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Cos'è il BOD?
La domanda biochimica di ossigeno — abbreviata in BOD — è una misura di quanto ossigeno disciolto i microrganismi hanno bisogno per decomporre la materia organica in un campione di acqua a una data temperatura in un determinato periodo di tempo. In parole semplici, risponde a una domanda: quanto ossigeno consumerà quest'acqua mentre i batteri decompongono l'inquinamento organico presente?
Più alto è il valore del BOD, maggiore è la presenza di materiale organico e maggiore è l'ossigeno che viene sottratto all'acqua. Per la vita acquatica che dipende dall'ossigeno disciolto per sopravvivere, una lettura elevata del BOD è un segnale di allarme precoce di stress ecologico.
Definizione chiave: Il BOD è espresso in milligrammi di ossigeno consumati per litro di acqua (mg/L) in un periodo di incubazione standard — più comunemente cinque giorni a 20 °C, che fornisce 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 per decomporli. Questa attività biologica consuma ossigeno disciolto più rapidamente di quanto l'acqua possa reintegrarlo dall'atmosfera e spesso anche rispetto ai metodi meccanici. A valle, l'acqua può diventare anossica, producendo gas maleodoranti e creando zone morte.
Il test del BOD è stato sviluppato all'inizio del XX secolo da scienziati britannici che studiavano il fiume Tamigi fortemente inquinato, e rimane la metrica standard utilizzata dai regolatori di tutto il mondo per stabilire 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 "tradizionale"
La procedura classica è semplice nel concetto ma richiede una tecnica attenta nella pratica.
Fase 1 — Raccogliere il campione
L'acqua viene raccolta in bottiglie a tenuta d'aria, riducendo al minimo l'agitazione per preservare i livelli di ossigeno esattamente come esistono nella sorgente.
Fase 2 — Misurare l'ossigeno disciolto (DO) iniziale
La concentrazione di ossigeno disciolto viene registrata all'inizio utilizzando una sonda calibrata o la titolazione di Winkler.
Fase 3 — Incubare a 20 °C per cinque giorni
Le bottiglie sigillate vengono collocate in un incubatore al buio a 20 °C per esattamente cinque giorni. L'oscurità impedisce alla fotosintesi di aggiungere ossigeno e confondere il risultato.
Fase 4 — Misurare il DO finale
Dopo cinque giorni, l'ossigeno disciolto rimanente viene misurato nuovamente utilizzando lo stesso metodo.
Fase 5 — Calcolare il BOD₅
Il risultato rappresenta l'ossigeno consumato dall'attività microbica nel periodo del test.
Quando il carico organico previsto è molto alto — come nelle acque reflue grezze — il campione deve prima essere diluito con acqua satura di ossigeno per garantire che rimanga abbastanza ossigeno alla fine del test per registrare una differenza significativa. I batteri di semina possono anche essere aggiunti quando la popolazione microbica nativa del campione è insufficiente a guidare la decomposizione a un ritmo costante.
Interpretare i risultati
I valori del BOD spaziano su molti ordini di grandezza a seconda della fonte.
Fonte d'acqua | BOD₅ tipico (mg/L) | Qualità |
|---|---|---|
Fiume o lago pulito | 1 – 2 | Buona |
Fiume moderatamente inquinato | 3 – 8 | Marginale |
Effluente trattato male | 20 – 100 | Scadente |
Acque reflue domestiche grezze | 150 – 300 | Molto scadente |
Acque reflue della lavorazione 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 a soli 5 mg/L per i corpi idrici ricettori sensibili.
Limitazioni e alternative
L'attesa di cinque giorni è il più grande svantaggio pratico del test. Gli operatori del trattamento delle acque reflue che gestiscono processi in tempo reale non possono attendere cinque giorni per un risultato. Ciò ha guidato lo sviluppo di diversi parametri di riferimento più rapidi.
La domanda chimica di ossigeno (COD) ossida tutta la materia organica per via chimica anziché biologica e restituisce un risultato in poche ore. Tende a registrare valori più alti rispetto al BOD perché misura tutto ciò che è ossidabile, non solo ciò che i batteri consumeranno.
L'analisi del carbonio organico totale (TOC), che utilizza il rilevamento a infrarossi, fornisce risultati in pochi minuti ed è diventata il metodo preferito in molti laboratori moderni, sebbene richieda una calibrazione specifica per il sito rispetto al BOD per essere utilizzata in contesti normativi.
In Waboost forniamo il sensore STACSENSE di Aqualabo che misura BOD, COD e TOC.
Riepilogo
Il monitoraggio del BOD non è solo una formalità di conformità. È alla base delle decisioni su quanto carico organico un corpo idrico ricettore possa assorbire in sicurezza, su come debba essere gestito un impianto di trattamento e se gli scarichi industriali rispettino le loro autorizzazioni. Rimane uno degli strumenti analitici più utilizzati nelle scienze ambientali a più di cento anni dal suo sviluppo.
