2008UYDeterminacindeDemandaBio qumicadeOxgenoenefluentes lquidosdomsticoseindustriales, aguascontaminadasynaturales.

MtodoelectromtricoElaborado Modificado Revisado Aprobado F.Lauber AnalistaQumico G.Pistone AnalistaQumico

P.Simone JefadeSeccinFsicoQumico S.CastroScarone JefadeLaboratorio

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11.1

APLICACINEsta normativa tcnica se utiliza para la determinacin de demanda bioqumica de oxgeno en efluentes lquidos domsticos e industriales, aguas contaminadas y naturales.

2. REFERENCIAS2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Manual de Control de Calidad Analtico Laboratorio Ambiental DINAMA. Manual de Gestin de Calidad Laboratorio Ambiental DINAMA. Manual de Calidad Laboratorio Ambiental DINAMA. Instructivo de equipos: INE63 (Analizador de iones); INE16 (Balanza analtica); INE15 (Balanza de precisin); INE19 (Destilador). Ruta de anlisis (RFQ 06) RPR 02: Registro de Preparacin de Reactivos y Estndares RPS 09: Registro de Preparacin de Soluciones Control RCE 57: Registro de control de equipo

3.RESUMENDELMTODO3.1 La demanda bioqumica de oxgeno (DBO) corresponde a la cantidad de oxgeno consumido para la degradacin bioqumica de la materia orgnica contenida en la muestra (demanda carbonosa), durante un intervalo de tiempo especfico y a una temperatura determinada. La muestra o diluciones adecuadas de la misma en un frasco sin cmara de aire, se incuba a 201C durante 5 das. El Oxgeno disuelto (OD) se mide antes y despus de los 5 das de incubacin y la DBO5 se determina por a diferencia entre el OD inicial y final. Adems de la degradacin de materia orgnica (demanda carbonosa), el ensayo mide tambin la cantidad de oxgeno utilizado para oxidar material inorgnico como sulfuros e in ferroso, y formas reducidas de nitrgeno como amonio y nitrgeno orgnico (demanda nitrogenada), a menos que se emplee un inhibidor de nitrificacin para prevenir su oxidacin. Por lo tanto, si no se emplea un inhibidor, la demanda de oxgeno medida es la suma de las demandas de carbono y de nitrgeno. Factores como la presencia de materia orgnica soluble y particulada, slidos flotables y sedimentables, oxidacin de sulfuros e in ferroso, o falta de agitacin, afectan la precisin y exactitud de la medida de DBO. Actualmente no existe manera de corregir los efectos de dichos factores.

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4. PRECAUCIONESDESEGURIDAD4.1 Utilizar guantes, lentes de seguridad y tnica para el tratamiento de las muestras y el uso del inculo bacteriano.

5. INTERFERENCIAS5.1 5.2 Muestras que contienen cloro residual, metales txicos o compuestos orgnicos txicos no permiten el desarrollo de bacterias que degradan la materia orgnica. Altos contenido de perxido de hidrgeno (que pueden encontrarse en efluentes con procesos industriales de blanqueo; papeleras y plantas textiles), puede causar niveles de oxgeno iniciales supersaturados, e interferir con el valor obtenido de DBO. Muestras de agua provenientes de lugares fros o con alta produccin de fotosntesis pueden causar niveles de oxgeno iniciales supersaturados, e interferir con el valor obtenido de DBO.

5.3

6. MUESTREOYPRESERVACIN6.1 6.2 Recolectar la muestra en envases de plstico o vidrio. Tomar la muestra y llenar el frasco evitando airear. Llenar el recipiente hasta el borde superior sin cmara de aire. Realizar el anlisis inmediatamente, si no es posible refrigerar la muestra a 4 C y comenzar el anlisis antes de las 24 horas de recoleccin.

7. INSTRUMENTALYMATERIALES7.1 7.2 7.3 Incubadora controlada termostticamente a 20 1C. Excluir toda luz para prevenir la posibilidad de produccin de oxgeno por fotosntesis. Botellas de incubacin de 300 mL de capacidad, preferentemente con sello de agua y tapn de plstico. Electrodo de membrana selectiva al oxgeno, con compensacin automtica de temperatura y barra agitadora incorporada (WTW Inolab o similar). (Pilas V357 de preferencia o similar, de forma que aseguren buena diferencia de potencial) Analizador de iones (WTW Inolab o similar) Agitador magntico. Pipetas automticas de volumen variable (rango de 1 a 10 mL). Balanza analtica de precisin 0.01g Balanza analtica de precisin 0.1 mg Erlenmeyer de 1000 mL. Probetas graduadas de 100 mL.

7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10

7.11 Recipiente para el agua de dilucin (Nalgene de 20 L de capacidad o similar). 7.12 Canastas para transporte de botellas de incubacin.Pg. 4 / 13 2008UY DBO5 / Versin 6 / Septiembre 2009

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8.REACTIVOS8.1 Agua destilada o desionizada para la preparacin de las soluciones. El uso de una u otra, depender del cumplimiento de los controles de calidad del mtodo, establecidos en el pto. 11.

8.2

SOLUCIONES PARA AJUSTE DE pHSoluciones cida (H2SO4) y alcalina (NaOH) de concentracin 1N para neutralizacin de muestras custicas o cidas. a) Solucin cida: diluir 28 mL de cido sulfrico H2SO4 (cc.) lentamente con agua desionizada a 1L, enfriando en bao de agua. b) Solucin alcalina: disolver 40 g de hidrxido de sodio (NaOH) en agua desionizada y diluir a 1L. Nota: La cantidad de reactivo adicionado para la neutralizacin, no debe superar el 0.5% del volumen a neutralizar. Si no se logra esto con las soluciones anteriores, realizarlos con otras ms concentradas.

8.3

SOLUCIONES DE NUTRIENTESAlmacenar a 4C hasta un mximo de 6 meses. Descartar en caso de apreciable crecimiento biolgico o precipitacin. Para el buffer fosfato se recomienda preparar solucin nueva cada semana o esterilizar cada semana. Dejar registro de su preparacin. Las soluciones de nutrientes pueden ser esterilizadas en autoclave para proveer una mayor duracin de las mismas (pg. 5-11, APHA, 21 ed.)

a)

Solucin buffer fosfato: disolver 4.25 g de fosfato de potasio monobsico (KH2PO4), 10.875 g de fosfato de potasio dibsico (K2HPO4), 16.7 g de fosfato de sodio dibsico heptahidratado (Na2HPO4.7H2O) y 0.85 g de cloruro de amonio (NH4Cl) en 250 mL de agua desionizada y diluir a 500 mL. El pH debe ser 7.2 sin ajustar. De lo contrario pesar 21.25 g de KH2PO4 y 0.85 g de NH4Cl y agregar 350 mL de agua desionizada. Ajustar pH a 7.2 con NaOH. Completar a 500 mL con agua desionizada. Solucin de sulfato de magnesio: disolver 11.25 g de sulfato de magnesio (MgSO4.7H2O) en agua desionizada y diluir a 500 mL. Solucin de cloruro de calcio: disolver 13.75 g de cloruro de calcio (CaCl2) en agua desionizada y diluir a 500 mL. Solucin de cloruro frrico: disolver 0.125 g de cloruro frrico (FeCl3).6H2O y diluir a 500 mL con agua desionizada.

b) c) d)

8.4

INCULOMuestra de un efluente no clorado proveniente del mismo ramo de industria (500 L de efluente por botella de incubacin).

Para efluentes industriales se puede usar como inculo una de las siguientes opciones: a)

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2008UYDBO5 SECCION2 b) Inculo bacteriano comercial (Polyseed o similar): Suspender el contenido de una cpsula de Polyseed en 500 mL de agua de dilucin durante 1 hora con agitacin constante. Dejar decantar el sobrenadante (aserrn que acta como carrier para los microorganismos), y transvasar la solucin a un matraz de 500 mL. La toma para inocular las botellas de DBO debe realizarse manteniendo agitacin continua. Utilizar en el mismo da de preparada, luego descartar.

8.5 a) b) c)

REACTIVOS PARA MUESTRAS CLORADASSolucin de Sulfito de Sodio 0.025N: disolver 0.1575 g de Sulfito de Sodio (Na2SO3) en 100 mL de agua destilada. Esta solucin no es estable. Prepararla en forma diaria. Solucin de yoduro de potasio (KI): disolver 10.00 g de KI en 100 mL de agua destilada. Solucin indicadora de almidn: a 5 g de almidn se agrega un poco de agua fra y se tritura en un mortero hasta obtener una pasta fina. Se agrega 1 L de agua destilada hirviendo, se agita bien y se deja en reposo durante una noche. Utilizar el sobrenadante transparente, conservar con 1.25 g de cido saliclico, o 4 g de cloruro de zinc, o una combinacin de 4 g de propionato de sodio y 2 g de azida de sodio por litro de solucin de almidn. Mantener a 4C. Solucin de cido Actico 1+1, o de cido Sulfrico 1+ 50.

d)

8.6

SOLUCIN CONTROL DE CIDO GLUTMICO- GLUCOSA

Preparar semanalmente una solucin de control conteniendo: 75.0 mg de glucosa + 75.0 mg de cido glutmico, en 500 mL de agua desionizada. Previo a la pesada, secar la glucosa y el cido glutmico de grado reactivo a 103C por 1 hora. Dejar registro. Mantener la solucin refrigerada, preferentemente bajo condiciones estriles.

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9. ANLISISDELAMUESTRAOPERACIONES PREVIAS9.1 Preparacin del agua de dilucin (prepararla el mismo da de su uso). En el recipiente de agua de dilucin, tomar el volumen necesario de agua desionizada dejando como mnimo una cmara de aire que corresponda al 20 % del volumen total del recipiente, para permitir una adecuada agitacin. Agregar 1 mL por litro de agua de las siguientes soluciones de nutrientes: buffer fosfato, sulfato de magnesio, cloruro de calcio, y cloruro frrico. Agitar vigorosamente el recipiente para permitir la oxigenacin del agua de dilucin. Termostatizar el agua de dilucin previo a su uso a 20 3 C. El contenido de oxgeno debe ser de al menos 7.5 mg O2/L, y es recomendable que se site entre 8.0 y 9.0 mg O2/L. 9.2 Ajuste de pH de la muestra (si corresponde): Si el pH de la muestra se encuentra fuera del rango de pH 6.0-8.0, neutralizar la fraccin de la muestra a incubar empleando H2SO4 o NaOH de forma que su pH final se encuentre entre 7.0 -7.2. Debe quedar registro que se realiz correccin de pH. La cantidad de reactivo no debe diluir la muestra en ms de 0.5%. 9.3 Neutralizacin del cloro residual (si corresponde): Para muestras cloradas se debe neutralizar el cloro previamente a la inoculacin de la muestra. El registro de la existencia original de cloro en la muestra se encuentra establecido en el registro de ingreso correspondiente a la misma, la cual es consultada previo a la realizacin del anlisis. Las muestras que contienen cloro residual se deben dejar por una o dos horas a la luz para disiparlo. En las que persiste, proceder como sigue: A) Tomar 100 mL de la muestra a analizar en un erlenmeyer de 250mL. B) Adicionar 1.0 mL de cido Actico 1+1, o 1.0 mL de cido Sulfrico 1+ 50. C) Adicionar 1.0 mL de solucin de KI. D) Titular con solucin de Na2SO3 hasta que casi desaparezca el color amarillo de la solucin. Aadir a continuacin 1 mL de solucin de almidn (5g de almidn por litro de agua) y continuar la titulacin hasta su punto final, indicado por la desaparicin del color azul. E) Registrar el gasto tota de solucin de Na2SO3. F) Al poner la porcin de la muestra a analizar en la botella de DBO, adicionar a la misma la cantidad de Na2SO3 necesaria para neutralizar el cloro residual, de acuerdo a la valoracin arriba descripta. Para lograr esto, prepararla en un matraz y luego repartir en las botellas de DBO. El volumen a adicionar de solucin de Na2SO3 se calcula de la siguiente manera: VNa2SO3 = (GNa2SO3 * Vmuestra) / 100 Se mezcla y se deja en reposo 20min. Chequear la presencia de cloro residual. Nota: el agregado de exceso de solucin de Na2SO3 produce consumo de oxgeno, por lo tanto debe ser agregado solamente en la cantidad necesaria.

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2008UYDBO5 SECCION2 9.4 Remocin del perxido de hidrgeno (si corresponde): Agitar las muestras vigorosamente en un recipiente abierto durante aprox. 1-2 horas para permitir la disipacin del perxido de hidrgeno. Chequear la remocin del mismo observando la concentracin de oxgeno disuelto en el tiempo, o usando tiras reactivas especficas para perxido. Se considera completa la reaccin de remocin cuando durante un intervalo de 30 minutos en reposo, no se observa incremento del oxgeno en la muestra. Si a pesar del tratamiento, el perxido persiste, trabajar con muestra diluida. 9.5 Muestras supersaturadas en OD (si corresponde): En muestras con niveles de oxigeno disuelto por encima del punto de saturacin a 20C y 760 mmHg de presin, 9.2 mg 02/L (aguas muy fras o con alta produccin de fotosntesis), reducir el oxgeno dejndola en recipiente abierto, completo hasta la mitad, y agitando vigorosamente de vez en cuando, antes de su anlisis.

ANLISIS DE LA MUESTRAMuestras con DBO5 estimada mayor a 7mg/L (por ejemplo efluentes industriales): 9.6 Estimacin de las diluciones: Realizar por lo menos 4 diluciones de la muestra, 5 en el caso de que no exista conocimiento previo de la muestra. La estimacin de la DBO5 puede realizarse en base a alguna de las siguientes maneras: a) Valor de DQO de la muestra. Tomando en cuenta el promedio de las relaciones histricas DQO/DBO5 y el valor de DQO actual, estimar el valor de DBO5 de la muestra. Con dicho valor, en la Tabla DBO estimada/Toma (ver punto 13. Anexo), realizar las diluciones con aquellos volmenes correspondientes al valor inmediatamente anterior y posterior al valor estimado, y el tercer o cuarto volumen anterior y posterior a la DBO estimada en un principio. Para casos de DBO estimada menor a 15 mgO2/L, se aconseja tomar los siguientes volmenes: 50, 100, 150, y 200 mL. Si no se cuenta con un valor estimado de DBO5, realizar diluciones en los siguientes rangos: - 0.01 1% para desechos industriales cargados. - 1 a 5% para efluentes industriales no tratados. - 5 25% para efluentes tratados biolgicamente. - 25 a 100% para aguas naturales contaminadas. 9.7 Preparacin de las diluciones e incubacin: Termostatizar la muestra a temperatura ambiente 20 3 C. Realizar al menos 4 diluciones por muestra. Homogeneizarla y realizar las tomas para las diluciones directamente en las botellas de DBO, empleando pipeta automtica de volumen variable. Para tomas de muestra a dicho valor). Repetir el anlisis a efectos de poder informar un valor ms certero. 10.2 Para muestras con DBO5 menor que 7 mgO2/L: En este caso no se agrega siembra, por lo que: DBO5 , mg O2/L = ( OD inicial OD final ) OD inicial = concentracin de oxgeno de la muestra antes de la incubacin OD final = concentracin de oxgeno de la muestra luego de los 5 das de incubacin Para estas muestras no es necesario tener una deplecin de OD de al menos 2.0 mg O2/L.

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11. CONTROLDECALIDADANALTICO11.1 Blanco El consumo de oxgeno en el blanco de dilucin sin siembra al cabo de los 5 das de incubacin debe ser de acuerdo a la literatura de referencia, menor a 0.2 mgO2/L. Este blanco sirve, fundamentalmente, para chequear la calidad del agua de dilucin y la limpieza de los materiales utilizados en el procedimiento, como ser las botellas de incubacin. 11.2 Control de Siembra El Factor de Control de Siembra (SFC) promedio, calculado a partir de las cuatro botellas conteniendo 10, 15, 20, y 25 mL de la solucin de inoculo comercial (Polyseed o similar) y agua de dilucin, debe dar entre 0.60 y 1.0. Se calcula segn la siguiente ecuacin: SCF = (B1 B2)* F B1: B2: F: OD del control de siembra antes de la incubacin (mg/L) OD del control de siembra despus de la incubacin (mg/L) volumen de siembra en la muestra diluida (3mL)/ volumen de siembra en el control de siembra para cada botella

11.3 Control de la exactitud El valor promedio de DBO de las 3 soluciones control incubadas junto a cada serie de muestras, debe dar entre 198 30 mg O2/L; en caso contrario repetir el anlisis. Valores de DBO mayores al rango de aceptacin, indican el uso de mayor cantidad de inculo, agua de dilucin contaminada, o la presencia de microorganismos nitrificadores Valores de DBO menores al rango de aceptacin pueden indicar mala calidad del inculo o menor cantidad del mismo, o la presencia de txicos.

-

DBO5 (mg O2/L) = [(ODi ODf) - prom SCF] * (300 / 6) ODi= Oxgeno disuelto inicial (mg/L) de la solucin control ODf= Oxgeno disuelto final (mg/L), al cabo de 5 das de incubacin de la solucin control Volumen total botellas: 300mL Vm= volumen de la solucin control: 6mL. Prom SCF: Factor de Control de Siembra promedio. Ver punto 11.2 Registrar el valor de DBO obtenido con la solucin control, en el grfico de control de exactitud. 11.3 Control de la precisin El rango normalizado de valores de DBO5 de una serie de diluciones de una muestra, no debe ser mayor al 30%. Dejar registro en el grfico de control de precisin, construido segn el manual de Control de Calidad Analtico.

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12.BIBLIOGRAFA12.1 AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 21th Edition. Washigton DC APHA, AWWA WWCF, 2005. 12.2 HACH Technical center for Applied Analytical Chemistry. Introduction to Biochemical Oxygen Demand. Booklet N7. Hach Company, U.S.A. 12.3 INTERNATIONAL STANDARD ISO 5815-1 y 5815-2. Determination of biochemical oxygen demand after n days (BODn). Part 1 y Part 2. 12.4 Instrucciones de uso de Polyseed, Inoculo bacteriano.

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13.Anexo:TablaDBOestimada/TomaDBO estimada10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 130 150 180 200 250 275 300 350 400 500 600 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1800 1900 2000 2500 3000 3500 4000 5000 6000

Dilucin---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100 10/100

Toma (mL)120 60 45 30 27 24 21 18 15 12 10 9 8 6 5.5 5 4 3.5 3 2.5 2 18 15 12 11.5 10.5 10 9.5 9 8 7 6 5.5 4 3.5 3 2.5 2

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