Zpracované otázky - CHEMIJE

Hrubé rozlišení látek v odparku, který se při rozboru kalu nazývá sušinou, lze provést jeho žíháním při 550 °C. Při této teplotě jsou organické látky spáleny a unikají ve formě plynů (CO2, H2O). Ztráta hmotnosti žíháním odpovídá tedy obsahu organických látek, kdežto anorganické sloučeniny zůstanou nezměněny jako zbytek po žíhání. Hodnocení obsahu organických látek ze zbytku ze žíhání je zatíženo poměrně velkou chybou, danou úbytkem hmotnosti odparku ztrátou vody vázané v anorganických sloučeninách, příp. částečným rozkladem některých anorganických sloučenin. Je proto spolehlivé u odpadních vod s vysokou koncentrací organického znečištění a zejména u čistírenských kalů, nikoliv však u vod s nízkým obsahem organických látek.

6. Hodnocení obsahu organických látek ve vodách z množství kyslíku potřebného k jejich oxidaci

Biochemická spotřeba kyslíku

Oxidaci organických látek lze uskutečnit i působením molekulárního (vzdušného) kyslíku v součinnosti aerobních bakterií, které využívají energii při této oxidaci uvolněnou. Spotřeba kyslíku ve vzorku za standardních podmínek je mírou obsahu organických, biologicky rozložitelných látek a částečně i některých anorganických sloučenin a nazývá se biochemická spotřeba kyslíku BSK.

Rychlost bakteriálního rozkladu organické hmoty za aerobních podmínek, která je v přímé úměrnosti k rychlosti spotřeby kyslíku, lze popsat rovnicí, odpovídající reakční kinetice 1. řádu, podle níž je rychlost rozkladu určité látky přímo úměrná jejímu nerozložitelnému zbytku. V daném případě je touto látkou biologicky rozložitelná organická hmota. Kinetiku rozkladu lze vyjádřit rovnicí:

$$\frac{\text{dBSK}_{t}}{\text{dt}} = k_{1}(\text{BSK}_{c} - \text{BSK}_{t})$$

Integrací od 0 do t získáme: BSKt = BSKc(1 − 10 − k.t)

Kde BSKt je biochemická spotřeba kyslíku v čase t (dny), BSKc je celková biochemická spotřeba kyslíku odpovídající úplnému rozložení biologicky rozložitelné organické hmoty, k1 a k jsou rychlostní konstanty, jejichž hodnoty závisí na charakteru organické hmoty (substrátu) a na teplotě. k = k1.log e = 0,434.k1

Např. pro biochemický rozklad glukózy při teplotě 20 °C byla zjištěna hodnota k = 0,87, pro rozklad organických látek přítomných ve splaškových vodách je při stejné teplotě k = 0,1. Vyjde-li se z této hodnoty, potom z průběhu BSK vyplývá, že téměř úplného rozkladu biologicky rozložitelné organické hmoty (99 %) je dosaženo za 20 dnů, což je však pro praktický účel hodnocení doba příliš dlouhá. Proto se volí doba inkubace 5 dnů, při níž ještě není všechna biologicky rozložitelná organická hmota rozložena (pro k = 0,1 jen 68,4 %) a pro takto stanovený výsledek [mg.l-1] je zavedeno označení BSK5.

Stanovení BSK5 je uzanční metodou, spočívající ve vyhodnocení úbytku rozpuštěného kyslíku (O2) ve vzorku za 5 dnů při teplotě 20 °C. Vzorek se dle potřeby ředí tak zvanou zřeďovací dobou, což je čistá voda (destilovaná s přídavkem solí a živin) nasycená vzduchem. Inkubace se provádí v lahvích zcela naplněných naředěnou zkoušenou vodou za nepřístupu vzduchu (bakterie mají k dispozici jen O2 obsažený ve vodě) a ve tmě, aby se zabránilo nežádoucímu rozvoji řas. Pro zabránění mikrobiální oxidace amoniaku se přidává vhodný inhibitor tohoto procesu, obvykle allylthiomočovina, která nenarušuje činnost aerobních bakterií s výjimkou nitrifikačních.