BOD,COD,TOD และ TOC

สารอินทรีย์เป็นมลพิษหลักอย่างหนึ่งในน้ำ ดังนั้นการทราบปริมาณสารอินทรีย์ตลอดเวลาจึงมีความสำคัญมาก อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถวัดปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำได้โดยตรง จำเป็นต้องมีวิธีอื่น เช่น การออกซิไดซ์สารอินทรีย์ในน้ำ การคำนวณปริมาณออกซิเจนที่ใช้ทั้งหมด จากนั้นคำนวณปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำแบบย้อนกลับ

หากใช้จุลินทรีย์ในการออกซิเดชัน การใช้ออกซิเจนที่วัดได้จะเรียกว่า ความต้องการออกซิเจนทางชีวภาพ BOD:

ถ้ามีการใช้การออกซิเดชันทางเคมี การใช้ออกซิเจนที่วัดได้จะเรียกว่า ความต้องการออกซิเจนทางเคมี COD

ถ้าใช้การเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูง การใช้ออกซิเจนที่วัดได้จะเรียกว่าความต้องการออกซิเจนรวม TOD

สิ่งเหล่านี้เป็นตัวบ่งชี้ทั่วไปหลายประการในมาตรฐานต่างๆ สำหรับการบำบัดน้ำ

นอกจากการตัดสินจากการใช้ออกซิเจนแล้ว ยังมีวิธีคิดที่ตรงไปตรงมามากกว่านั้นอีกวิธีหนึ่ง เนื่องจากคำจำกัดความของสารอินทรีย์คือสารประกอบที่มีคาร์บอน จึงสามารถวัดปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมดได้โดยการวัดปริมาณคาร์บอน

คาร์บอนเหล่านี้จะสร้างคาร์บอนไดออกไซด์จากการเผาไหม้ ปริมาณคาร์บอนสามารถคำนวณได้โดยการวัดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตได้ ซึ่งเรียกว่า TOC ของคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด ซึ่งสามารถบ่งชี้ปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำโดยอ้อมได้เช่นกัน

แม้ว่า BOD, COD, TOD และ TOC จะสามารถบ่งชี้ปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำได้โดยอ้อมก็ตาม แต่มีวิธีการวัดที่แตกต่างกันจะกำหนดข้อจำกัดของแต่ละวิธี

BOD: โดยทั่วไปการวัดจะใช้เวลาอย่างน้อย 5 วัน หากน้ำมีสารพิษ จุลินทรีย์ในน้ำจะได้รับพิษ ซึ่งจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อผลการทดสอบ

COD: สารเคมีที่ใช้ ได้แก่ โพแทสเซียมไดโครเมตและโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต น้ำเสียต้องได้รับการบำบัดล่วงหน้าก่อน การใช้สารกำจัด COD อาจทำให้คนเข้าใจผิดได้ง่าย ส่งผลให้ผลการทดสอบไม่แม่นยำ นอกจากนี้ กรดโครมิกยังเป็นสารพิษและก่อให้เกิดมลพิษทางอ้อม

TOD: กระบวนการวัดจะออกซิไดซ์สารอินทรีย์เกือบทั้งหมด แต่สารออกซิเจนยังทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และกำมะถันด้วย หากมีองค์ประกอบเหล่านี้ในตัวอย่างน้ำมากเกินไป ผลการวัดจะไม่แม่นยำอย่างแน่นอน

สารบัญ: สำหรับการวัด จำเป็นต้องใช้กรดซัลฟิวริกเจือจางก่อนเพื่อกำจัดคาร์บอนอนินทรีย์ในตัวอย่างน้ำ จากนั้นเผาในกระแสออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง และสุดท้ายตรวจจับปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านเครื่องตรวจจับอินฟราเรด/เครื่องตรวจจับการนำความร้อน อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ต้องใช้เครื่องมือที่มีความแม่นยำมาก หากความแม่นยำของเครื่องมือไม่เพียงพอ ก็มีแนวโน้มว่าจะมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น

เหตุใดจึงใช้ BOD และ COD เป็นตัวบ่งชี้ปริมาณน้ำทิ้ง?

ในทางทฤษฎี การใช้ TOC เพื่อระบุปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำเสียมีความแม่นยำมากที่สุด แต่ปัจจุบัน ประเทศส่วนใหญ่ในโลกใช้ BOD และ COD เนื่องจากเมื่อหลายสิบปีก่อนมีการกำหนดมาตรฐานไว้ แต่ระดับทางเทคนิคของแต่ละประเทศยังมีจำกัด และการทดสอบ TOC ยังไม่แพร่หลาย แม้ว่าปัจจุบันจะบรรลุระดับทางเทคนิคของประเทศส่วนใหญ่ได้ แต่ BOD และ COD ถูกใช้เป็นมาตรฐานสำหรับตัวบ่งชี้น้ำเสียมานานหลายทศวรรษแล้ว และไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะแทนที่ทั้งหมดด้วย TOC

เหตุใดหลายประเทศจึงสนับสนุนการใช้มาตรฐาน TOC ในปัจจุบัน

เดิมทีตัวบ่งชี้ TOC นั้นใช้กันทั่วไปในสาขาการประปาและการใช้น้ำเพื่ออุตสาหกรรม และปัจจุบันมักถูกกล่าวถึงในด้านการบำบัดน้ำ เนื่องจากหลายประเทศกำลังพัฒนาระบบน้ำอัจฉริยะอย่างแข็งขัน

ขั้นตอนแรกในการพัฒนาระบบน้ำอัจฉริยะคือการเผยแพร่การติดตามออนไลน์ให้แพร่หลาย ในขณะนี้ การวัดค่า COD ไม่สะดวกเลย นอกจากจะต้องเตรียมสารเคมีเพิ่มเติมแล้ว ผลการวัดยังใช้เวลานานพอสมควร และยังก่อให้เกิดมลพิษทางอ้อมอีกด้วย

ในทางกลับกัน TOC มีเวลาในการวัดที่สั้นกว่า มีความแม่นยำสูงกว่า ไม่มีมลพิษรอง และมีต้นทุนการตรวจจับต่ำ และเหมาะสำหรับการตรวจสอบออนไลน์ความถี่สูงมากกว่า