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BOD 실험보고서 평가A좋아요

1. 실험 제목BOD(생화학적 산소요구량, Biochemical Oxygen Demand)2. 실험 목적BOD 분석법은 가정하수와 산업 폐수를 호기성 상태에 있는 자연수로에 배출할 때의 오염세기를 여기에 요구되는 산소의 양으로 환산하여 측정하는 방법이며 유입 수역물의 자정능력을 평가하는 데 중요하여 오염의 지표로도 사용된다.3. 실험 원리1) BOD의 정의생화학적 산소요구량( Biochemical Oxygen Demand, BOD)은 일반적으로 박테리아가 호기성 조건에서 분해성 유기물질을 안정화 시키는데 필요한 산소의 양이다.이 때 '분해성' 유기물질이란 용어는 박테리아가 먹이로 이용할 수 있는 유기물질을 의미하여 박테리아는 이 유기물질들을 산화하여 에너지를 얻는다.즉 미생물은 유기물을 영양원으로 이용, 분해, 섭취하여 세포를 합성시킬때 산소가 필요 하게 된다. 그러므로 폐수내의 유기물질은 일일이 분석하지 않고 호기성 미생물로 합성시키는데 필요한 산소량을 측정하면 유기물의 양을 안정적으로 측정 가능하게 된다.보통 20℃에서 5일간(유기물의 70내지 80% 산화되는 시간의 평균) 시료를 배양했을 때의 소모된 산소량을 5일 BOD 또는 BOD5 라하며 통상 BOD라고 한다.2) BOD의 일반 개념수중에 유기물질이 호기성 미생물에 의해 산화 분해 될때 소비되는 산소량을 ppm(mg/L)으로 표시한 것으로 수질오염의 지표로 삼는다. BOD는 1, 2단계로 구분하나 일반적으로는 1단계 BOD치로 유기물의 양을 간접적으로 측정한다. 여기서 1단계는 BOD5 로 20℃에서 5일간 배양해서 얻은 BOD로서 주로 탄수화합물이 산화, 분해 될 때 소비되는 산소량이다. 이는 2단계 BOD (질산화 또는 질소 BOD, 20일부터 2단계) 중 20℃에서 5일간 BOD만을 나타낸 것이며 수중의 유기오염물질의 절대치가 아닌 상대치인 것이며 그 이유는 이 조건이 가장 재현성이 좋고 통계적으로 보편성이 있기 때문이다.만일 하폐수가 많이 오염되어 있으면 하폐수중에는 다량의 유기물질이 함유되어BOD 측정 원리BOD분석법은 하수와 산업 폐수를 호기성 상태에 있는 자연수로에 배출할 때 이들 하수와 폐수의 오염 세기를 이때 요구되는 산소로 환원하여 측정하는 방법으로 널리 이용되고 있다.이 실험은 산소로 포화된 희석수가 든 용기에 일정량의 검수를 식종하여 20℃의 온도하에서 5 일간 배양하는 동안에 산소량을 측정함으로써 정량분석 된다. 이와 같이 측정된 값은 식종하지 않은 공시험액과 비교되며 그 두가지 용액의 차를 구하여 BOD가 구해지게 된다.샘플을 충분히 넘치게 하는 것으로 구성된 방법은 명기된 크기의 밀폐병에 넘칠 정도의 샘플 을 담고 그것은 20℃에서 배양한다. 초기와 배양후의 DO값을 측정하면 초기와 후의 DO값의 차이로부터 BOD값을 알 수 있다. 왜냐하면 처음 15분 동안 발생한 모든 산소를 흡수, 포함한 그 용액이 만들어진 후에 초기 DO값은 즉시 측정되고 그것은 BOD측정에 포함된다.★Sampling and StorageBOD를 위한 샘플들은 낮은 BOD 값을 위해 수집과 분석 사이의 저장동안에 두드러지게 퇴하시켜야 한다. BOD값을 최소 감소하기 위해 즉각적으로 샘플을 분석하던지 또는 저장기간 동안 냉동온도까지 그것을 냉각시킨다. 그러나 심지어 낮은 온도에서도 최소의 시간으로 유지한다. 그리고 분석 전에는 냉각한 샘플을 20℃까지 데운다.4) BOD에 관계하는 물질탄소의 유기물로써 호기성 세균에 의하여 분해되어진 것, 즉 ethanol, acetone, ethylacetone등 이 있으며 질소 화합물로써 특수한 세균(니트로 소모나스, 니트로 박테리아 등)에 의하여 분해되어진 것즉 미완성 유기질소 화합물, 암모니아 및 아질산염 등이 있다. 또한 용존산소를 소비하는 환원성 물질, 즉 황화물, 아질산 이온, 아황산 이온, 제1철등이 있다.4. 시약 및 기구1)시약(1) 황산 망간 용액480g의 황산 망간 결정( MnSO4 - 4H2 O )을 400내지 600ml의 증류수에 녹인다. 이것을 여지로 걸러서 다시 증류수를 가해 1L용액을 만든다.((KI)을 200내지 300ml증류수에 용해시킨 뒤 냉각되었으면 두 용액을 혼합시킨다.아지드화 나트륨 ( NaN3 ) 10g을 증류수 40ml 용해, 냉각된 알칼리 옥화물 용액에 아지드화 나트륨용액을 교반하면서 가한 다음 이 혼합액에 증류수를 더해서 1L의 용액으로 만든다.(3) 황산(4) 티오황산 나트륨 용액(0.025N) (Sodium sulfite solution)6.025g의 Na2 SO3 ~-~ 5H2 O 을 새로 끓여서 식힌 물에 용해시켜 1L용액을 만든다. 보존을 위해 0.4g또는 1 pillet의 NaOH첨가(5) 전분 용액(6) 증류수(7) 인산염 완충용액(phospate buffer solution)8.5g의 1염기 인산칼륨( KH2 PO4 ), 21.75g의 2염기 인산칼륨( K2 HPO4 ), 33.4g의 2염기 인산 나트륨 결정( Na2 HPO4 + 7H2 O ) 및 1.7g의 염화암모늄( NH4 Cl )을 증류수에 용해시켜 1L의 수용액을 만든다. 이 완충용액의 PH는 7.2여야 한다.(8)황산 마그네슘 용액(Magnesium sulfate solution)(9) 염화칼슘 용액(Calcium chloride solution)(10) 염화 제 2철 용액(Ferric chloride solution)(11)희석수2시간 동안 Air Pump에 의해 포기된 증류수를 20℃에서 하루밤 Over night시켜 이 증류수 1L 에 대하여 인산염 완충액, 황산-마그네슘 용액, 염화칼슘 용액, 염화 제 2철 용액 (영양 용액)을 각각 1ml씩 첨가하여 희석수 용액을 만든다. 이 희석수는 20℃에서 배양할 때 용존산소 (DO)가 0.2mg/L이상 저하되어서는 안된다.☞질화억제제(Nitrification inhibitor),포도당-글루타민산 용액(Glucose-glutamic acid solution), 염화암모늄 용액(ammonium chloride solution)☞인산 완충액 - (K2HPO4 21.75g + KH2PO4 8.5g + Na2HPO4 리병 마개의 하부를 경사 되게 잘라내는 등 마개를 할때 기포가 남지않게 수봉(水封)되는 구조이어야 한다.(2) 배양기 (20℃)(3) 10ml 눈금, 흡입구가 큰 피펫(4) 스탠드, 클램프, 뷰렛(5) 250ml 메스실린더부란기 또는 항온수조 : 20±1℃에 조정되는 것, 희석시료액 중의 조류에 의한 탄 산 동화작용을 방해하기 때문에, 내부의 BOD병에 빛이 닿지 않도록 한다.(6) 500㎖ 삼각플라스크 1개(7) 교반봉선단이 왼판상 또는 큰 나선형인 것. 희석용 유리원통의 저부에 달 수 있는 것5. 실험 방법(1) 시료의 예상 BOD값으로부터 희석배율을 정하여 수종의 희석검액을 3개를 한조로 함. *시료가 약간 오염될 경우 - BOD bottle에 가득 채움.☞예상 BOD값에 사전 지식이 없을 경우 - 강한 공장 폐수 0.1∼1.0%, 처리하지 않은 공장 폐수와 침전된 하수 1∼5%, 처리하여 방류된 공장 폐수 5∼25%, 오염된 하천수 25∼100% 의 시료가 함유되도록 희석함.(2) BOD용 희석수를(or 식종 희석수)를 사용하여 검액을 희석할 경우 : 시료를 적당량 넣음 → 희석수를 희석배율에 맞는 눈금까지 채움 → 공기가 갇히지 않게 젖은 막대로 혼합.(3) 3개의 300ml BOD 병에 완전히 채움(4) 두병은 물로 마개 주위를 밀봉하여 BOD incubator에서 20℃에서 암소에서 5일간 배양.(5) 한병은 15분간 방치 후 희석된 시료 자체의 처음 DO를 측정.(6) 5일 후 DO 측정하여 두 개의 평균값을 구함.☞ BOD에 첨가하는 시료의 양은 시료의 BOD를 대략적으로도 알지 못할 경우에는 한 개 이상이 희석 검수를 만든다. 예를 들면 4개의 BOD병에 각각 시료원수를 1ml, 3ml, 6ml, 12ml를 첨가하여 4개의 희석검수를 만든다.또한 BOD값이 매우 높은 시료의 경우에는, 소량의 용적을 측정하기 힘들거나, 하·폐수를 대표하는 검수를 얻기 힘들 때가 있다. 이와 같은 경우에는 시료 자체를 우선 희석하도록 한다. 보통 1:10이 편리 중에 독성물질이 함유되어 있거나 구리, 납 및 아연 등의 금속이온이 함유된 시료(또는 전처리한 시료)는 호기성 미생물의 증식에 영향을 주어 정상적인 BOD 값을 나타내지 않게 된다. 이러한 경우에 다음의 시험을 행하여 적정여부를 검토한다. 글루코오스 및 글루타민산 각 150㎎식을 취하여 물에 녹여 1,000㎖로 한 액 5∼10㎖를 3개의 300㎖ BOD병에 넣고 BOD용 희석수(또는 BOD용 식종희석수)로 완전히 채운다음 이하 BOD시험방법에 따라 시험할때에 측정하여 얻은 BOD값은 220±20㎎/ℓ의 범위안에 있어야 한다. 얻은 BOD 값의 편차가 클 때에는 BOD 용 희석수(또는 BOD용 식종희석수) 및 시료에 문제점이 있으므로 시험전반에 대한 검토가 필요하다.☞ 5일 후의 산소 함유량은 적어도 1mg/l이라야 한다. 또한 2mg/l이상의 산소 소비가 바람직하다.☞시료의 전처리시료가 아래와 같은 경우는 필요에 따라 전처리를 한다.① 잔류염소를 함유한 시료 : 미리 검수 100㎖ ~ 11에 아지드화 나트륨 0.1g과 요오 드화칼륨 1g을 가하여 혼합한 후 염산을 가하여 미산성으로 한다. 유리된 요오 드를 전분용액을 지시약으로 하여 아황산 나트륨(N/40)로 청색이 없어질때까지 적정한다. 별도로 같은 양의 시료를 취하여 앞의 적정값으로 부터 계산한 아황산 나트륨용액을 가하여 잔류염소를 환완한다.② 용존산소 및 용존기체가 과포화로 있는 시료 : 겨울에 채취한 시료등 온도가 20℃ 이하일때는 20℃로 배양할 때는 용존산소나 용존기체가 과포하로 되기 쉽다. 또한 녹조류가 많은 하천수나 호소에서는 배양중에 기포가 발생하거나 기체가 BOD병가에 퍼지는 경우가 있으므로 미리 온도를 약 20℃로 조절하여 포기등의 방법에 의해 용존산소 및 용존기체를 20℃ 포하량 근처로 감소시켜 둔다.③ 독물을 함유하는 시료 : 동, 크롬, 수은, 비소등의 중금속 원소를 포함하는 시료는 정확한 값이 얻어지지 못하는 경우가 있다. 이와같은 경우에는 중금속에 익숙 한 식종물질을 배양하여 두고관

공학/기술| 2001.04.10| 8페이지| 1,000원| 조회(1,147)

실험, BOD, 결과, 생화학적

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