BOD 측정을 위한 희석율
% 혼합시 | 300ml BOD 병에 직접 주입시 | ||
혼합비(%) | BOD 측정범위 | ml | BOD 측정범위 |
0.01 | 20,000~70,000 | 0.02 | 30,000~105,000 |
0.02 | 10,000~35,000 | 0.05 | 12,000~42,000 |
0.05 | 4,000~14,000 | 0.10 | 6,000~21,000 |
0.10 | 2,000~7,000 | 0.20 | 3,000~10,500 |
0.20 | 1,000~3,500 | 0.50 | 1,200~4,200 |
0.50 | 400~1,400 | 1.00 | 600~2,100 |
1.00 | 200~700 | 2.00 | 300~1,050 |
2.00 | 100~350 | 5.00 | 120~420 |
5.00 | 40~140 | 10.0 | 60~210 |
10.0 | 20~70 | 20.0 | 30~105 |
20.0 | 10~35 | 50.0 | 12~42 |
50.0 | 4~14 | 100 | 6~21 |
100 | 0~7 | 300 | 0~7 |
실험목적
대상 시료를 20℃에서 5일간 저장하여 두었을 때 시료중의 유기물을 이용한 호기성 미생물의 증식과 호흡작용에 의하여 소비되는 용존산소의 양으로부터 유기물농도를 측정한다.
2. 본 실험의 용도
⑴ 하천 및 기타 수질측정 대상 수중에 존재하는 생물 화학적으로 분해 가능한 유기물의 농도 확인.
⑵ 하수 및 폐수처리장의 유기물 부하량과 처리효율 산정에 대한 측정자료로 활용.
3. 실험준비
⑴ 시료 및 시약
① 일반 하천수, 폭기수(증류수), 수돗물
② 용존산소 측정용 시약 일체
③ Solution A : K2HPO4 21.75g, KH2PO4 8.5g, Na2HPO4․12H2O 44.6g, NH4Cl 1.7g, 물 --> 1liter(pH 7.2)
④ Solution B : MgSO4․7H2O 22.5g + 증류수 --> 1liter
⑤ Solution C : CaCl2 27.5g + 증류수 --> 1liter
⑥ Solution D : FeCl2․6H2O 0.25g + 증류수 --> 1liter
⑵ 기구 및 장비
① 300ml BOD병
② 100ml 용량 플라스크 4개
③ 피펫 등 기타 초자기구류
④ 교반장치
⑤ 항온기 (20±1℃)
4. 실험방법
⑴ 시료의 전처리
시료가 산성 또는 알칼리성을 나타내거나 잔류염소 등 산화성 물질을 함유하였거나 용존산소가 과포화 되어 있을 때에는 다음과 같이 전처리를 행한다.
가. 산성 또는 알칼리성 시료
pH가 6.5~8.5의 범위를 벗어나는 시료는 염산( 1+11 ) 또는 4 % 수산화나트륨 용액으로 시료를 중화하여 pH 7로 한다. 다만 이때 넣어주는 산 또는 알칼리의 양이 시료량의 0.5 %가 넘지 않도록 하여야 한다.
나. 잔류염소가 함유된 시료
시료 100 ㎖에 아지드화나트륨 0.1 g과 요오드화칼륨 1 g을 넣고 흔들어 섞은 다음 염산을 넣어 산성으로 한다( pH 약 1 ) 유리된 요오드를 전분지시약을 사용하여 아황산나트륨용액( 0.025N )으로 액의 청색이 무색으로 될 때까지 적정하여 얻은 아황산나트륨액( 0.025N )의 소비 ㎖를 남아 있는 시료의 양에 대응하여 넣어 준다. 일반적으로 잔류염소가 함유된 시료는 BOD용 식종희석수로 희석하여 사용한다.
다. 용존산소가 과포화된 시료
수온이 20℃ 이하이거나 20℃일 때의 용존산소 함유량이 포화량 이상으로 과포화되어 있을 때에는 수온을 23~25℃로 하여 15 분간 통기하고 방냉하여 수온을 20℃로 한다.
라. 시료는 시험하기 바로 전에 온도를 20±1℃로 조정한다.
⑵ 실험순서
가. 실험방법
시료( 또는 전처리한 시료 )의 예상 BOD치로부터 단계적으로 희석배율을 정하여 3~5 종의 희석검액을 2 개를 한조로 하여 조제한다.
예상 BOD치에 대한 사전경험이 없을 때에는 다음과 같이 희석하여 검액을 조제한다. 강한 공장폐수는 0.1~1.0 %, 처리하지 않은 공장폐수와 침전된 하수는 1~5 %, 처리하여 방류된 공장폐수는 5~25 %, 오염된 하천수는 25~100 %의 시료가 함유되도록 희석 조제한다.
BOD용 희석수 또는 BOD용 식종희석수를 사용하여 검액을 희석할 때에는 2 L 메스실린더에 공기가 갇히지 않게 조심하면서 ½용량만큼 채우고, 시료( 또는 전처리한 시료 ) 적당량을 넣은 다음 BOD용 희석수 또는 식종 희석수로 희석배율에 맞는 눈금의 높이까지 채운다. 공기가 갇히지 않게 젖은 막대로 조심하면서 섞고 2 개의 300 ㎖ BOD병에 완전히 채운 다음, 한병은 마개를 꼭 닫아 물로 마개주의를 밀봉하여 BOD용 배양기에 넣고 20 ℃ 어두운 곳에서 5일간 배양한다. 나머지 한병은 15 분간 방치후에 희석된 시료자체의 처음 용존산소를 측정하는데 사용한다. 같은 방법으로 미리 정하여진 희석배율에 따라 몇 조( 組 )의 희석검액을 조제하여 2 개의 300 ㎖ BOD병에 완전히 채운 다음 위와 같이 실험한다. 처음의 희석 시료 자체의 용존산소량과 20 ℃에서 5 일간 배양할 때 소비된 용존산소의 양을 제3항 용존산소 측정법에 따라 측정하여 구한다. 5일간 저장한 다음 산소의 소비량이 40~70 % 범위안의 희석검액을 선택하여 처음의 용존산소량과 5 일간 배양한 다음 남아 있는 용존산소량의 차로부터 BOD를 계산한다. 다만 시료를 식종하여 BOD를 측정할 때는 실험에 사용한 식종액을 희석수로 단계적으로 희석하여 이하 위의 실험방법에 따라 실험하고 배양후의 산소 소비량이 40~70 % 범위안에 있는 식종 희석수를 선택하여 배양전후의 용존산소량과 식종액 함유율을 구하고 시료의 BOD 값을 보정한다.
나. BOD용 희석수 및 BOD용 식종희석수의 검토
시료( 또는 전처리한 시료 )를 BOD용 희석수( 또는 BOD용 식종희석수 )를 사용하여 희석할 때에 이들 중에 독성물질이 함유되어 있거나 구리, 납 및 아연 등의 금속이온이 함유된 시료( 또는 전처리한 시료 )는 호기성 미생물의 증식에 영향을 주어 정상적인 BOD값을 나타내지 않게 된다. 이러한 경우에 다음의 시험을 행하여 적정여부를 검토한다. 글루코오스 및 글루타민산 각 150 ㎎씩을 취하여 물에 녹여 1,000 ㎖로 한 액 5~10 ㎖를 3 개의 300 ㎖ BOD병에 넣고 BOD용 희석수( 또는 BOD용 식종희석수 )를 완전히 채운다음 이하 BOD시험방법에 따라 시험할 때에 측정하여 얻은 BOD 값은 220±20 ㎎/L의 범위안에 있어야 한다. 얻은 BOD 값의 편차가 클 때에는 BOD용 희석수( 또는 BOD용 식종희석수 ) 및 시료에 문제점이 있으므로 시험전반에 대한 검토가 필요하다.
다. BOD 계산
◦ 식종하지 않은 시료의 BOD
BOD( ㎎/L ) = (D1-D2) × P
◦ 식종희석수를 사용한 시료의 BOD
BOD( ㎎/L ) = [ (D1-D2) - (B1-B2) × f ] × P
D1 : 희석(조제)한 검액(시료)의 15분간 방치한 후의 DO( ㎎/L )
D2 : 5일간 배양한 다음의 희석(조제)한 검액(시료)의 DO( ㎎/L )
B1 : 식종액의 BOD를 측정할 때 희석된 식종액의 배양전의 DO( ㎎/L )
B2 : 식종액의 BOD를 측정할 때 희석된 식종액의 배양후의 DO( ㎎/L )
f : 시료의 BOD를 측정할 때 희석시료 중의 식종액 함유율( x %) 에 대한 식종액의 BOD를 측정할 때 희석한 식종액 중의 식종액 함유율( y % )의 비( x/y )
p : 희석시료 중 시료의 희석배수( 희석시료량/시료량 )
5. 시료 채취 및 실험시 유의사항
⑴ 미생물이 존재하지 않는 특별한 조건의 시료는 BOD 실험전 토양에서 추출된 미생물을 식종하여, 생물화학적 분해가 충분히 일어나도록 한다.
⑵ 측정전 과폭기된 시료의 경우, 탈기과정을 통해 20℃ 기준의 산소포화농도 이하로 낮춰주어야 한다. 만약 시료의 용존산소 농도가 5mg O/l 이하면, 폭기를 통해 산소를 충분히 용존시킨 후 실험한다.
⑶ 질산화 미생물의 활동이 왕성한 시료의 경우, 질산화 억제제를 투입하여 질산화에 의한 산소의 감소를 방지하여야 한다.
⑷ 5일간의 산소소모량이 3.5~6.5mg O/l 가 되도록 희석수와 식종액을 이용해 희석을 한다.
6. 비고
⑴ 국내 주요 상수원, 하수관거내 그리고 처리장 폭기조의 일반적인 BOD 농도 확인
⑵ 국내 하천, 호소, 해역 등의 수질기준, 배출허용기준, 방류수 수질기준 중 BOD에 대한 국내 수질기준 확인
⑶ 온도, 기타 물질의 용존 정도에 따른 BOD 농도의 변화에 대해 확인.
⑷ 미생물에 대한 독성영향으로 BOD 실험을 방해하는 물질에 대해 확인.
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