A Demanda Química de Oxigênio (DQO) é uma medição extremamente importante no tratamento de águas e efluentes, realizada tanto na distribuição de águas, até na produção alimentícia. Realizar os testes de DQO da maneira correta é importante na determinação da efetividade do tratamento dos efluentes, e pode ajudar a diagnosticar problemas no tratamento. Neste blog, abordaremos o que é a Demanda de Oxigênio Químico, como testa-la e como obter o melhor equipamento para realizar seus testes.

O que é Demanda Química de Oxigênio?

A Demanda Química de Oxigênio (DQO) é uma medição indireta da quantidade de matéria orgânica na amostra. Com este teste, você pode medir virtualmente todos os compostos orgânicos que podem ser digeridos através de um reagente de digestão.

O DQO contrasta com a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), que se baseia no uso de microrganismos para decompor o material orgânico na amostra por respiração aeróbia, ao longo de um período de incubação definido (tipicamente cinco dias).

O DBO e DQO correlacionam-se um com o outro em amostras virtuais, entretanto, o DBO é sempre menor que que o DQO, já que a decomposição bioquímica de compostos orgânicos não é tão completa quanto métodos químicos.

A Importância da Demanda Química de Oxigênio

Como medidores de matéria orgânica na amostra, o DBO e DQO são essenciais na determinação da quantidade de dejetos presentes na água. Dejetos comumente possuem um alto nível de matéria orgânica e requerem um tratamento para a redução desta matéria antes de descarta-la ou repô-la à natureza.

Se as estações de tratamento não reduzirem a quantidade e matéria orgânica dos efluentes antes de chegar às águas naturais, micróbios da água receptora irão consumir a matéria orgânica. Como resultado, estes micróbios também irão consumir o oxigênio na água receptora, sendo este um efeito do consumo e quebra da matéria orgânica. Esse esgotamento de oxigênio, juntamente com condições ricas em nutrientes excessivos, é chamado de eutrofização, uma condição da água que pode levar à morte da vida animal.

As estações de tratamento reduzem o DBO e DQO utilizando estes mesmos micróbios em condições controladas. Estas instalações arejam câmaras injetadas com bactérias específicas que podem quebrar a matéria orgânica em um ambiente que não prejudique as águas naturais. A redução de DBO é usada nestas instalações como uma referência na efetividade do tratamento.

Como o teste de DBO leva cinco dias para estar completo, o DQO é usado para monitorar o processo de tratamento nas operações do dia-a-dia. O teste de DQO leva apenas algumas horas para estar completo. Se a técnica de DBO fosse sempre usada, as águas residuais tratadas precisariam ser mantidas, e um problema com o processo de tratamento não seria detectado até cinco dias depois! Isso significaria que as águas residuais precisariam ser mantidas até que os resultados pudessem ser verificados.

Dica Hanna: Devido a velocidade dos testes, as companhias usualmente estabelecem uma correlação entre o DBO e o DQO, sendo assim, realizam testes de DBO ocasionalmente. Entretanto, tenha certeza de checar sua agência regulatória local para conselhos detalhados sobre os regimentos no teste de DQO e DBO.

Como medir Demanda Química de Oxigênio

Como mencionado anteriormente, o DQO faz a medição de matéria orgânica utilizando um oxidante químico. É crucial que o oxidante usado seja forte o suficiente para reagir virtualmente com toda matéria orgânica na amostra. Historicamente, o permanganato de potássio cumpre este papel, entretanto, este se mostrou inconsistente em sua habilidade de oxidar toda a matéria orgânica numa ampla variedade de amostras.

Atualmente, a maioria dos testes de DQO utilizam dicromato de potássio como oxidante.  O dicromato de potássio é um sal de crômio hexavalente com uma coloração alaranjada e é um oxidante muito forte. Entre 95-100% de todo material orgânico pode ser oxidado através do dicromato. Uma vez que o dicromato oxida uma substância, esta é convertida em crômio hexavalente, da qual possui uma coloração esverdeada.

A digestão é realizada em amostras com uma certa quantidade de oxidante, ácido sulfúrico e calor (150ºC). Sais de metais são usualmente inclusos para suprimir qualquer interferência e para catalisar a digestão. A digestão tipicamente leva duas horas para ser realizada.

Durante a digestão, é necessário que haja um excesso de oxidante; isto assegura a completa oxidação da amostra. Assim como o resultado, é importante determinar a quantidade excedida de oxidante. Os dois métodos mais comuns são a titulação e a colorimetria.

Método Titulométrico de DQO

No método de titulação para a determinação de DQO, o excesso de dicromato é reagido com um agente redutor, sulfato de amônio ferroso. Como o Sulfato de Amônio Ferroso (FAS) é adicionado lentamente, o excesso de dicromato é convertido para sua forma trivalente.

Assim que todo o excesso de dicromato reagir, um ponto de equivalência será alcançado. Este ponto significa que a quantidade de sulfato de amônio ferroso adicionado é igual à quantidade excedida de dicromato. A indicação por cor também sinaliza o ponto final, mas o processo pode ser automatizado com um indicador potenciométrico (como um eletrodo).

Depois, você pode calcular quanto dicromato foi para material orgânico oxidante com base em quanto adicionamos inicialmente e quanto sobrou.

Método Colorimétrico de DQO

Você também pode observar o consumo do dicromato através da mudança na absorbância da amostra. As amostras absorvem um comprimento de onda particular devido a cor do crômio trivalente (Cr³⁺) e do crômio hexavalente (Cr⁶⁺).

Você pode quantificar a quantidade de crômio trivalente numa amostra após a digestão, medindo a absorbância da amostra num comprimento de onda de 600 nm num fotômetro ou espectrofotômetro. Alternativamente, a absorbância do crômio hexavalente em 420 nm pode ser usada para determinar a quantidade de excesso de crômio ao fim da digestão para enfim, encontrar os valores de DQO.

“Então, o que eu preciso para começar? ”

Para começar a medir DQO requer apenas alguns equipamentos. Como o método mais comum é o colorimétrico, focaremos neste. Aqui alguns dos equipamentos básicos que você necessitará.

1.    Bloco de Aquecimento

Ambos os métodos para testes de DQO requerem a digestão, sendo assim, um bloco de aquecimento é crucial para as suas amostras e também assegura exatidão e resultado repetíveis. Para melhores resultados, busque por um bloco de aquecimento que possua múltiplas temperaturas em sua configuração, assim você poderá utiliza-lo para outros testes, como fósforo total. A maioria dos blocos de aquecimento também possuem temporizadores, o que é essencial para manter um tempo de digestão consistente.

2. Colorímetro ou Espectrofotômetro

O colorímetro ou espectrofotômetro é o dispositivo que fará a leitura de absorbância em amostras após a digestão, para assim correlacionar com a concentração de DQO. Ambos os instrumentos podem ser usados para medir DQO, entretanto, são um pouco diferentes um do outro.

Colorímetros utilizam de filtro para medir a luz num comprimento de onda específicos, mas os espectrofotômetros utilizam um dispositivo que permite medições numa ampla variedade de espectros. Independente do instrumento que você escolher, procure por modelos que possuam métodos pré-programados para DQO para melhor facilidade de uso.

3. Reagentes

Os reagentes são um dos componentes mais importantes no Sistema de testes de DQO. Estes químicos são responsáveis pela oxidação da matéria orgânica. É possível preparar reagentes caseiros, mas é mais conveniente compra-los à fim de minimizar o contato com crômio hexavalente e ácidos fortes. Estes frascos de DQO são pré-preparados e prontos para uso. Há diversos tipos de reagentes disponíveis comercialmente, sendo eles:

• Reagentes – Conformidade EPA: Estes frascos estão em conformidade com o método EPA 410.4 e Standard Methods 5220D. Estes reagentes utilizam uma formulação para este método, que contém sulfato de mercúrio, dicromato de potássio, e ácido sulfúrico. Utilize estes frascos se seu trabalho requerer relatórios de DQO de acordo com as metodologias EPA.
• Reagentes – Conformidade ISO: Conformidade com método ISO 15705:2002 à respeito de sua composição. A composição destes frascos para DQO são similares aos padrões EPA, logo, também possuem mercúrio.
• Reagentes sem Mercúrio: A maioria dos frascos de DQO contém sulfato de mercúrio para remover interferências de cloro, que pode causar um valor falso e alto de DQO. Frascos de DQO sem mercúrio são mais suscetíveis as interferências de cloro, entretanto, reduzem drasticamente os riscos de segurança ambiental por não manusear mercúrio. Como resultado, estes reagentes são ideais para análises de rotinas.

A Hanna pode lhe ajudar a maximizar seus testes de DQO

Realizar um upgrade para suas análises de DQO é muito fácil. Espectrofotômetros e Colorímetros da mais alta tecnologia possuem métodos embutidos, tornando a transição de seus testes para um novo instrumento de forma fácil e simples.

A Hanna Instruments está comprometida em atender setores águas residuais nos setores de distribuição e industrial. Nossos representantes técnicos trabalham diretamente com as operadoras para configurar métodos de teste.

Imagem de capa: Imagem por kubinger de Pixabay