หลักการเเละวิธีการตรวจสอบค่า (chemical oxygen demand ; COD)

COD (Chemical Oxygen Demand) นิยามของซีโอดี

คือการเปรียบเทียบปริมาณออกซิเจนที่จำเป็นต้องใช้ในการย่อยสลาย (oxidation) สารอินทรีย์ในน้ำเสียให้กลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เเละน้ำ โดยมีหน่วยเป็นมิลลิกรัม/ลิตรออกซิเจน (mg/l oxygen)

Objective วัตถุประสงค์ 

การวัดค่าซีโอดีมีวัตถุประสงค์เพื่อหาปริมาณสิ่งเจือปนในน้ำ(ในรูปสารละลาย) เพื่อใช้ในการออกเเบบระบบบำบัดน้ำเสียเเละควบคุมคุณภาพน้ำก่อนปล่อยลงสู่เเหล่งน้ำธรรมชาติ ซึ่งกรมควบคุมมลพิษเเละสิ่งเเวดล้อมกำหนดไว้ไม่เกิน 120 mg/l 

Measuring Principle หลักการวัด

การวัดซีโอดีเป็นการจำลองกระบวนการย่อยสลายทางเคมีของจุลินทรีย์เพื่อหาปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์จำเป็นต้องใช้ในกระบวนการย่อยสลาย โดยการใช้สารเคมีที่มีฤทธิ์เป็น oxidizing agent เติมลงไปในน้ำตัวอย่าง เเละใช้ความร้อนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา สาเคมีที่เป็นที่ยอมรับกันมี 2 ชนิดคือ potassium permanganate เเละที่นิยมคือ potassium dichlormate เนื่องจากการทำปฏิกิริยาที่ค่อนข้างสมบูรณ์ เเต่ในการวิเคราะห์ด้วยสารทั้งสองชนิดก็จำเป็นต้องเลือกความเข้มข้นของ oxiding agent ให้เหมาะสมกับความเข้นข้น COD ในน้ำตัวอย่างที่ต้องการวัด เนื่องจากหากน้ำตัวอย่าง มีสารอินทรีย์ที่มากเกินไป จะทำให้ได้ค่าที่ผิดพลาด โดยหลักการวัด COD คือการใส่สาร oxidizing agent ให้มากเกินพอในการย่อยสารอินทรีย์ เมื่อการการย่อยเเล้ว oxidizing agent จะมีการเปลี่ยนรูปไป ตัวอย่างเช่น  potassium dichlormate ก่อนการเกิดปฏิกิริยาจะมีสีเหลือง (Cr2O72-) หลังจากการถูกรีดิวซ์จะเปลี่ยนรูปเป็นสีเขียว (Cr3+) เดิมทีการวัด COD จะใช้วิธีการไตเตรทเพื่อหาปริมาณ dichlormate(Cr2O72-) ที่เหลือในหลอดทดลอง เเต่เนื่องจากการเปลี่ยนรูปเเบบของโครเมียมให้สีที่เปลี่ยนไปจึงมีการประยุกต์เครื่องวัดการดูดกลืนเเสงมาใช้ เพื่อความสะดวกเเละความเเม่นยำมากขึ้น

เครื่อง Lovibond MD200-COD 

เครื่องนี้ใช้หลักการดูดกลืนเเสงของสารที่ช่วงความยาวคลื่น ซึ่งมีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นซีโอดี ในการใช้งานเครื่องจะมีการให้ผู้ใช้งานกำหนดช่วงความเข้มข้นของ COD ที่ใช้วัดซึ่งสอดคล้องกับชุดสารเคมีที่ใช้

เช่น  Lovibon COD-LR เหมาะสำหรับ 0-150 mg/l

Lovibon COD-MR เหมาะสำหรับ 20-1500 mg/l

Lovibon COD-HR เหมาะสำหรับ 200-15,000 mg/l

โดยก่อนการวัดเพื่อหาค่าซีโอดี ผู้ใช้งานจำเป็นต้องนำน้ำตัวอย่างมาผ่านกระบวนการย่อยตามขั้นตอนมาตรฐานคือ เติมน้ำตัวอย่างตามสัดส่วนที่กำหนด หลังจากนั้นทำการบ่มที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 2 ชั่วโมง เพื่อความสะดวกต่อการทำงานอาจใช้ Lovibond RD125 ซึ่งมีขนาดที่พอดีกับหลอด COD สำหรับใช้งานควบคู่กับเครื่อง MD200-COD 

Preliminary check วิธีตรวจสอบค่า COD เบื้องต้น

สามารถประเมินค่าซีโอดีเบื้องต้นด้วยสาร potassium permanganate ซึ่งมีความปลอดภัยเเละรวดเร็ว โดยเหมาะสำหรับน้ำตัวอย่างที่ย่อยสลายได้ง่าย (โมเลกุลไม่ซับซ้อน) ต้องการค่าประมาณที่รวดเร็ว ผลิตภัณฑ์ที่นิยมใช้คือ 

 Kyoritsu Packtest WAK-COD มีช่วงความเข้มข้นของ COD ให้เลือกใช้ เช่น 0-8, 0-100,0-250 mg/l โดยเเสดงผลในรูปแบบของสี ซึ่งจะสัมพันธ์กับปริมาณ COD โดยวิธีการใช้เวลาทดสอบเพียง 4-6 นาที