Entendemos insuficiencia de oxígeno o déficit de oxígeno de un agua al peso del mismo necesario para alcanzar la saturación a la temperatura determinada. Se expresa en mg/l.
La demanda de oxígeno de un agua es la cantidad de oxígeno por mg/l consumido por esa agua durante un cierto tiempo.
La cantidad de materias orgánicas putrescibles se puede determinar por dos procedimientos principalmente :
- Demanda química de oxígeno, DQO.
- Demanda bioquímica de oxígeno, DBO.
La primera se realiza por vía química y la segunda por intermedio de las bacterias. Las dos oxidan la materia orgánica fijando el oxígeno.
La Demanda Química de Oxígeno, DQO, es la cantidad de oxígeno consumido por los cuerpos reductores presentes en un agua sin intervención de los organismos vivos.
La determinación del contenido de materia orgánica, biodegradable o no, tiene gran valor en la vigilancia de las aguas y para conocer la eficacia de los diferentes tratamientos aplicados en la depuración de las mismas.
La reglamentación técnico-sanitaria española califica a la materia orgánica como componente no deseable en las aguas de consumo humano. Establece como valor máximo orientador de calidad hasta 2mg O2/l y como nivel máximo tolerable hasta 5 miligramo O2 por litro de agua.
Todos los métodos analíticos para conocer el contenido aproximado de materias orgánicas se basan en la utilización de fuertes oxidantes químicos en presencia de catalizadores.
Los métodos usuales son el método de dicromato al reflujo y el método del permanganato.
El método del dicromato al reflujo es de gran reproductividad y de oxidación más completa que el del permanganato. La mayor parte de la materia orgánica resulta oxidada por una mezcla a ebullición de los ácidos crómico y sulfúrico. Se somete a reflujo una muestra en una disolución ácida fuerte con un exceso de dicromato potásico.
Después de la digestión, el dicromato no reducido que quede, se determina con sulfato ferroso amónico, sal de Mohr (SO4)2 Fe(NH4)2, para determinar la cantidad de dicromato consumido y calcular la materia orgánica oxidable en términos de equivalente de oxígeno.
Para la valoración utilizamos un indicador, 1-10 fenantrolina o ferroina, que a su vez reacciona con el exceso de Fe2+ que no ha reccionado con el dicromato, dando lugar a un complejo de color marrón/rojizo que nos indica el punto final de la valoración.
Cálculo
El método de oxidabilidad al permanganato consiste en conocer la cantidad de materias orgánicas presentes en el agua mediante la oxidación con permanganato potásico en caliente y en medio ácido
Este ensayo es rápido y adecuado para laboratorios con poco material.
Las sustancias de origen orgánico presentes en el agua se tratan con un reactivo oxidante, el MnO4K. En la oxidación producida hay un gasto de reactivo, del cual mediante cálculo se deduce la materia orgánica que hay en el agua analizada. Las reacciones que se producen en este método son:
Si lo expresamos como O2, ya que la cantidad de MnO4K que es reducida por la materia orgánica del H2O, es igual al O2 liberado.
Esta expresión es válida para 100 ml de muestra y KMnO4 0,01N. Si se emplean 200 ml de muestra en la valoración, el volumen de permanganato gastado debe dividirse por dos antes de aplicar esta expresión. Si por el contrario, se emplean 50 ml de muestra, el volumen de permanganato gastado en la valoración debe multiplicarse por dos antes de aplicar la expresión.
Las aguas cuyo contenido en Cl- sea elevado y superior a 300 ppm dan lugar a resultados erróneos al aplicar ésta técnica. Se aconseja realizar la prueba de los cloruros previamente.
La Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO, es una prueba empírica que utiliza un procedimiento estandarizado de laboratorio para determinar los requerimientos relativos de oxígeno de las aguas potables y residuales.
La demanda bioquímica de oxígeno es la cantidad de oxígeno eventualmente consumido por los gérmenes aerobios para asegurar la descomposición en condiciones normalizadas de incubación de las materias orgánicas contenidas en el agua analizadas.
El principio consiste en tomar una muestra del tamaño especificado, e incubarlo a la temperatura establecida durante 5 días. El oxigeno disuelto medido antes y después de la incubación, y la demanda biológica de oxígeno, se calcula mediante la diferencia entre el oxígeno disuelto inicial y el final, definiendo el indice DBO5.
Los factores de dilución recomendados son:
- Agua industrial o urbana muy cargada mayor de 100
- Agua residual depurada y bruta entre 100 y 20
- Efluente tratado biológicamente entre 20 y 4
- Aguas fluviales entre 4 y 1
Grupo de Tratamiento de Aguas Residuales. Escuela Universitaria Politécnica. Universidad de Sevilla.
