طريقة تحديد جودة المياه باستخدام الأكسجين الكيميائي الحيوي (COD) - قياس الطيف الضوئي بالهضم السريع

تعتمد طرق قياس الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD)، سواءً كانت طريقة الارتجاع أو الطريقة السريعة أو الطريقة الضوئية، على استخدام ثنائي كرومات البوتاسيوم كمؤكسد، وكبريتات الفضة كمحفز، وكبريتات الزئبق كعامل حجب لأيونات الكلوريد. وفي ظل الظروف الحمضية لحمض الكبريتيك، تُجرى طرق لتحديد COD تعتمد على نظام الهضم. وبناءً على ذلك، أُجريت العديد من الأبحاث بهدف توفير المواد الكيميائية، وتقليل استهلاك الطاقة، وجعل العملية بسيطة وسريعة ودقيقة وموثوقة. تجمع طريقة الهضم الطيفي السريع بين مزايا الطرق المذكورة أعلاه. وتعتمد هذه الطريقة على استخدام أنبوب مغلق كأنبوب هضم، حيث تُؤخذ كمية صغيرة من عينة الماء والمواد الكيميائية في الأنبوب، ثم يُوضع في جهاز هضم صغير ذي درجة حرارة ثابتة، ويُسخن عند درجة حرارة ثابتة للهضم، ثم تُحدد قيمة COD باستخدام مطياف ضوئي. يبلغ قطر الأنبوب المغلق 16 مم، وطوله من 100 إلى 150 مم، وفتحة حلزونية الشكل بسماكة جدار تتراوح بين 1.0 و1.2 مم، ومزود بغطاء حلزوني مانع للتسرب. يتميز هذا الأنبوب بمقاومته للأحماض ودرجات الحرارة العالية والضغط، بالإضافة إلى خصائصه المضادة للانفجار. يُستخدم الأنبوب المغلق في عمليات الهضم، ويُسمى أنبوب الهضم. كما يُستخدم نوع آخر منه في عمليات الهضم، بالإضافة إلى استخدامه كأنبوب قياس الألوان، ويُسمى أنبوب قياس الألوان للهضم. أما جهاز الهضم الحراري الصغير، فيستخدم كتلة من الألومنيوم كجسم تسخين، وتتوزع فيه فتحات التسخين بانتظام. يبلغ قطر الفتحة 16.1 مم، وعمقها من 50 إلى 100 مم، وتُضبط درجة حرارة التسخين لتكون هي درجة حرارة تفاعل الهضم. وبفضل الحجم المناسب للأنبوب المغلق، يشغل سائل تفاعل الهضم نسبة مناسبة من المساحة داخله. يُدخل جزء من أنبوب الهضم المحتوي على الكواشف في فتحة التسخين الخاصة بالسخان، ويُسخّن قاع الأنبوب المغلق عند درجة حرارة ثابتة تبلغ 165 درجة مئوية. يكون الجزء العلوي من الأنبوب المغلق أعلى من فتحة التسخين ومعرضًا للهواء، بينما تُخفّض درجة حرارة فوهة الأنبوب إلى حوالي 85 درجة مئوية بفعل التبريد الطبيعي للهواء. يضمن فرق درجة الحرارة أن يكون سائل التفاعل في الأنبوب المغلق الصغير في حالة ارتداد طفيف عند هذه الدرجة الثابتة من الحرارة. يمكن لمفاعل COD الصغير استيعاب ما بين 15 و30 أنبوبًا مغلقًا. بعد استخدام أنبوب مغلق لتفاعل الهضم، يمكن إجراء القياس النهائي باستخدام مقياس ضوئي مع خلية قياس أو أنبوب قياس لوني. يمكن قياس العينات ذات قيم COD من 100 إلى 1000 ملغم/لتر عند طول موجي 600 نانومتر، بينما يمكن قياس العينات ذات قيم COD من 15 إلى 250 ملغم/لتر عند طول موجي 440 نانومتر. تتميز هذه الطريقة بصغر حجمها، وانخفاض استهلاك الطاقة، وانخفاض استهلاك الكواشف، وتقليل النفايات السائلة، وبساطة التشغيل، والأمان والاستقرار، والدقة والموثوقية، وملاءمتها للتحديد على نطاق واسع، وما إلى ذلك، مما يعوض أوجه القصور في الطريقة القياسية الكلاسيكية.
خطوات تشغيل قوارير الكواشف الجاهزة من ليان هوا COD:
1. خذ عدة قوارير كاشف COD مسبقة الصب (نطاق 0-150 ملغم/لتر، أو 20-1500 ملغم/لتر، أو 200-15000 ملغم/لتر) وضعها على حامل أنابيب الاختبار.
٢. خذ بدقة ٢ مل من الماء المقطر وضعها في أنبوب الكاشف رقم ٠. خذ ٢ مل من العينة المراد فحصها وضعها في أنبوب كاشف آخر.
3. أحكم إغلاق الغطاء، ورج العبوة أو استخدم الخلاط لخلط المحلول جيداً.
4. ضع أنبوب الاختبار في جهاز الهضم وقم بالهضم عند درجة حرارة 165 درجة لمدة 20 دقيقة.
5. عند انتهاء الوقت، أخرج أنبوب الاختبار واتركه لمدة دقيقتين.
6. ضع أنبوب الاختبار في ماء بارد لمدة دقيقتين، ثم اتركه ليبرد حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة.
7. امسح الجدار الخارجي لأنبوب الاختبار، وضع الأنبوب رقم 0 في مقياس ضوئي COD، واضغط على زر "Blank"، وستعرض الشاشة 0.000 ملغم/لتر.
٨. ضع أنابيب الاختبار الأخرى بالتسلسل واضغط على زر "اختبار". ستظهر قيمة COD على الشاشة. يمكنك الضغط على زر الطباعة لطباعة النتائج.