Calculadora de Demanda Química d'Oxigen (DQO) - Eina Online Gratuïta per a l'Anàlisi de Qualitat de l'Aigua

Introducció

Calcula demanda química d'oxigen (DQO) instantàniament amb la nostra calculadora de DQO en línia gratuïta. Aquest paràmetre essencial de qualitat de l'aigua mesura la quantitat d'oxigen necessària per oxidar tots els compostos orgànics a l'aigua, fent-lo crucial per al monitoratge ambiental i l'avaluació del tractament d'aigües residuals.

La nostra calculadora de DQO proporciona resultats precisos utilitzant el mètode estàndard de dicromat, ajudant professionals del tractament d'aigua, científics ambientals i estudiants a determinar ràpidament els valors de DQO sense càlculs laboratorials complexos. Obtingueu mesures precises en mg/L per avaluar els nivells de contaminació de l'aigua i assegurar el compliment normatiu.

La DQO s'expressa en mil·ligrams per litre (mg/L), representant la massa d'oxigen consumida per litre de solució. Valors més alts de DQO indiquen quantitats més grans de material orgànic oxiditzable a la mostra, suggerint nivells més alts de contaminació. Aquest paràmetre és essencial per avaluar la qualitat de l'aigua, monitorar l'eficiència del tractament d'aigües residuals i assegurar el compliment normatiu.

La nostra calculadora de Demanda Química d'Oxigen utilitza el mètode de titulació de dicromat, que és àmpliament acceptat com a procediment estàndard per a la determinació de DQO. Aquest mètode implica oxidar la mostra amb dicromat de potassi en una solució fortament àcida, seguit de la titulació per determinar la quantitat de dicromat consumit.

Fórmula/Càlcul

La Demanda Química d'Oxigen (DQO) es calcula utilitzant la següent fórmula:

$\text{DQO (mg/L)} = \frac{(B - S) \times N \times 8000}{V}$

On:

• B = Volum de titulant utilitzat per al blanc (mL)
• S = Volum de titulant utilitzat per a la mostra (mL)
• N = Normalitat del titulant (eq/L)
• V = Volum de la mostra (mL)
• 8000 = Pes miliequivalent d'oxigen × 1000 mL/L

La constant 8000 es deriva de:

• Pes molecular de l'oxigen (O₂) = 32 g/mol
• 1 mol d'O₂ correspon a 4 equivalents
• Pes miliequivalent = (32 g/mol ÷ 4 eq/mol) × 1000 mg/g = 8000 mg/eq

Casos Límit i Consideracions

1. Titulant de la mostra > Titulant del blanc: Si el volum del titulant de la mostra supera el volum del titulant del blanc, indica un error en el procediment o la mesura. El titulant de la mostra sempre ha de ser menor o igual al titulant del blanc.

2. Valors Zero o Negatius: La calculadora retornarà un valor de DQO de zero si el càlcul resulta en un valor negatiu, ja que els valors negatius de DQO no són físicament significatius.

3. Valors de DQO Molt Alts: Per a mostres molt contaminades amb valors de DQO molt alts, pot ser necessària la dilució abans de l'anàlisi. El resultat de la calculadora s'ha de multiplicar pel factor de dilució.

4. Interferència: Certes substàncies com els ions clorur poden interferir amb el mètode de dicromat. Per a mostres amb un alt contingut de clorur, poden ser necessàries passes addicionals o mètodes alternatius.

Com Utilitzar la Calculadora de Demanda Química d'Oxigen

Guia Pas a Pas per al Càlcul de DQO

1. Prepara les Teves Dades: Abans d'utilitzar la calculadora, necessites haver completat el procediment de determinació de DQO al laboratori utilitzant el mètode de dicromat i tenir els següents valors llestos:

   • Volum del titulant del blanc (mL)
   • Volum del titulant de la mostra (mL)
   • Normalitat del titulant (N)
   • Volum de la mostra (mL)

2. Introdueix el Volum del Titulant del Blanc: Introdueix el volum de titulant utilitzat per titular la mostra en blanc (en mil·lilitres). La mostra en blanc conté tots els reactius però no la mostra d'aigua.

3. Introdueix el Volum del Titulant de la Mostra: Introdueix el volum de titulant utilitzat per titular la teva mostra d'aigua (en mil·lilitres). Aquest valor ha de ser menor o igual al volum del titulant del blanc.

4. Introdueix la Normalitat del Titulant: Introdueix la normalitat de la teva solució de titulant (normalment sulfats d'amoni fèrric). Els valors comuns oscil·len entre 0.01 i 0.25 N.

5. Introdueix el Volum de la Mostra: Introdueix el volum de la teva mostra d'aigua utilitzada en l'anàlisi (en mil·lilitres). Els mètodes estàndard solen utilitzar 20-50 mL.

6. Calcula: Fes clic al botó "Calcular DQO" per calcular el resultat.

7. Interpreta el Resultat: La calculadora mostrarà el valor de DQO en mg/L. El resultat també inclourà una representació visual per ajudar-te a interpretar el nivell de contaminació.

Interpretant els Resultats de DQO

• < 50 mg/L: Indica aigua relativament neta, típica per aigua potable o aigua superficial neta
• 50-200 mg/L: Nivells moderats, comuns en efluents d'aigües residuals tractades
• > 200 mg/L: Nivells alts, indicant una contaminació orgànica significativa, típica d'aigües residuals no tractades

Aplicacions i Casos d'Ús de la Calculadora de DQO

La mesura de la demanda química d'oxigen és essencial en múltiples indústries per a l'avaluació de la qualitat de l'aigua i la protecció ambiental:

1. Estacions de Tractament d'Aigües Residuals

La DQO és un paràmetre fonamental per a:

• Monitorar la qualitat de l'entrada i l'efluent
• Avaluar l'eficiència del tractament
• Optimitzar la dosificació química
• Assegurar el compliment dels permisos de descàrrega
• Resoldre problemes de procés

Els operadors de tractament d'aigües residuals mesuren regularment la DQO per prendre decisions operatives i informar les agències reguladores.

2. Monitoratge d'Efluents Industrials

Indústries que generen aigües residuals, incloent:

• Processament d'aliments i begudes
• Fabricació farmacèutica
• Producció tèxtil
• Moles de paper i pasta
• Fabricació química
• Refineries de petroli

Aquestes indústries monitoren la DQO per assegurar el compliment de les regulacions de descàrrega i optimitzar els seus processos de tractament.

3. Monitoratge Ambiental

Els científics ambientals i les agències utilitzen les mesures de DQO per:

• Avaluar la qualitat de l'aigua superficial en rius, llacs i rierols
• Monitorar l'impacte de les fonts de contaminació
• Establir dades de qualitat de l'aigua de base
• Fer un seguiment dels canvis en la qualitat de l'aigua al llarg del temps
• Avaluar l'efectivitat de les mesures de control de la contaminació

4. Recerca i Educació

Les institucions acadèmiques i de recerca utilitzen l'anàlisi de DQO per:

• Estudiar processos de biodegradació
• Desenvolupar noves tecnologies de tractament
• Ensenyar principis d'enginyeria ambiental
• Realitzar estudis d'impacte ecològic
• Investigar correlacions entre diferents paràmetres de qualitat de l'aigua

5. Acuicultura i Pesca

Els agricultors de peixos i les instal·lacions d'aqüicultura monitoren la DQO per:

• Mantenir una qualitat d'aigua òptima per als organismes aquàtics
• Prevenir la depleció d'oxigen
• Gestionar règims d'alimentació
• Detectar possibles problemes de contaminació
• Optimitzar les taxes d'intercanvi d'aigua

Alternatives

Si bé la DQO és un paràmetre valuós de qualitat de l'aigua, altres mesures poden ser més apropiades en certes situacions:

Demanda Biològica d'Oxigen (DBO)

La DBO mesura la quantitat d'oxigen consumit pels microorganismes mentre descomponen matèria orgànica en condicions aeròbiques.

Quan utilitzar la DBO en comptes de la DQO:

• Quan necessites mesurar específicament la matèria orgànica biodegradable
• Per avaluar l'impacte sobre els ecosistemes aquàtics
• Quan estudies cossos d'aigua naturals on els processos biològics dominen
• Per determinar l'eficiència dels processos de tractament biològic

Limitacions:

• Requereix 5 dies per a la mesura estàndard (DBO₅)
• Més susceptible a la interferència de substàncies tòxiques
• Menys reproductible que la DQO

Carboni Orgànic Total (COT)

El COT mesura directament la quantitat de carboni lligat en compostos orgànics.

Quan utilitzar el COT en comptes de la DQO:

• Quan es necessiten resultats ràpids
• Per a mostres d'aigua molt netes (aigua potable, aigua farmacèutica)
• Quan s'analitzen mostres amb matrius complexes
• Per a sistemes de monitoratge continu en línia
• Quan es necessiten correlacions específiques entre el contingut de carboni i altres paràmetres

Limitacions:

• No mesura directament la demanda d'oxigen
• Requereix equipament especialitzat
• Pot no correlacionar bé amb la DQO per a tots els tipus de mostres

Valor de Permanganat (VP)

El VP utilitza permanganat de potassi com a agent oxidant en comptes de dicromat.

Quan utilitzar el VP en comptes de la DQO:

• Per a l'anàlisi d'aigua potable
• Quan es necessiten límits de detecció més baixos
• Per evitar l'ús de compostos tòxics de crom
• Per a mostres amb un contingut orgànic més baix

Limitacions:

• Oxidació menys potent que la DQO
• No és adequat per a mostres molt contaminades
• Menys estàndarditzat internacionalment

Història

El concepte de mesurar la demanda d'oxigen per quantificar la contaminació orgànica a l'aigua ha evolucionat significativament al llarg del segle passat:

Desenvolupament Primerenc (1900-1930)

La necessitat de quantificar la contaminació orgànica a l'aigua es va fer evident a principis del segle XX a mesura que la industrialització va portar a un augment de la contaminació de l'aigua. Inicialment, el focus estava en la Demanda Biològica d'Oxigen (DBO), que mesura la matèria orgànica biodegradable a través del consum d'oxigen per part dels microorganismes.

Introducció del Mètode de DQO (1930-1940)

La prova de Demanda Química d'Oxigen es va desenvolupar per abordar les limitacions de la prova de DBO, particularment el seu llarg període d'incubació (5 dies) i la variabilitat. El mètode d'oxidació de dicromat per a DQO es va estandarditzar per primera vegada a la dècada de 1930.

Estandardització (1950-1970)

El 1953, el mètode de reflux de dicromat va ser adoptat oficialment per l'American Public Health Association (APHA) en "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater." Aquest període va veure refinaments significatius per millorar l'exactitud i la reproductibilitat:

• Afegiment de sulfats d'argent com a catalitzador per millorar l'eficiència d'oxidació
• Introducció de sulfats mercurics per reduir la interferència del clorur
• Desenvolupament del mètode de reflux tancat per minimitzar la pèrdua de compostos volàtils

Desenvolupaments Moderns (1980-Present)

Les darreres dècades han vist millores i alternatives addicionals:

• Desenvolupament de mètodes micro-DQO que requereixen volums de mostra més petits
• Creació de vials de DQO preenvasats per a proves simplificades
• Introducció de mètodes espectrofotomètrics per a resultats més ràpids
• Desenvolupament d'analitzadors de DQO en línia per a monitoratge continu
• Exploració de mètodes sense crom per reduir l'impacte ambiental

Avui, la DQO continua sent un dels paràmetres més utilitzats per a l'avaluació de la qualitat de l'aigua a nivell mundial, amb el mètode de dicromat encara considerat l'estàndard de referència malgrat el desenvolupament de tècniques més noves.

Exemples

Aquí hi ha exemples de codi per calcular la Demanda Química d'Oxigen (DQO) en diversos llenguatges de programació:

/**
 * Calcular la Demanda Química d'Oxigen (DQO) utilitzant el mètode de dicromat
 * @param {number} blankTitrant - Volum de titulant utilitzat per al blanc (mL)
 * @param {number} sampleTitrant - Volum de titulant utilitzat per a la mostra (mL)
 * @param {number} normality - Normalitat del titulant (eq/L)
 * @param {number} sampleVolume - Volum de la mostra (mL)
 * @returns {number} Valor de DQO en mg/L
 */
function calculateDQO(blankTitrant, sampleTitrant, normality, sampleVolume) {
    // Validar entrades
    if (sampleTitrant > blankTitrant) {
        throw new Error("El titulant de la mostra no pot excedir el titulant del blanc");
    }
    
    if (blankTitrant <= 0 || normality <= 0 || sampleVolume <= 0)