسیون کم.

  • کالیبراسیون با محلول‌های استاندارد 1–100 mg/L NO₃⁻.

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• اسپکتروفوتومتر دیجیتال یا فتومتر با فیلتر 540 nm (برای روش رنگ‌سنجی)

• ست ستون و پمپ پرستالتیک یا کیت CADmium Reduction Cartridge

• Ion Chromatograph با آشکارساز هدایت یا UV

• سیستم UV Analyzer Online برای پایش پیوسته NO₃⁻

• الکترود ISE نیتروژنات و pH/mV متر همراه با جبران دما

• کیت‌های تجاری (Hach, Merck) برای کیت رنگ‌سنجی و کارتریج کادمیوم

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods 4500‑NO₃⁻ E (Cadmium Reduction)

• EPA Method 353.2 (Colorimetric, Cadmium Reduction)

• ISO 7890‑3 (Water Quality – Determination of Nitrate – Colorimetric)

• ISO 10304‑1 (Determination of Dissolved Anions by IC)

• ASTM D 6919 (Spectrophotometric UV Method)

• APHA 4500‑NO₃⁻ E/F (Colorimetric and electrode methods)

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری:

  • pH را تا 2 با H₂SO₄ ملایم تنظیم کنید تا تداخل بیولوژیک کاهش یابد.

  • نگهداری در 4 °C و تحلیل حداکثر طی 48 h.

• کالیبراسیون:

  • منحنی استاندارد با پنج نقطه (0.2, 1, 5, 10, 50 mg NO₃⁻/L).

  • بررسی خطی بودن (R²>0.999).

• ماتریس و تداخل‌ها:

  • سیلیکات و سیترات در UV روش می‌توانند جذب زمینه ایجاد کنند؛ تصحیح در 275 nm یا رقت نمونه لازم است.

  • کلرید و سولفات تداخل کمی در روش کادمیوم دارند؛ ستون اصلاح نکات سازنده را پیروی کنید.

• دامنه اندازه‌گیری و رقت:

  • روش رنگ‌سنجی: 0.1–50 mg/L

  • IC: 0.01–100 mg/L

  • ISE: 1–200 mg/L (با دقت کمتر در پایین‌تر از 1 mg/L)

• کنترل کیفی:

  • اجرای blank (آب مقطر)، نمونه‌ مرجع (spike recovery 80–120 %) و duplicate برای اطمینان از صحت و دقت.

خلاصه:
برای تعیین نیترات در آب و فاضلاب از روش Cadmium Reduction (Standard Methods 4500‑NO₃⁻ E, EPA 353.2)، IC (ISO 10304), یا روش UV (ASTM D6919) استفاده می‌شود. کلید موفقیت «نمونه‌برداری صحیح و اسیدی‌سازی، کالیبراسیون دقیق، تصحیح جذب زمینه و کنترل کیفی مستمر» است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش کل مواد آلی (TOC) و مواد آلی محلول (DOC) در آب و فاضلاب

۱. اهمیت پارامترها

• TOC (Total Organic Carbon): معرف کل کربن آلی موجود در نمونه (محلول و سوسپانسیون)

• DOC (Dissolved Organic Carbon): جزء محلول TOC پس از صاف‌سازی (معمولاً فیلتراسیون 0.45 µm)

۲. روش‌های انجام آزمون

• اکسیداسیون حرارتی-کاتالیتیکی (High‑Temperature Catalytic Oxidation):

  • نمونه به محفظه کوره (حدود 680–1 200 °C) تزریق می‌شود و کربن آلی توسط کاتالیزگر پلاتینیوم اکسیده به CO₂ تبدیل می‌شود.

  • CO₂ حاصل توسط اندکسیمتر NDIR (Non‑Dispersive Infrared) سنجیده می‌شود.

• اکسیداسیون شیمیایی با پرکلات (UV‑Persulfate Oxidation):

  • نمونه در مجاورت اشعه UV (185/254 nm) و اسید–پرسولفات (K₂S₂O₈ یا Na₂S₂O₈) اکسیده می‌شود.

  • CO₂ تولیدشده به‌وسیله NDIR یا TITRimetric اندازه‌گیری می‌شود.

• روش‌های مرجع آنلاین:

  • اندازه‌گیری مداوم با آنالایزرهای TOC Online در خطوط انتقال یا خروجی تصفیه

۳. دستگاه‌ها و تجهیزات

• آنالایزر TOC حرارتی–کاتالیتیکی (مانند Shimadzu TOC‑L, Analytik Jena multi N/C)

• آنالایزر TOC UV‑Persulfate (مانند Hach, Sievers)

• سیستم فیلتراسیون (سرنگ‌فیلتر 0.45 µm) برای جداسازی DOC

• منبع استاندارد CO₂ برای کالیبراسیون (نامحلول‌های استاندارد کربن آلی)

• دستگاه NDIR یا Titrator (برای روش پرکلات)

• پی‌اچ‌متر و اسید/باز استاندارد (برای حذف کربن غیرآلی)

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods 5310 C: High‑Temperature Combustion TOC

• Standard Methods 5310 B: UV Persulfate Oxidation TOC

• ISO 5663 / ISO 8245: Determination of TOC in water

• EPA Method 415.1 / 9060: TOC by persulfate oxidation

• ASTM D 5175: Carbon analyzer method for DOC

۵. نکات اجرایی و مراقبتی

• حذف کربن غیرآلی (IC): قبل از اندازه‌گیری، نمونه را با اسید (HCl) تا pH~2 و هوادهی یا گاز نیتروژن purge کنید.

• فیلتراسیون برای DOC: نمونه را ظرف 24 h پس از برداشت با فیلتر 0.45 µm صاف کنید و فرایند TOC را بر فاز عبوری انجام دهید.

• کالیبراسیون:

  • حداقل روزانه با محلول‌های استاندارد کربن حل‌شده (0, 5, 10, 20 mg C/L)

  • بررسی خطی بودن منحنی پاسخ

• نگهداری نمونه:

  • در دمای 4 °C (یخچال) و حداکثر تا 48 h؛ از تابش مستقیم نور و آلودگی جلوگیری شود

• حجم نمونه: معمولاً 10–100 µL تزریق مستقیم (دستگاه حرارتی) یا 50–100 mL برای روش پرکلات

• کنترل کیفیت:

  • اجرای بلاک (آب مقطر) به‌عنوان blank

  • نمونه‌ مرجع (spike recovery) برای ارزیابی صحت

  • نمونه‌های موازی (duplicate) برای دقت

• تأثیر ماتریس:

  • محلول‌های خیلی شور یا حاوی مواد معلق فراوان ممکن است نیازمند رقت یا پیش‌تصفیه ویژه باشند

  • برای فاضلاب‌های صنعتی با بار آلی سنگین، ممکن است اکسیداسیون کامل نیاز به زمان یا دوز بالاتر پرکلات داشته باشد

خلاصه:
اندازه‌گیری TOC/DOC را می‌توان با اکسیداسیون حرارتی–کاتالیتیکی یا UV‑Persulfate مطابق Standard Methods 5310 و ISO 8245 انجام داد. کلیدی‌ترین نکات «حذف کربن غیرآلی، فیلتراسیون برای DOC، کالیبراسیون منظم، نگهداری صحیح نمونه و کنترل کیفیت (blank, spike, duplicate)» هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش COD (Chemical Oxygen Demand) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون COD

1. روش جذب بسته (Closed Reflux, Colorimetric)

   • افزودن حجم معینی از محلول دی‌کرومات پتاسیم (K₂Cr₂O₇) و اسید سولفوریک با H₂SO₄ غلیظ+Ag₂SO₄ به نمونه

   • انکوباسیون در دمای 150 °C به مدت 2 ساعت در دیگک (block digester)

   • خنک‌سازی، رقیق‌سازی، سپس خواندن جذب در اسپکتروفوتومتر در λ≈600 nm

2. روش جذب بسته (Closed Reflux, Titrimetric)

   • پس از انکوباسیون، تقلیل با Fe(NH₄)₂(SO₄)₂ و تیتر دورقمی با Fe²⁺ نشاسته‌دار

3. روش جذب باز (Open Reflux)

   • انکوباسیون زیر هود در ارلن با تزریق K₂Cr₂O₇ و H₂SO₄+Ag₂SO₄

   • شستشوی بخارات اسیدی و سپس تیتر همانند روش رنگ‌سنجی

4. روش COD متر پرتابل (Tank Digestion + Photometric Reader)

   • کیت‌های یک‌مرحله‌ای شامل معرف خشک‌شده در لوله‌های واکنش

   • گذاشتن در دستگاه دمای ثابت (148–150 °C) و سپس قرار در خوانشگر نوری

۲. دستگاه‌ها و لوازم مورد نیاز

• بلوک هضم (Digester Block) با کنترل دقیق دما 150 °C

• دستگاه اسپکتروفوتومتر یا فتومتر COD (λ≈420–600 nm بسته به کیت)

• تیتراتور الکترونیک برای روش تیترومتریک

• کوره هود شیمیایی (برای روش باز)

• بطری‌ها/لوله‌های COD (شیشه‌ای مقاوم به دما یا کیت خشک‌شده)

• پایه و میله مغناطیسی و همزن مغناطیسی (برای محلول‌ها)

• ترازوی دقیق (±0.1 mg) برای تهیه محلول‌ها

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 5220 C: Closed Reflux, Colorimetric

• APHA 5220 B: Closed Reflux, Titrimetric

• ISO 6060: Water quality — Determination of the COD

• EPA Method 410.4: Colorimetric method for COD

• ASTM D1252: COD of water, electrocatalytic method

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• ایمنی شیمیایی: کرومات دو ظرفیتی سمی و سرطانی است؛ دستکش و عینک محافظ ضروری است

• کالیبراسیون اسپکتروفوتومتر با استانداردهای مرجع (COD=0 و یک یا دو نقطه)

• کنترل واکنش جانبی: فلزات نمک‌های کلردار ممکن است با دی‌کرومات واکنش دهند؛ در صورت نیاز نمونه را با سولفات روی یا فسفات مس مسدود کنید

• کنترل حجم نمونه: حجم نمونه استاندارد (2–10 mL) بر اساس بار COD؛ حجم زیاد موجب غلبه بیش از حد روی معرف می‌شود

• زمان و دما: دمای دقیق 150 °C و زمان 2 h برای اطمینان از اکسایش کامل

• خاموشی و رقیق‌سازی: پس از هضم، اجازه سرد شدن و سپس رقیق‌سازی با دقت برای خوانش بهینه Abs بین 0.2–1.0

• بافر کردن محیط: کنترل pH نهایی تا ~ 1–2 پیش از تیتر یا خوانش نوری

• نمونه‌های مات یا دارای ذرات: صاف‌کردن با فیلتر 0.45 µm یا سانتریفیوژ قبل از افزودن معرف

خلاصه:
COD را عموماً با روش Closed Reflux (APHA 5220 C/B یا ISO 6060) و هضم در 150 °C برای 2 h اجرا می‌کنند. استفاده از بلوک هضم، اسپکتروفوتومتر/تیتراتور، کالیبراسیون دقیق، کنترل زمان/دما و مراقبت‌های ایمنی در مواجهه با دی‌کرومات برای حصول نتایج معتبر ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش BOD₅ (Biochemical Oxygen Demand in 5 days) در آب و فاضلاب

۱. اهمیت BOD₅

• معیاری برای سنجش میزان مواد آلی قابل‌تخریب بیولوژیک در نمونه

• نمایانگر بار آلودگی آلی و کارایی تصفیه بیولوژیک

۲. روش انجام آزمایش BOD₅

• نمونه‌برداری و آماده‌سازی:

  • برداشت 300–500 mL نمونه در بطری شیشه‌ای تیره یا بسته

  • ثبت دما و اسیدیته؛ نمونه تا 6 h در سردخانه (4 °C) نگه‌داری شود

• اماده‌سازی محلول بافر و معرف:

  • بافر فسفات (pH≈7.2)، کاتالیزور هیدروکسید منیزیم و سدیم هیدروکسید

  • محلول‌های ریزمغذی (MgSO₄, CaCl₂, FeCl₃) برای تغذیه میکروارگانیسم

• تثبیت نمونه:

  • افزودن حجم مشخصی (معمولاً 1 mL در هر 300 mL نمونه) محلول بافر و املاح

  • اگر BOD زیاد باشد، رقیق‌سازی با آب اکسیژن‌دار (DO≥7 mg/L)

• اندازه‌گیری DO اولیه (DO₀):

  • با روش وینکلر یا حسگر الکتروشیمیایی/نوری

  • ثبت مقادیر DO₀

• انکوبه کردن:

  • قرار دادن بطری‌ها در انکوباتور تاریک و ثابت در 20 °C به مدت 5 روز

  • در صورت نیاز مخلوط‌کن ملایم روزانه برای جلوگیری از لخته شدن

• اندازه‌گیری DO نهایی (DO₅):

  • پایان انکوباسیون، اندازه‌گیری DO₅

  • اطمینان از اینکه DO₅ ≥ 1 mg/L (در غیر این صورت نمونه باید رقیق شود)

• محاسبه BOD₅:

  BOD5=(DO0−DO5)×VکلVنمونه (mL)×f \{BOD}_5 = \frac{(DO_0 - DO_5) \times V_{\{کل}}}{V_{\{نمونه (mL)}} \times f}

  که ff ضریب رقت نمونه است

۳. دستگاه‌ها و لوازم مورد نیاز

• بطری‌های BOD (300 mL) شیشه‌ای یا پلی‌اتیلنی، درپوش محکم

• انکوباتور با دمای ثابت 20 °C و تاریک

• DO متر یا کیت وینکلر

• پی‌اچ‌متر و کالیبراسیون بافر

• محلول‌های بافر فسفات و محلول‌های املاح (Mg, Ca, Fe)

• ارلن یا پی‌پت برای افزودن دقیق معرف‌ها

• منبع اکسیژن یا هواده برای رقیق‌سازی

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater: روش 5210 B (BOD₅)

• ISO 5815‑1,2: Determination of BOD by dilution and manometric methods

• EPA Method 405.1: BOD₅ by dilution technique

• ASTM D 2572: Standard Test Methods for BOD₅

۵. نکات اجرایی و مراقبتی

• حفظ دمای دقیق 20 °C ±1 °C در طول 5 روز

• رعایت تاریکی مطلق؛ نور باعث فتوسنتز و تغییر DO می‌شود

• بررسی DO₅≥1 mg/L تا از مصرف تمام اکسیژن جلوگیری شود

• کالیبراسیون روزانه DO متر و پی‌اچ‌متر

• اجتناب از هوادهی زیاد هنگام رقیق‌سازی که ممکن است میکروب‌ها را تخریب کند

• ثبت دقیق زمان شروع/پایان، حجم نمونه، ضریب رقت و عدم نشت بطری

• انطباق با محدوده غلظت: برای فاضلاب غلیظ (> 400 mg/L BOD) رقیق‌سازی لازم است

خلاصه:
آزمایش BOD₅ با روش رقت و تثبیت بافر فسفات مطابق Standard Methods 5210 B یا ISO 5815 انجام می‌شود. کلید موفقیت «حفظ دمای 20 °C، تاریکی کامل، اندازه‌گیری دقیق DO₀/DO₅ و رعایت ضریب رقت» است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش اکسیژن محلول (DO) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های اندازه‌گیری DO

• روش وینکلر (Winkler Titration)

  1. تثبیت نمونه با MnSO₄ وalkaline KI

  2. اسیدی‌سازی و آزادسازی I₂ متناسب با DO

  3. تیتر با Na₂S₂O₃ تا رنگ ناپدید شود

  4. محاسبه DO بر حسب mg/L از حجم تیتر

• حسگر الکتروشیمیایی

  • قطبی‌گرافی کلارک (Polarographic Clark): جریان الکترولیتی متناسب با غلظت O₂

  • حسگر گالوانیک: تولید جریان خودبه‌خودی با O₂ به‌عنوان گیرنده الکترون

• حسگر نوری (Optical/Luminescent)

  • فلورسانس یا فسفرسانس ماده حساس به O₂ (مثلاً ruthenium complex)

  • زمان یا شدت خاموشی فلورسانس ↔ DO

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• بسته وینکلر: بطری‌های تیتراسیون، معرف MnSO₄، محلول قلیایی KI، محلول اسید، نشانه‌گر نشاسته

• DO متر پرتابل: پراب الکترود کلارک یا گالوانیک با جبران دما

• DO متر رومیزی: حسگر نوری با نمایشگر LCD و ثبت خودکار

• سیستم همزن (Stirrer): برای توزیع یکنواخت O₂ زیر غشاء الکترود

• کالیبراسیون: با محلول اشباع اکسیژن (در آب مقطر اشباع با هوای استاندارد)

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 4500‑O G/T (Standard Methods): وینکلر کلراتیمتری

• ISO 5814: تعیین DO با روش وینکلر

• EPA Method 360.1: الکترود الكتروشیمیایی

• ASTM D888‑05: روش وینکلر و حسگر الکتروشیمیایی

• EN 25814: روش نوری برای DO

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری:

  • پراب را در عمق ≥ 20 cm زیر سطح نگه دارید تا حباب هوا ایجاد نشود

  • اندازه‌گیری را بلافاصله پس از نمونه‌برداری انجام دهید (≤ 15 min)

• کالیبراسیون:

  • هر روز یا پیش از هر شیفت کاری؛ استفاده از آب اشباع O₂ (هوادهی با هوا یا نیتروژن)

• دمادماسنجی:

  • DO وابسته به دما است؛ دیتالاگر یا پراب دماسنج‌دار برای جبران خودکار

• نگهداری الکترود:

  • تعویض غشاء (Clark) هر ماه یا اگر جریان کم شد

  • تمیزکردن مغزی با آب مقطر و پرهیز از تضعیف یا پارگی غشاء

• جلوگیری از آلودگی:

  • از دست‌زدن به غشاء با دست یا مواد شیمیایی خودداری کنید

  • پراب را پیش از اندازه‌گیری چند بار در نمونه هم بزنید تا اکسیژن مازاد پراکنده شود

• محدودیت‌ها:

  • فاضلاب با غلظت بالای جامدات معلق ممکن است روی خوانش حسگر تأثیر بگذارد؛ در صورت نیاز نمونه را صاف کنید

خلاصه:
اندازه‌گیری DO را می‌توان با روش وینکلر (APHA 4500‑O G) برای دقت بالا یا حسگر الکتروشیمیایی/نوری (EPA 360.1, ISO 5814) برای سهولت و پایش مداوم انجام داد. کالیبراسیون روزانه، جبران دما، همزدن نمونه و نگهداری دقیق الکترود برای نتایج دقیق ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب