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Che cos'è il BOD?
La domanda biochimica di ossigeno — abbreviata BOD — è una misura di quanto ossigeno disciolto serva ai microrganismi per degradare la sostanza organica in un campione d'acqua a una data temperatura per un determinato periodo di tempo. In termini semplici, risponde a una domanda: quanto ossigeno consumerà quest'acqua mentre i batteri decompongono qualsiasi inquinamento organico presente?
Più alto è il valore di BOD, maggiore è la quantità di materiale organico presente e più ossigeno viene sottratto all'acqua. Per la vita acquatica che dipende dall'ossigeno disciolto per sopravvivere, un valore elevato di BOD è un segnale precoce di stress ecologico.
Definizione chiave: Il BOD è espresso in milligrammi di ossigeno consumato per litro d'acqua (mg/L) durante un periodo standard di incubazione — più comunemente cinque giorni a 20 °C, ottenendo il valore BOD₅ riconosciuto a livello internazionale.
Perché è importante
Quando i rifiuti organici — provenienti da fognature, lavorazione alimentare, agricoltura o cartiere — entrano in un corpo idrico, i batteri si mettono al lavoro decomponendoli. Questa attività biologica consuma ossigeno disciolto più rapidamente di quanto l'acqua possa reintegrarlo dall'atmosfera e spesso anche con metodi meccanici. A valle, l'acqua può diventare anossica, producendo gas maleodoranti e creando zone morte.
Il test del BOD fu sviluppato all'inizio del XX secolo da scienziati britannici che studiavano il fortemente inquinato fiume Tamigi, e rimane la metrica standard usata dalle autorità di regolamentazione di tutto il mondo per fissare i limiti di scarico per gli impianti di trattamento delle acque reflue e per classificare lo stato di salute dei fiumi.
Il metodo di misurazione del BOD₅ "vecchia scuola"
La procedura classica è semplice nel concetto, ma richiede in pratica una tecnica accurata.
Passo 1 — Raccogliere il campione
L'acqua viene raccolta in bottiglie ermetiche, minimizzando l'agitazione per preservare esattamente i livelli di ossigeno così come si trovano nella sorgente.
Passo 2 — Misurare l'ossigeno disciolto iniziale (DO)
La concentrazione di ossigeno disciolto viene registrata all'inizio usando una sonda calibrata o una titolazione di Winkler.
Passo 3 — Incubare a 20 °C per cinque giorni
Le bottiglie sigillate vengono poste in un incubatore buio a 20 °C per esattamente cinque giorni. L'oscurità impedisce alla fotosintesi di aggiungere ossigeno e di falsare il risultato.
Passo 4 — Misurare il DO finale
Dopo cinque giorni, il restante ossigeno disciolto viene misurato di nuovo con lo stesso metodo.
Passo 5 — Calcolare il BOD₅
Il risultato rappresenta l'ossigeno consumato dall'attività microbica durante il periodo di prova.
Quando il carico organico previsto è molto elevato — come nelle acque reflue grezze — il campione deve prima essere diluito con acqua satura di ossigeno per garantire che alla fine del test rimanga abbastanza ossigeno da registrare una differenza significativa. Possono essere aggiunti anche batteri di inoculo quando la popolazione microbica naturale del campione è insufficiente a sostenere la decomposizione a un ritmo costante.
Interpretazione dei risultati
I valori di BOD coprono molti ordini di grandezza a seconda della sorgente.
Fonte idrica | BOD₅ tipico (mg/L) | Qualità |
|---|---|---|
Fiume o lago pulito | 1 – 2 | Buono |
Fiume moderatamente inquinato | 3 – 8 | Marginale |
Effluente trattato in modo insufficiente | 20 – 100 | Scadente |
Reflui domestici grezzi | 150 – 300 | Molto scadente |
Acque reflue dell'industria alimentare | 500 – 10,000+ | Grave |
La maggior parte degli standard normativi per lo scarico di acque reflue trattate nei fiumi richiede che il BOD₅ sia inferiore a 20–25 mg/L; molti standard europei fissano il limite fino a 5 mg/L per le acque riceventi sensibili.
Limitazioni e alternative
L'attesa di cinque giorni è il principale svantaggio pratico del test. Gli operatori degli impianti di trattamento delle acque reflue che gestiscono processi in tempo reale non possono attendere cinque giorni per un risultato. Ciò ha spinto lo sviluppo di diversi proxy più rapidi.
Domanda chimica di ossigeno (COD) ossida chimicamente tutta la sostanza organica anziché biologicamente e restituisce un risultato in poche ore. Tende a fornire valori più alti del BOD perché misura tutto ciò che è ossidabile, non solo ciò che i batteri consumeranno.
Analisi del carbonio organico totale (TOC), che utilizza la rivelazione a infrarossi, fornisce risultati in minuti ed è diventata il metodo preferito in molti laboratori moderni, anche se richiede una calibrazione specifica del sito rispetto al BOD per essere usata in contesti normativi.
In Waboost forniamo il Sensor STACSENSE di Aqualabo che misura BOD, COD e TOC.
Sintesi
Il monitoraggio del BOD non è solo una formalità di conformità. È alla base delle decisioni su quanto carico organico un corpo idrico recettore possa assorbire in sicurezza, su come debba essere gestito un impianto di trattamento e se gli scaricatori industriali stiano rispettando i propri permessi. Rimane uno degli strumenti analitici più ampiamente utilizzati nelle scienze ambientali, a più di cento anni dal suo sviluppo.
