Obrigado por visitar o nosso blogue. Desta vez, vamos fazer um artigo que explica de forma simples o que é, porque é importante e quais as principais utilizações da carência química de oxigénio (CQO).
O que é a carência química de oxigénio (CQO)?
A carência química de oxigénio (CQO) é um indicador crítico da qualidade da água, especialmente no que diz respeito à poluição por matéria orgânica. Este parâmetro mede a quantidade de oxigénio necessária para oxidar as substâncias presentes numa amostra de água, o que inclui tanto a matéria orgânica como a inorgânica que pode ser oxidada por meios químicos.
A CQO é expressa em miligramas de oxigénio por litro (mg O2/L) e é essencial no tratamento de águas residuais e na avaliação do impacto ambiental das descargas de efluentes.
É uma excelente forma de monitorizar a eficiência das estações de tratamento de água.
Medição laboratorial da CQO
Porque é que a carência química de oxigénio é importante?
As sociedades modernas têm uma grande procura de água para satisfazer uma vasta gama de objectivos pessoais, sanitários e comerciais. Ao mesmo tempo, a nossa sociedade industrial produz uma vasta gama de poluentes e de desafios ambientais, que podem ter consequências graves para a saúde e a biodiversidade se não forem resolvidos.
Os poluentes podem sobrecarregar os processos naturais de recuperação.
Para além dos produtos de degradação das substâncias naturais (por exemplo, proteínas, gorduras, hidratos de carbono), acumulam-se outros aditivos potencialmente nocivos, como pesticidas, produtos farmacêuticos e produtos de limpeza com efeitos tóxicos ou hormonais.
Podem também consumir quantidades tão grandes de oxigénio que os recursos hídricos ficam poluídos.
A elevada poluição orgânica na água descarregada nos afluentes e nos cursos de água pode ter vários impactos. Estes incluem:
- Toxicidade dos compostos orgânicos: efeitos na flora e na vida selvagem.
- Depleção de oxigénio dissolvido e eutrofização.
- Impacto nas unidades populacionais de peixes.
Para evitar a grande variedade de riscos para a saúde humana e a continuação da existência de algumas espécies, é essencial que a qualidade da água da fonte seja corretamente avaliada antes de ser captada para consumo ou utilização comercial. A análise da CQO é um elemento-chave deste processo.
Para que é que o COD pode ser utilizado?
- Determinar as concentrações de poluentes oxidáveis nas águas residuais
- Analisar a eficácia das soluções de tratamento de águas residuais
- Determinar o efeito da eliminação das águas residuais no ambiente.
- Como índice para determinar a qualidade global da água.
Uma CQO mais elevada numa amostra indica que esta contém níveis mais elevados de material oxidável. Se assim for, a água terá níveis reduzidos de oxigénio dissolvido. Quando isto acontece, os efeitos podem ser prejudiciais para as formas de vida aquáticas superiores. O objetivo do tratamento de águas residuais é, portanto, reduzir os níveis de CQO na água.
A monitorização dos níveis de CQO permite às empresas e instalações de gestão de águas residuais decidir sobre os melhores métodos de tratamento da água. Sem esta análise e informação detalhadas, pode ser difícil, se não impossível, tomar as medidas adequadas.
Como é medida a CQO?
Existem diferentes métodos para medir a CQO. Estes incluem analisadores contínuos e métodos laboratoriais.
Analisadores contínuos de CQO
Os métodos modernos de análise da CQO envolvem a utilização de equipamentos de elevada precisão, conhecidos como analisadores contínuos.
O Chemitec UV Meter 254 é um analisador espetrofotométrico para a determinação da absorção a 254 nm. Este parâmetro é uma medida relacionada com a carga de muitas substâncias orgânicas em correntes aquosas e, por conseguinte, é frequentemente utilizado para determinar a qualidade da água.
Em muitos casos, a absorvância determinada pelo analisador a 254 nm pode ser relacionada com parâmetros do teor orgânico total, como o COT, a CQO e a CBO, através da aplicação de um fator de conversão adequado.
O processo de análise demora menos de um minuto e, em muitos casos, não necessita de pré-tratamento da amostra graças à compensação automática da turbidez.
Analisador contínuo Chemitec UVMeter
Princípios gerais da lei Lambert-Beer
A lei de Lambert-Beer é uma relação empírica que correlaciona a quantidade de luz absorvida por um meio com a natureza química (coeficiente de extinção molar), com a concentração (c) e com a espessura do meio através do qual passa.
Quando um feixe luminoso (monocromático) de intensidade I0 atravessa uma camada de espessura l do meio, parte dele é absorvida pelo próprio meio e parte é transmitida com intensidade residual I1.
Lei Lambert-Beer
Procedimento de análise laboratorial da CQO
No processo laboratorial mais comum de medição da CQO, é utilizado um oxidante químico forte, geralmente dicromato de potássio num meio ácido, para oxidar a matéria orgânica. A quantidade de oxidante consumida é medida e utilizada para calcular a quantidade equivalente de oxigénio que teria sido necessária para efetuar a oxidação.
Este processo fornece uma estimativa rápida e fiável da quantidade de matéria orgânica na água, o que é essencial para uma gestão eficiente dos recursos hídricos e para a proteção do ambiente.
O processo de análise da CQO é rápido em comparação com os métodos tradicionais, como a carência bioquímica de oxigénio (CBO). Para medir a CQO numa amostra, deve ser utilizado um oxidante forte em condições ácidas.
Os oxidantes típicos incluem:
- Dicromato de potássio
- Iodato de potássio
- Permanganato de potássio
Os requisitos básicos de qualquer método de CQO eficaz devem ser:
- Reduzir a concentração de cloreto para um nível em que a interferência do cloreto seja negligenciável - a interferência do cloreto ocorre quando o cloro está presente em concentrações superiores a 0,02 M
- Não alterar significativamente o teor orgânico da amostra, assegurando que não há aumento ou diminuição da CQO.
- Tornar o método adequado para utilização de rotina - barato com processos simplificados.
A análise da CQO é efectuada em duas fases:
- Digestão: oxidação das substâncias orgânicas da amostra a 150 °C durante 2 horas.
- Ensaio: medição da CQO por método titrimétrico ou colorimétrico.
Em primeiro lugar, a digestão ocorre através da criação de uma reação que requer ácido, calor e um catalisador e, em seguida, a carência química de oxigénio é medida por um destes métodos:
O análise titrimétrica consiste em tratar a solução de amostra com um reagente adequado, de modo a que este reaja quantitativamente com a solução de amostra.
O análise colorimétrica envolve a utilização de um reagente de cor e a observação de alterações de cor mensuráveis na solução da amostra.
Análise da carência de oxigénio CQO
Juntamente com a CQO, existem outras formas de carência mensurável de oxigénio. A mais comum é a carência bioquímica de oxigénio (CBO).
A carência química de oxigénio é muito semelhante à carência bioquímica de oxigénio, no sentido em que ambas são utilizadas para calcular a carência de oxigénio de uma amostra de água.
A principal diferença entre os dois é que a carência química de oxigénio mede tudo o que pode ser oxidado, enquanto a carência bioquímica de oxigénio mede apenas o oxigénio consumido pelos organismos.
A CBO mede a quantidade de oxigénio dissolvido necessária para que os organismos biológicos aeróbios decomponham a matéria orgânica. É o teste tradicional para determinar a concentração de matéria orgânica nas águas residuais e funciona com base no princípio de que, se houver oxigénio suficiente disponível, os microrganismos aeróbicos na água continuarão a decompô-los até que toda a matéria orgânica seja consumida.
No entanto, a análise da CQO é uma alternativa cada vez mais popular à CBO, porque é mais rápida e pode analisar águas residuais demasiado tóxicas para a CBO. A análise da CBO demora cinco dias, mas os métodos modernos de análise da CQO permitem que esta seja utilizada como um analisador em tempo real, permitindo que os operadores de águas residuais monitorizem e ajustem os parâmetros durante os processos. Além disso, apenas os compostos orgânicos são consumidos durante a análise da CBO, o que resulta em concentrações mais baixas do que na análise da CQO.
Vantagens e desvantagens da carência química de oxigénio CQO
A principal vantagem da CQO é o facto de ser um método de análise relativamente rápido que está em conformidade com as normas APHA e ISO. A rapidez é importante, mas a exatidão não pode ser comprometida. A combinação de rapidez e precisão dos analisadores de CQO é a sua principal vantagem numa vasta gama de contextos.
A CQO é normalmente mais elevada do que a CBO porque há mais compostos orgânicos que podem ser oxidados quimicamente do que biologicamente. Isto inclui uma série de químicos que são tóxicos para a vida biológica. Este facto torna os testes de CQO muito úteis quando se trata de analisar águas residuais industriais, uma vez que estas não são detectadas pelos testes de CBO.
Uma desvantagem potencial deste método é o facto de não conseguir distinguir entre carbonos inorgânicos e orgânicos e poder sofrer interferências de halogenetos, nitratos e peróxidos. Em determinadas circunstâncias, os resultados podem variar em condições mais quentes ou à temperatura ambiente, pelo que é importante controlar a temperatura ao medir a CQO.
Um processo rigoroso e fiável
A carência química de oxigénio é um método rigoroso e fiável de medir os poluentes numa quantidade de água.
A utilização de analisadores contínuos modernos, como o medidor de UV da Chemitec, pode tornar a tarefa rápida e relativamente simples, produzindo elevados níveis de precisão em que se pode confiar.
Em resumo, a CQO é uma ferramenta vital para os profissionais de tratamento de águas e de gestão ambiental, uma vez que fornece uma imagem clara do nível de poluição e da eficácia dos tratamentos aplicados. Através da sua utilização, podemos garantir que as nossas águas permanecem limpas e seguras para todos os seres vivos que delas dependem.
Na ProDos, somos o principal fornecedor destas soluções. Ajudamos empresas, técnicos e engenheiros a resolver uma vasta gama de desafios analíticos e de processos.
