Los términos DBO y DQO a menudo se utilizan en las discusiones sobre la calidad del agua de acuacultura, y una explicación de los significados, diferencias y propósitos de estas dos variables debería ser útil. La DBO representa la demanda biológica de oxígeno o la demanda bioquímica de oxígeno; elija lo que desee, ya que se usan indistintamente. La DQO es la abreviatura de la demanda química de oxígeno.
Demanda biológica de oxígeno
DBO es la cantidad de oxígeno disuelto consumido por una muestra de agua (a menudo diluida) que se confina en una botella de DBO y se mantiene en una incubadora en la oscuridad a 20 grados-C. La muestra se mantiene en la oscuridad para evitar la producción de oxígeno disuelto por la fotosíntesis del fitoplancton durante la incubación. La pérdida de oxígeno disuelto se puede medir durante cualquier período de tiempo deseado, pero más comúnmente durante cinco días, de ahí la demanda bioquímica de oxígeno de cinco días (DBO5).
La pérdida de oxígeno disuelto en la botella es el resultado de la respiración de todos los organismos en la muestra de agua, incluidas las bacterias que descomponen la materia orgánica disuelta y suspendida. Por supuesto, si hay nitrógeno amoniacal en la muestra, la nitrificación biológica también puede consumir oxígeno.
Debe quedar oxígeno disuelto en la botella de DBO al final de la incubación o no se podrá calcular el oxígeno disuelto (DBO). Un agua dulce a 20 grados-C contiene solo 9,08 mg por litro en saturación de aire y no se puede medir una DBO más alta en una muestra sin diluir. La dilución da como resultado menos microorganismos, por lo que se agrega una semilla bacteriana al agua de dilución para las muestras que se diluyen más de tres o cuatro veces para evitar un retraso en la descomposición de las bacterias. Las muestras de aguas residuales municipales, de procesamiento de carne e industriales deben diluirse en gran medida para evitar el agotamiento del oxígeno disuelto durante la prueba de DBO. Es posible que las muestras de efluentes acuícolas no requieran dilución y pocas deben diluirse más de tres o cuatro veces
La población de bacterias nitrificantes generalmente necesita más de cinco días para comenzar a oxidar el nitrógeno amoniacal en muestras muy diluidas. En las pruebas de DBO5 en muestras diluidas más de tres o cuatro veces, la nitrificación no suele contribuir a la DBO5. Se puede colocar un inhibidor de la nitrificación en las muestras para detener la nitrificación por completo. A menos que se agregue un inhibidor de la nitrificación en una muestra sin diluir o que la muestra solo se diluya unas pocas veces, la nitrificación ocurrirá durante la incubación.
La DBO puede ser reportada como DBO carbonosa (CBOD) para muestras muy diluidas o en muestras en las que se inhibió la nitrificación. La diferencia de DBO entre las porciones de una muestra incubada con y sin inhibición de la nitrificación es la demanda de nitrógeno y oxígeno (NOD). El NOD también se puede estimar a partir de la concentración total de nitrógeno amoniacal en miligramos por litro (lo mismo que partes por millón) multiplicado por 4,57. Las muestras de efluentes acuícolas rara vez se diluyen en gran medida, y la inhibición de la nitrificación no se realiza comúnmente. El NOD en un estanque con 5 mg por litro de nitrógeno amoniacal total sería de 22,8 mg por litro. El nitrógeno amoniacal a menudo constituye una parte significativa de la DBO total en muestras de instalaciones acuícolas.
El propósito de la DBO es proporcionar una estimación de la cantidad de oxígeno disuelto que se necesitará para oxidar la carga de DBO en un agua residual descargada en un cuerpo de agua receptor. Por ejemplo, si la concentración de DBO5 de un efluente es de 20 gramos por metro cúbico (20 mg / L) y se descargan 1000 metros cúbicos por día de efluente, la carga de DBO5 es igual a 20 kg de oxígeno disuelto por día.
Es posible determinar las tasas de re-aireación de oxígeno para arroyos y algunos otros cuerpos de agua. Los datos sobre la tasa de re-aireación se utilizan en modelos matemáticos para estimar las cargas diarias permisibles de DBO5 para evitar una concentración excesivamente baja de oxígeno disuelto en los cuerpos de agua receptores.
La DBO5 es valiosa como indicador de la fuerza contaminante de los efluentes de las granjas acuícolas. Las concentraciones típicas de DBO5 en los efluentes acuícolas están entre 5 y 30 mg por litro, pero pueden ocurrir concentraciones tanto más bajas como más altas.
La DBO5 no es especialmente útil como indicador de la demanda de oxígeno dentro de los sistemas de cultivo. Una DBO a corto plazo puede ser útil para determinar la tasa horaria de consumo de oxígeno disuelto (disminución) para su uso en la predicción de los requisitos de aireación. Una muestra sin diluir de la concentración medida de oxígeno disuelto de un sistema de cultivo puede confinarse en una botella e incubarse en la oscuridad a la misma temperatura que el agua del sistema de cultivo o confinarse en una botella opaca e incubarse directamente en el sistema de cultivo. La concentración de oxígeno disuelto que queda en la botella después de dos a cuatro horas se resta de la concentración inicial de oxígeno disuelto y se divide por las horas de incubación para obtener la demanda de oxígeno por hora.
Demanda química de oxígeno
La DQO es el oxígeno equivalente de la cantidad de dicromato de potasio consumida durante la oxidación completa de materia orgánica en una muestra de agua acidificada durante dos horas de ebullición en un aparato de reflujo para evitar la pérdida de agua por evaporación. El COD es un método más rápido para estimar la demanda de oxígeno de una muestra.
En realidad, la DQO representa la DBO final (DBOu) o la cantidad de oxígeno disuelto para oxidar completamente la materia orgánica en una muestra, y la DQO siempre superará la DBO5. La concentración de DBO5 suele ser de alrededor del 65 por ciento de la concentración de DQO.
El cálculo de DQO puede modificarse para permitir el cálculo del equivalente de carbono orgánico del permanganato de potasio consumido durante la prueba. Este procedimiento de DQO modificado permite medir la concentración de carbono orgánico total disuelto y suspendido. La filtración por membrana se puede utilizar para eliminar el carbono orgánico particulado de una parte de una muestra, y la diferencia en el carbono orgánico entre la parte no filtrada y la parte filtrada permite el cálculo de las concentraciones de materia orgánica disuelta y suspendida. La concentración de carbono orgánico multiplicada por un factor de 1,8 a 2,0 suele ser un buen indicador de materia orgánica disuelta y suspendida.
Una alta concentración de iones de cloruro interfiere con la medición de DQO porque una fracción del cloruro puede oxidarse a cloro por el dicromato de potasio. Esto da como resultado una DQO erróneamente alta. Si bien existe una forma de inhibir este efecto, no es muy eficaz.
