Chemical oxygen demand
પર્યાવરણીય રસાયણશાસ્ત્રમાં, રાસાયણિક ઓક્સિજન ડિમાન્ડ (સી. ઓ. ડી.) એ ઓક્સિજનની માત્રાનું સૂચક માપ છે જેનો ઉપયોગ માપેલા દ્રાવણમાં પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા કરી શકાય છે. તે સામાન્ય રીતે દ્રાવણના જથ્થા પર વપરાતા ઓક્સિજનના જથ્થામાં વ્યક્ત થાય છે જે એસ. આઈ. એકમોમાં મિલીગ્રામ પ્રતિ લિટર (એમ. જી./એલ.) હોય છે. પાણીમાં કાર્બનિક પદાર્થોની માત્રાને સરળતાથી માપવા માટે સી. ઓ. ડી. પરીક્ષણનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. સી. ઓ. ડી. નો સૌથી સામાન્ય ઉપયોગ સપાટીના પાણીમાં જોવા મળતા ઓક્સિડાઇઝેબલ પ્રદૂષકોની માત્રાને માપવામાં થાય છે (દા. ત. સરોવરો અને નદીઓ) અથવા ગંદું પાણી. બાયોકેમિકલ ઓક્સિજન ડિમાન્ડ (બી. ઓ. ડી.) ની જેમ, પ્રાપ્તકર્તા શરીર પર પ્રવાહની અસર નક્કી કરવા માટે મેટ્રિક પ્રદાન કરીને COD પાણીની ગુણવત્તાની દ્રષ્ટિએ ઉપયોગી છે. સીઓડી પરીક્ષણનો આધાર એ છે કે લગભગ તમામ કાર્બનિક સંયોજનોને એસિડિક પરિસ્થિતિઓમાં મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ સાથે કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં સંપૂર્ણપણે ઓક્સિડાઇઝ કરી શકાય છે. કાર્બનિક સંયોજનને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, એમોનિયા અને પાણીમાં ઓક્સિડાઇઝ કરવા માટે જરૂરી ઓક્સિજનની માત્રા આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ આ અભિવ્યક્તિમાં નાઇટ્રિફિકેશનને કારણે ઓક્સિજનની માંગ, નાઇટ્રેટમાં એમોનિયાના ઓક્સિડેશનનો સમાવેશ થતો નથીઃ ડાઇક્રોમેટ, સીઓડી નિર્ધારણ માટે ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ, એમોનિયાને નાઇટ્રેટમાં ઓક્સિડાઇઝ કરતું નથી, તેથી પ્રમાણભૂત સીઓડી પરીક્ષણમાં નાઇટ્રિફિકેશનનો સમાવેશ થતો નથી. ઇન્ટરનેશનલ ઓર્ગેનાઇઝેશન ફોર સ્ટાન્ડર્ડાઇઝેશન આઇએસઓ 6060 માં રાસાયણિક ઓક્સિજનની માંગને માપવા માટેની પ્રમાણભૂત પદ્ધતિનું વર્ણન કરે છે. પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટનો ઉપયોગ એસિડિક પરિસ્થિતિઓમાં મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે. એસિડિટી સામાન્ય રીતે સલ્ફ્યુરિક એસિડના ઉમેરા દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. કાર્બનિક સંયોજનો સાથે પોટેશિયમ ડાઇક્રોમેટની પ્રતિક્રિયા આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ ક્યાં. સૌથી સામાન્ય રીતે, પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટના 0.25 એન દ્રાવણનો ઉપયોગ સીઓડી નિર્ધારણ માટે થાય છે, જો કે 50 મિલીગ્રામ/એલથી ઓછી સીઓડી ધરાવતા નમૂનાઓ માટે, પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટની ઓછી સાંદ્રતાને પસંદ કરવામાં આવે છે. પાણીના નમૂનામાં જોવા મળતા કાર્બનિક પદાર્થોને ઓક્સિડાઇઝ કરવાની પ્રક્રિયામાં, પોટેશિયમ ડાઇક્રોમેટ ઘટાડવામાં આવે છે (કારણ કે તમામ રેડૉક્સ પ્રતિક્રિયાઓમાં, એક રીએજન્ટ ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને બીજું ઘટાડવામાં આવે છે), જે CR3 + બનાવે છે. ઓક્સિડાઇઝેશન પૂર્ણ થયા પછી CR3 + ની માત્રા નક્કી કરવામાં આવે છે, અને તેનો ઉપયોગ પાણીના નમૂનાના કાર્બનિક પદાર્થોના પરોક્ષ માપ તરીકે થાય છે. વધારાનું માપન તમામ કાર્બનિક પદાર્થોને સંપૂર્ણપણે ઓક્સિડાઇઝ કરવા માટે, પોટેશિયમ ડાઇક્રોમેટ (અથવા કોઈપણ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ) ની વધારાની માત્રા હાજર હોવી આવશ્યક છે. એકવાર ઓક્સિડેશન પૂર્ણ થઈ જાય પછી, સીઆર3 + ની માત્રા ચોકસાઈ સાથે નક્કી કરી શકાય તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે વધારાના પોટેશિયમ ડાઇક્રોમેટની માત્રાને માપવી આવશ્યક છે. આવું કરવા માટે, વધારાના પોટેશિયમ ડાઇક્રોમેટને ફેરસ એમોનિયમ સલ્ફેટ (એફએએસ) સાથે ટાઇટ્રેટ કરવામાં આવે છે જ્યાં સુધી તમામ વધારાના ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટને સીઆર 3 + સુધી ઘટાડવામાં ન આવે. સામાન્ય રીતે, ઓક્સિડેશન-રિડક્શન સૂચક ફેરોઇને આ ટાઇટ્રેશન પગલું દરમિયાન પણ ઉમેરવામાં આવે છે. એકવાર તમામ વધારાનું ડાયક્રોમેટ ઓછું થઈ જાય પછી, ફેરોન સૂચક વાદળી-લીલાથી લાલ રંગના બદામી રંગમાં બદલાય છે. ફેરસ એમોનિયમ સલ્ફેટની માત્રા મૂળ નમૂનામાં ઉમેરવામાં આવેલા વધારાના પોટેશિયમ ડાઇક્રોમેટની માત્રાની સમકક્ષ છે. નોંધઃ ફેરોન સૂચક વ્યાપારી રીતે તૈયાર કરેલા સ્રોતોમાંથી તેજસ્વી લાલ હોય છે, પરંતુ જ્યારે પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ ધરાવતા પચેલા નમૂનામાં ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે તે લીલો રંગ દર્શાવે છે. ટાઇટ્રેશન દરમિયાન સૂચકનો રંગ અંતિમ બિંદુ પર પહોંચ્યા પછી લીલા રંગથી તેજસ્વી વાદળી રંગથી લાલ ભુરો રંગમાં બદલાય છે. જ્યારે ઓક્સિડાઇઝ થાય છે ત્યારે ફેરોન સૂચક લાલથી નિસ્તેજ વાદળીમાં બદલાય છે. ફેરોઈન સૂચક રીએજન્ટની તૈયારી 1.485 g 1,10-ફેનાન્થ્રોલિન મોનોહાઈડ્રેટના દ્રાવણને નિસ્યંદિત પાણીમાં 695 મિલીગ્રામ ફેસો4·7એચ2ઓના દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવે છે, અને પરિણામી લાલ દ્રાવણને 100 મિલી સુધી પાતળું કરવામાં આવે છે. ગણતરીઓ COD ની ગણતરી કરવા માટે નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ થાય છેઃ જ્યાં b એ ખાલી નમૂનામાં વપરાયેલ FAS નું કદ છે, s એ મૂળ નમૂનામાં FAS નું કદ છે, અને n એ FAS ની સામાન્યતા છે. જો વોલ્યુમ માપન માટે મિલિલીટરનો સતત ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો COD ગણતરીનું પરિણામ mg/L માં આપવામાં આવે છે. COD નો અંદાજ નમૂનામાં ઓક્સિડાઇઝેબલ સંયોજનની સાંદ્રતામાંથી પણ લગાવી શકાય છે, જે ઓક્સિજન સાથે તેની સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક પ્રતિક્રિયાના આધારે CO2 (ધારો કે તમામ C CO2 માં જાય છે), H2O (ધારો કે તમામ H H2O માં જાય છે), અને NH3 (ધારો કે તમામ N NH3 માં જાય છે), નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છેઃ COD = (C/FW) · (RMO) · 32 જ્યાં C = નમૂનામાં ઓક્સિડાઇઝેબલ સંયોજનની સાંદ્રતા, FW = નમૂનામાં ઓક્સિડાઇઝેબલ સંયોજનનું સૂત્ર વજન, RMO = CO2, પાણી અને એમોનિયા પ્રત્યેની તેમની પ્રતિક્રિયામાં ઓક્સિજનના મોલ્સનો #ઓક્સિડાઇઝેબલ સંયોજનના મોલ્સનો ગુણોત્તર ઉદાહરણ તરીકે, જો મોટાભાગના ગંદા પાણીમાં તેની ઊંચી સાંદ્રતાને કારણે, ક્લોરાઇડ ઘણીવાર દખલગીરીનો સૌથી ગંભીર સ્રોત છે. પોટેશિયમ ડાઇક્રોમેટ સાથેની તેની પ્રતિક્રિયા આ સમીકરણને અનુસરે છેઃ અન્ય રીએજન્ટ્સના ઉમેરા પહેલા, ક્લોરાઇડની દખલને દૂર કરવા માટે નમૂનામાં મર્ક્યુરિક સલ્ફેટ ઉમેરી શકાય છે. નીચેનું કોષ્ટક સંખ્યાબંધ અન્ય અકાર્બનિક પદાર્થોની યાદી આપે છે જે દખલગીરીનું કારણ બની શકે છે. કોષ્ટકમાં એવા રસાયણોની પણ યાદી આપવામાં આવી છે જેનો ઉપયોગ આવા હસ્તક્ષેપને દૂર કરવા માટે થઈ શકે છે, અને જ્યારે અકાર્બનિક પરમાણુ દૂર થાય છે ત્યારે સંયોજનો રચાય છે. સરકારી નિયમન ઘણી સરકારો નકામા પાણીમાં મહત્તમ રાસાયણિક ઓક્સિજનની માંગને પર્યાવરણમાં પરત કરી શકાય તે પહેલાં મંજૂરી આપવા અંગે કડક નિયમો લાદે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્વિટ્ઝર્લૅન્ડમાં, નકામું પાણી અથવા ઔદ્યોગિક પાણી પર્યાવરણમાં પાછું લાવી શકાય તે પહેલાં ઓક્સિજનની મહત્તમ માંગ 200 અને 1000 મિલીગ્રામ/એલ વચ્ચે પહોંચવી આવશ્યક છે. ઘણા વર્ષોથી, રાસાયણિક ઓક્સિજનની માંગને માપવા માટે મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ (KMnO4) નો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો. માપને કાર્બનિક પદાર્થોની ઓક્સિજનની માંગને બદલે પરમેંગેનેટમાંથી વપરાતો ઓક્સિજન કહેવામાં આવતો હતો. કાર્બનિક સંયોજનોના ઓક્સિડાઇઝિંગમાં પોટેશિયમ પરમેંગેનેટની અસરકારકતા વ્યાપક રીતે બદલાય છે, અને ઘણા કિસ્સાઓમાં બાયોકેમિકલ ઓક્સિજન ડિમાન્ડ (બી. ઓ. ડી.) માપન ઘણીવાર સી. ઓ. ડી. માપનના પરિણામો કરતાં ઘણું વધારે હતું. આ સૂચવે છે કે પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ પાણીમાં તમામ કાર્બનિક સંયોજનોને અસરકારક રીતે ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં સક્ષમ ન હતું, જે તેને COD નક્કી કરવા માટે પ્રમાણમાં નબળા ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ બનાવે છે. ત્યારથી, સી. ઓ. ડી. નક્કી કરવા માટે સેરિક સલ્ફેટ, પોટેશિયમ આયોડેટ અને પોટેશિયમ ડાઇક્રોમેટ જેવા અન્ય ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આમાંથી, પોટેશિયમ ડાઇક્રોમેટ (K2Cr2O7) સૌથી અસરકારક હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છેઃ તે પ્રમાણમાં સસ્તું છે, શુદ્ધ કરવામાં સરળ છે, અને લગભગ તમામ કાર્બનિક સંયોજનોને લગભગ સંપૂર્ણપણે ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં સક્ષમ છે. આ પદ્ધતિઓમાં, વિશ્લેષણ કરવામાં આવી રહેલા દ્રાવણના નમૂનામાં ઓક્સિડન્ટની જાણીતી વધારાની માત્રા સાથે નિશ્ચિત કદ ઉમેરવામાં આવે છે. રિફ્લક્સિંગ પાચન તબક્કા પછી, નમૂનામાં કાર્બનિક પદાર્થોની પ્રારંભિક સાંદ્રતાની ગણતરી નમૂનામાં હજુ પણ બાકી રહેલા ઓક્સિડન્ટના ટાઇટ્રીમેટ્રિક અથવા સ્પેક્ટ્રોફોટોમેટ્રિક નિર્ધારણથી કરવામાં આવે છે. તમામ કલરમેટ્રિક પદ્ધતિઓની જેમ ખાલી જગ્યાઓનો ઉપયોગ બહારની સામગ્રી દ્વારા દૂષિતતાને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે. પાણીની ગુણવત્તાના માપદંડ તરીકે બી. ઓ. ડી. અને સી. ઓ. ડી. બંનેની ચર્ચા પણ જુઓ. સંદર્ભો સંદર્ભો સ્ત્રોતો બાહ્ય કડીઓ ISO 6060: પાણીની ગુણવત્તા-રાસાયણિક ઓક્સિજનની માંગનું નિર્ધારણ એનારોબિક પાચન રાસાયણિક સમુદ્રશાસ્ત્ર પર્યાવરણીય રસાયણશાસ્ત્ર જળ પર્યાવરણ જળ ગુણવત્તા સૂચકાંકો લિમ્નોલોજી