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NBR 12614 Águas - Determinação da demanda bioquímica de oxigênio (DBO) - Método de incubação inc ubação (20°C, (20°C, cinco cinco dias) di as) MAIO/1992
ABNT-Associação Brasileira de Normas Normas Técnicas Técnicas Sede: Rio de Janeiro Av. Treze de Maio, 13 - 28º andar CEP 20003-900 - Caixa Postal 1680 Rio de Janeiro - RJ Tel.: PABX (21) 210-3122 Fax:(21) 220-1762/220-6436 220-1762/220-6436 Endereço Telegráfico: www.abnt.org.br
Método de ensaio
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Origem: Projeto 01:602.04-003/87 CEET - Comissão de Estudo Especial Temporária de Meio Ambiente CE-01:602..04 - Comissão de Estudo de Análises Orgânicas NBR 12614 - Biochemical oxygen demand determination incubation method (20°C, five days) - Method of test Descriptors: Water. Biochemical. Oxygen demand Palavras-chave: Água. Oxigênio. DBO
SUMÁRIO 1 Objetivo 2 Documentos complementares 3 Definição 4 Aparelhagem 5 Execução do ensaio 6 Resultados
5 páginas
NBR 11958 - Águas - Determinação de oxigênio dissolvido - Método do eletrodo de membrana - Método de ensaio
3 Definição Para os efeitos desta Norma é adotada a definição de 3.1.
1 Objetivo
3.1 Demanda bioquímica de oxigênio (DBO)
Esta Norma prescreve o método de determinação da demanda bioquímica de oxigênio oxigên io (DBO) em amostras de coleções líquidas em geral, efluentes domésticos e industriais, lodos e água de mar.
Quantidade de oxigênio necessária para a oxidação biológica e química das substâncias oxidáveis contidas na amostra, nas condições do ensaio.
2 Documentos complementares Na aplicação desta Norma é necessário consultar:
4 Aparelhagem Na aplicação deste método é utilizada a seguinte aparelhagem:
NBR 9898 - Preservação e técnicas de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores - Procedimento
a) incubadora a ar ou um banho de água termostatizada (20 ± 1)°C, sem luz;
NBR 10357 - Águas - Determinação da demanda química e oxigênio (DQO) - Métodos de refl uxo aberto, refluxo fechado-titulométrico e refluxo fechadocolorimétrico - Método de ensaio
b) frascos de DBO de vidro de borossilicato, boca estreita, volume 250 mL - 300 mL, tampa esmerilhada, com “selo d’água”;
NBR 10559 - Águas - Determinação de oxigênio dissolvido - Método iodométrico de Winkler e suas modificações - Método de ensaio NBR 10664 - Águas - Determinação de resíduos (sólidos) - Método gravimétrico - Método de ensaio
c) provetas de 1000 mL, com tampa; d) béquer de 500 mL, 1000 mL e 2000 mL; e) pipetas volumétricas, capacidades diversas; f) balões volumétricos, capacidades diversas.
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5 Execução do ensaio
5.1.10 Inibidor de nitrifica ção 2-cloro-6 (triclorometil) piridina
5.1 Reagentes e soluções
5.1.11 Água de diluição sem semente
5.1.1 Água destilada
Estocar a água destilada a 20°C no escuro, em recipiente de vidro com tampa de algod ão, por 24 h, para saturá-la de oxigênio; no momento do uso, adicionar 1 mL de cada uma das soluções-tampão de fosfatos (5.1.2), sulfato de magn ésio (5.1.3), cloreto de cálcio (5.1.4) e cloreto férrico (5.1.5) por litro de água destilada. Estocar a (20 ± 1)°C. A água de dilui ção sem semente n ão deve consumir mais que 0,2 mg O2 /L num per íodo de incuba ção de cinco dias.
Contendo menos que 0,01 mg/L de cobre, isenta de cloro, cloraminas, alcalinidade de hidróxidos, matéria orgânica e ácidos. Nota: Alternativamente, usar água deionizada. 5.1.2 Solução-tampão de fosfatos
Dissolver 8,5 g de fosfato monobásico de potássio p.a. (KH2PO4); 21,75 g de fosfato dibásico de pot ássio p.a. (K2HPO4); 33,4 de fosfato dib ásico de sódio heptaidratado p.a. (Na2HPO4.7H2O); e 1,7 g de cloreto de amônio p.a. (NH4Cl) em 500 mL de água destilada. Diluir a 1000 mL. O pH da solução deve ser 7,2 sem ajuste. 5.1.3 Solução de sulfato de magnésio
Dissolver 22,5 g de sulfato de magnésio heptaidratado p.a. (MgSO4.7H2O) em água destilada e diluir a 1000 mL. 5.1.4 Solução de cloreto de c álcio
Dissolver 27,5 g de cloreto de c álcio p.a. (CaCl2), em água destilada, e diluir a 1000 mL. 5.1.5 Solução de cloreto f érrico
Nota: Alternativamente, saturar de oxigênio a água destilada por aeração com ar comprimido limpo (pode-se usar bomba de ar do tipo da usada para aquário). Aguardar aproximadamente 30 min para evitar o uso de água supersaturada de oxig ênio. 5.1.12 Água de diluição com semente
Preparar a água de diluição conforme 5.1.11. No momento do uso, adicionar uma quantidade adequada de semente (5.1.13) à água de diluição, de modo que a DBO da água de diluição com semente seja da ordem de 0,6 mg O2 /L a 1,0 mg O2 /L. Nota: A quantidade de semente a ser adicionada luição pode ser determinada atrav és de: P=
à água de di-
60 ; V = 10 P A
Onde:
Dissolver 0,25 g de cloreto f érrico hexaidratado p.a. (FeCl3.6H2O), em água destilada, e diluir a 1000 mL.
A = dema emanda nda química de oxigênio (DQO) da semente, mg O2 /L, conforme NBR 10357
Nota: Desprezar as solu ções anteriormente mencionadas, assim que for observada qualquer altera ção, especialmente sinais de desenvolvimento biol ógico.
P = % de de sem semen ente te na água de diluição
5.1.6 Solução de hidr óxido de s ódio 1 N
Dissolver 40 g de hidróxido de sódio p.a. (NaOH), em água destilada isenta de gás carbônico (CO2), e diluir a 1000 mL. Guardar em frasco de polietileno ou em frasco de vidro borossilicato com rolha de borracha. 5.1.7 Solução de ácido sulfúrico 1 N
Diluir 28 mL de ácido sulfúrico concentrado p.a. (H2SO4) a 1000 mL, com água destilada. 5.1.8 Solução de sulfito de s ódio 0,025 N
Dissolver 1,575 g de sulfito de sódio p.a. (Na2SO3) em 1000 mL de água destilada. Preparar diariamente. (1 mL desta solução elimina 0,5 mg de cloro residual.) 5.1.9 Solução de ácido glutâmico-glicose
Secar aproximadamente aproximadamente 200 mg de glicose p.a. e 200 mg de ácido glutâmico p.a. em estufa a 103°C por 1 h. Pesar 150 mg de glicose e 150 mg de ácido glutâmico, dissolver em água destilada e diluir a 1000 mL. Preparar imediatamente antes do uso. Nota: Esta solução apresenta uma DBO te órica de aproximadamente 200 mg O2 /L.
V = volume volume da sement semente e (mL) (mL) a acresce acrescenta ntarr a 1 L de água de diluição 5.1.13 Semente
A finalidade da semente é introduzir uma população biológica capaz de oxidar a mat éria orgânica biodegrad ável da amostra. Na presença de microorganismos na amostra, como no caso de esgotos, água de superfície e alguns efluentes não-clorados, não é preciso empregar semente. Na ausência ou presen ça de pequenas quantidades de microorganismos na amostra, em virtude da temperatura elevada, altas diluições, condições extremas de pH e efluentes industriais não-tratados, é preciso empregar semente. Nota: A sememte deve ser testada quanto à sua atividade com uma diluição a 2% da solu ção de ácido glutâmicoglicose (5.1.9). Caso a DBO do teste n ão esteja entre (200 ± 37)mg O2 /L, rejeitar qualquer resultado anal ítico obtido com esta semente e água de diluição. Verificar as causas. 5.1.13.1 O material de prefer ência empregado como semente é o efluente do sistema de tratamento biol ógico da amostra a analisar, sem desinfecção. A semente deve ser aclimatada a 20°C. Nota: Alternativamente, poderá se obter semente da água receptora, preferencialmente 3 km a 8 km a jusante do lançamento.
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5.1.13.2 Na impossibilidade de se utilizar o recomendado
em 5.1.13.1, usar esgoto dom éstico, decantado no m ínimo por 1 h e no máximo por 36 h a 20°C. A semente deve ser livre de part ículas em suspens ão. Se necessário, filtrar em algodão. Nota: Alternativamente, usar como semente uma suspens ão de solo rico em material org ânico ou lodo ativado. 5.1.13.3 Quando o material orgânico presente na amostra
não é facilmente oxidável pelos microorganismos do esgoto doméstico, utilizar semente adaptável em laboratório, procedendo da seguinte forma: a) colocar aproximadamente 10L de esgoto sanit ário bruto em cuba de vidro e fazer aera ção com sistema de agitação mecânica durante cinco dias, mudando a cada dia 50% do volume do esgoto aerado, após decantação de 1h. O lodo resultante desta operação encontra-se ativado. O pH do l íquido equalizado situa-se entre 7,6 e 8,6; b) completados os cinco dias de aera ção, deixar o líquido decantar e retirar todo o sobrenadante, permanecendo o lodo no fundo da cuba de aera ção;
deve ser feito a -20°C no per íodo máximo de 30 min, e a amostra dever á ser acondicionada em vários frascos, com volumes pr óximos daqueles que serão utilizados na an álise da DBO, pois descongelamentos sucessivos ocasionam queda no t ítulo da semente. A semente conservada pelo processo de congelamento poder á necessitar de reaclimatação através de aeração, podendo ser utilizada por um período máximo de seis meses. 5.2 Princí pio pio do método A demanda bioqu ímica de oxigênio é um teste empírico que corresponde à diferença entre as concentra ções de oxigênio no início e no fim do período de incuba ção, em condições específicas do ensaio. A temperatura de incubação é padronizada em 20 °C e o tempo de incuba ção em cinco dias. Admite-se que nestas condições 80% da matéria orgânica carbonada j á estejam mineralizados e começando a nitrificação. Uma oxidação total, em geral, leva cerca de 20 dias. 5.3 Interferentes 5.3.1 Substâncias inorgânicas redutoras, como sulfeto e
ferro ferroso, ocasionam erros positivos. c) completar o volume original com uma mistura de 70% de esgoto sanit ário bruto e 30% da amostra a analisar, a qual teve o seu pH ajustado para 7,0. Fazer aeração durante três dias; d) após este período, um terço do líquido equalizado é esgotado e o restante deixado decantar por 1h. Retirar o líquido sobrenadante, permanecendo o lodo ativado no fundo da cuba. A unidade é reintegrada ao volume original pela adi ção de uma mistura de 50% de esgoto sanit ário e 50% da amostra a analisar. Fazer aeração durante três dias; e) esgotar novamente um ter ço do líquido equalizado e o restante decantar por 1h. Retirar o l íquido sobrenadante, permanecendo o lodo ativado no fundo da cuba de aera ção. Reintegrar ao volume original adicionando uma mistura de 30% de esgoto sanitário bruto e 70% da amostra a analisar. Fazer aeração durante cinco dias; f) ao final deste período, a semente esta pronta para uso (líquido equalizado), normalmente possuindo as seguintes caracter ísticas: DQO - 60 mg O2 /L a 150 mg O2 /L DBO - 30 mg O2 /L a 100 mg O2 /L
5.3.2 O pH da amostra interfere no comportamento dos
microorganismos, devendo permanecer entre 6,5 e 7,5. 5.3.3 Elevadas quantidades de algas ocasionam erros positivos. 5.3.4 O cloro que interfere no desenvolvimento dos micro-
organismos da amostra deve ser eliminado atrav és da adição de solução de sulfito de s ódio (5.1.8). 5.3.5 Amostras supersaturadas de oxig ênio contendo mais
de 9 mg O 2 /L a 20 °C podem apresentar perda de oxig ênio durante a incuba ção. Reduzir o teor de oxig ênio à saturação pela agitação da amostra. 5.3.6 A presença de microorganismos capazes de oxidar a
matéria nitrogenada, no per íodo de cinco dias, aumenta o resultado final. Para evitar esta interferência, adicionar 3,333mg do inibidor de nitrificação (5.1.10) a cada frasco de incubação. Nota: Alternativamente, adicionar 10mg do inibidor de nitrificação (5.1.10) por litro de água de diluição. 5.3.7 Interferem ainda outros fatores dificilmente contro-
láveis, tais como: a) duração da fase de crescimento dos micro-organismos;
g) o exame biol ógico deve indicar a presen ça de número considerável de protozoários (ciliados fixos);
b) velocidade de utilização do oxigênio pelos interferentes;
h) para conservar a semente, retirar de cinco em cinco dias um ter ço da semente aerada equalizada e recolocar na cuba um volume igual ao retirado de uma mistura de 70% da amostra a ser analisada (com ph ajustado para 7,0) e 30% de esgoto sanitário bruto. A aeração deverá ser contínua;
c) atividade e concentra ção desconhecida dos microorganismos;
5.4 Procedimento
i) outro processo de conserva ção da semente consiste no congelamento desta. Este congelamento
Existem variações do método, podendo-se adapt á-lo aos diversos tipos de amostras, a saber:
d) presença de tóxicos.
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a) método A - incubação sem diluição, - aplica-se a águas superficiais pouco polu ídas, que cont êm microorganismos pr óprios e oxigênio suficiente para que, ap ós cinco dias de incubação, ainda haja oxig ênio na amostra; b) m étodo B - incubação com diluição, - aplica-se a águas superficiais poluídas, efluentes e águas residuais que t êm microorganismos próprios, mas não oxigênio suficiente para que, após cinco dias de incubação, ainda haja oxigênio dissolvido na amostra; c) método C - incubação com diluição e semeadura, - aplica-se a águas residuais e efluentes que n ão possuem microorganismos pr óprios, nem oxigênio na amostra; d) método D - suspens ão e incubação com diluição e semeadura, - aplica-se a lodos. Nota: Coletar a amostra para determina ção da DBO conforme NBR 9898. 5.4.1 Método A - Incuba ção sem diluição 5.4.1.1 Ajustar o pH da amostra entre 6,5 e 7,5 e eliminar os
interferentes, se necessário, conforme 5.3. 5.4.1.2 Transferir por sifonação a amostra homogeneiza-
da para dois frascos de DBO, at é transbordar, e tampar com cuidado sem deixar bolhas de ar no interior deles.
Onde: P1, P2, P3 e P4 = percentagem percentagem de de amostra amostra da primeira primeira à quarta proveta, respectivamente V1, V2, V3 e V4 = volume (mL) de amostra amostra da primeira primeira quarta proveta respectivamente
à
5.4.2.3 Transferir, por sifonação, a amostra dilu ída de ca-
da proveta para dois frascos de DBO, até transbordar. Tampar com cuidado sem deixar bolhas de ar no interior deles. Obtêm-se então duas séries iguais de diluições da amostra. Nota: Alternativamente, preparar as dilui ções diretamente em frascos de DBO aferidos, efetuando a correção de volume no cálculo final. DBO = (ODi - OD5)d Onde: ODi = oxigênio dissolvido inicial em mg/L, determinado antes da incubação OD5 = oxigênio dissolvido em mg/L, determinado ap ós cinco dias de incuba ção a 20°C d=
volume do frasco de DBO, em mL volume da amostra utilizado, em mL
5.4.2.4 Após 15 min, determinar a concentra ção de oxi-
gênio dissolvido, OD1, em uma das séries de frascos. 5.4.2.5 Incubar a outra s érie de frasco por (120 ± 2) h a 20°C
no escuro. Em seguida, determinar a concentra ção de oxigênio dissolvido, OD5.
nio dissolvido OD i, em um dos frascos, conforme NBR 10559 ou NBR 11958.
água de diluição sem semente (5.1.11). Encher frascos de DBO e medir a concentração de oxigênio dissolvido de um deles e a do outro após cinco dias de incuba ção.
5.4.1.4 Incubar o outro frasco por (120 ± 2) h a 20 °C no
5.4.3 Método C - Incuba ção com dilui ção e semeadura
escuro. Em seguida, determinar a concentra ção de oxigênio dissolvido, OD5.
5.4.3.1 Proceder conforme 5.4.2.1 a 5.4.2.5, empregando
5.4.1.3 Após 15 min, determinar a concentração de oxigê-
5.4.2.6 Efetuar um controle da
água de diluição, com semente (5.1.12).
5.4.2 Método B - Incuba ção com dilui ção 5.4.3.2 Proceder com a semente conforme 5.4.2.2 a 5.4.2.1 Ajustar o pH da amostra entre 6,5 e 7,5 e eliminar
os interferentes, se necess ário, conforme 5.3. 5.4.2.2 Preparar no mínimo quatro diluições adequadas da
amostra, em provetas de 1000 mL, enchendo-as parcialmente com água de diluição sem semente (5.1.11). Acrescentar a cada proveta volume de amostra correspondente, para obterem-se as dilui ções. Completar a 1000 mL com água de dilui ção (5.1.11), homogeneizando sem formação de bolhas de ar. Nota: Sugestão pr ática para determinação das diluições adequadas: 500 P3 = ; V3 = 10 P3 DQO da amostra P4 = 2 P3 ; V4 = 10 P4 P2 = P1 =
P3 P2 P3 P4
; V2 = 10 P2 ; V1 = 10 P1
5.4.2.5. 5.4.4 Método D - Suspens ão e incubação com diluição e semeadura 5.4.4.1 Preparar uma suspens ão de quantidade conheci-
da de lodo úmido, aproximadamente 20 g em 1 L de água destilada. 5.4.4.2 Ajustar o pH da suspens ão entre 6,5 e 7,5, se ne-
cessário. 5.4.4.3 Proceder com a suspens ão conforme 5.4.2.2 a
5.4.2.5, empregando água de dilui ção, com semente (5.1.12). 5.4.4.4 Proceder com a semente conforme 5.4.2.2 a
5.4.2.5. 5.4.4.5 Determinar o teor de res íduo total do lodo. Consultar NBR 10664.
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6 Resultados
f
6.1 Expressão dos resultados 6.1.1 Método A: A expressão do resultado da DBO
% semente na amostra
f=
é:
% semente-controle
Nota: Para obter o resultado final, observar nota de 6.1.2.
mg O2 /L = ODi - OD5
6.1.4 Método D: A express ão do resultado da DBO para
Onde:
cada diluição é:
ODi = oxig oxigênio dissolvido inicial em mg/L, determinado antes da incuba ção OD5 = oxigênio dissolvido em mg/L, determinado após cinco dias de incubação a 20°C 6.1.2 Método B: A express ão do resultado da DBO para cada diluição é:
mg O 2 /L =
(ODi - OD5) 100 % amostra
Onde: ODi = oxig oxigênio dissolvido inicial em mg/L, determinado antes da incuba ção OD5 = oxigênio dissolvido em mg/L, determinado após cinco dias de incubação a 20°C Nota: Escolher, para cálculo do resultado da DBO, aquela diluição ou a m édia das diluições que apresentarem um consumo de 40% a 70% da quantidade inicial de oxigênio. As diluições escolhidas devem apresentar no mínimo 1 mg/L de oxigênio dissolvido após cinco dias de incuba ção, e o consumo mínimo de oxigênio deve ser superior a 2 mg/L. Para determinar a percentagem de OD consumido, empregar a seguinte f órmula: % O2 consumido =
mg O2 /L =
OD5 = oxigênio dissolvido da amostra em mg/L, determinado após cinco dias de incuba ção a 20°C OD is = oxigênio dissolvido inicial da semente em mg/L, obtido através de diluições adequadas e medido separadamente para controle OD 5s = oxigênio dissolvido da semente em m g/L, após cinco dias de incuba ção a 20°C, obtido através de diluições adequadas e medido separadamente para controle p
= fração volumétrica da amostra usada para realizar as diluições
f
= re relação entre os percentuais de semente presente na amostra e na semente-controle, ou seja: f=
mg O 2 /L =
p
Onde:
% semente na amostra % semente-controle
Q
= quan t i dad e de l od o ú mido com que foi preparada a suspens ão, em g/L
T
= teor de sólidos do lodo, em g/g
cada diluição é: (ODi - OD5) - (ODis - OD5s) f
p.Q.T
ODi = oxi gênio dissolvido inicial da amostra em mg/L, determinado antes da incuba ção
(ODi - OD5) 100 ODi
(ODi - OD5) - (ODis - OD5s) f
Onde:
6.1.3 Método C: A expressão do resultado da DBO para
Nota: O resultado é expresso na base seca.
6.2 Precisão e exatidão
ODi = oxig oxigênio dissolvido inicial da amostra em mg/L, determinado antes da incuba ção OD5 = oxigênio dissolvido da amostra em mg/L, determinado após cinco dias de incuba ção a 20°C ODi = oxigênio dissolvido inicial da semente em mg/L, obtido através de diluições adequadas e medido separadamente para controle OD 5s = oxigênio dissolvido da semente em mg/L, após cinco dias de incubação a 20°C, obtido através de diluições adequadas e medido separadamente para controle p
= re relação entre os percentuais de semente presente na amostra e na semente-controle, ou seja:
= fração volumétrica da amostra usada para realizar as diluições
6.2.1 Não existe, até a presente data, padr ão para se de-
terminar a exatidão do teste de DBO. 6.2.2 Conforme o “Standard Methods of the Examination
of Water and Wastewater”, 16 edição, num estudo interlaboratorial envolvendo de 86 a 102 laborat órios, foi analisada DBOs em amostras sintéticas preparadas através de uma mistura de 1:1 de ácido glutâmico com glicose (5.1.9), numa concentra ção que varia de 5 mg/L a 340 mg/L. A equação da regressão para média X e para o desvio-padrão “s” foi: ª
X = 0,665 (quantidade de padr ã o acondicionado - 0,149) s = 0,120 (quantidade de padr ão adicionado + 1,04) Para uma m istura istura de padr ã o prim á rio de 300 mg/L, a m é d ia de DBO s foi 199,4 mg/L com desvio-padr desvio-padr ã o de 37,0 mg/L.
