Chemical oxygen demand
ماحولیاتی کیمسٹری میں، کیمیائی آکسیجن ڈیمانڈ (سی او ڈی) آکسیجن کی مقدار کا ایک اشارہ ہے جو پیمائش شدہ حل میں رد عمل کے ذریعے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ عام طور پر محلول کے حجم سے زیادہ استعمال ہونے والی آکسیجن کی مقدار میں ظاہر ہوتا ہے جو ایس آئی اکائیوں میں ملیگرام فی لیٹر (ایم جی/ایل) ہوتا ہے۔ پانی میں نامیاتی مادوں کی مقدار کو آسانی سے طے کرنے کے لیے سی او ڈی ٹیسٹ کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سی او ڈی کا سب سے عام اطلاق سطحی پانی میں پائے جانے والے آکسیڈایبل آلودگیوں کی مقدار کی مقدار میں ہے (جیسے۔ جھیلیں اور دریا) یا گندے پانی۔ بائیو کیمیکل آکسیجن ڈیمانڈ (بی او ڈی) کی طرح، پانی کے معیار کے لحاظ سے سی او ڈی ایک میٹرک فراہم کر کے مفید ہے تاکہ اس بات کا تعین کیا جا سکے کہ اخراج کا وصول کنندہ جسم پر کیا اثر پڑے گا۔ جائزہ سی او ڈی ٹیسٹ کی بنیاد یہ ہے کہ تقریبا تمام نامیاتی مرکبات کو تیزابیت کے حالات میں ایک مضبوط آکسیڈائزنگ ایجنٹ کے ساتھ کاربن ڈائی آکسائیڈ میں مکمل طور پر آکسیڈائز کیا جا سکتا ہے۔ نامیاتی مرکب کو کاربن ڈائی آکسائیڈ، امونیا اور پانی میں آکسائڈائز کرنے کے لیے درکار آکسیجن کی مقدار اس طرح دی جاتی ہے: اس اظہار میں نائٹریفیکیشن کی وجہ سے آکسیجن کی طلب، امونیا کی نائٹریٹ میں آکسیکرن شامل نہیں ہے: ڈائکرومیٹ، جو کہ سی او ڈی کے تعین کے لیے آکسیڈائزنگ ایجنٹ ہے، امونیا کو نائٹریٹ میں آکسائڈائز نہیں کرتا ہے، اس لیے نائٹریفیکیشن معیاری سی او ڈی ٹیسٹ میں شامل نہیں ہے۔ انٹرنیشنل آرگنائزیشن فار اسٹینڈرڈائزیشن نے آئی ایس او 6060 میں کیمیائی آکسیجن کی طلب کی پیمائش کے لیے ایک معیاری طریقہ بیان کیا ہے۔ پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کا استعمال تیزابی حالات میں ایک مضبوط آکسیڈائزنگ ایجنٹ ہے۔ تیزابیت عام طور پر سلفورک ایسڈ کے اضافے سے حاصل ہوتی ہے۔ نامیاتی مرکبات کے ساتھ پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کا تعامل اس طرح دیا جاتا ہے: کہاں۔ زیادہ تر عام طور پر، پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کا 0.25 این حل سی او ڈی کے تعین کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، حالانکہ 50 ملی گرام/ایل سے کم سی او ڈی والے نمونوں کے لیے، پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کی کم مقدار کو ترجیح دی جاتی ہے۔ پانی کے نمونے میں پائے جانے والے نامیاتی مادوں کو آکسائڈائز کرنے کے عمل میں، پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کم ہو جاتا ہے (چونکہ تمام ریڈوکس رد عمل میں، ایک ریجینٹ آکسائڈائز ہوتا ہے اور دوسرا کم ہو جاتا ہے)، جس سے سی آر 3 + بنتا ہے۔ آکسائڈائزیشن مکمل ہونے کے بعد سی آر 3 + کی مقدار کا تعین کیا جاتا ہے، اور اسے پانی کے نمونے کے نامیاتی مواد کی بالواسطہ پیمائش کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ اضافی کی پیمائش تمام نامیاتی مادوں کو مکمل طور پر آکسائڈائز کرنے کے لیے، پوٹاشیم ڈائکرومیٹ (یا کوئی بھی آکسائڈائزنگ ایجنٹ) کی اضافی مقدار موجود ہونی چاہیے۔ آکسیکرن مکمل ہونے کے بعد، اضافی پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کی مقدار کو ناپا جانا چاہیے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ سی آر 3 + کی مقدار کا تعین درستگی کے ساتھ کیا جا سکے۔ ایسا کرنے کے لیے، اضافی پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کو فیرس امونیم سلفیٹ (ایف اے ایس) کے ساتھ ٹائٹریٹ کیا جاتا ہے جب تک کہ تمام اضافی آکسیڈائزنگ ایجنٹ کو سی آر 3 + تک کم نہ کر دیا جائے۔ عام طور پر، اس ٹائٹریشن مرحلے کے دوران آکسیڈیشن-ریڈکشن انڈیکیٹر فیروئن بھی شامل کیا جاتا ہے۔ ایک بار جب تمام اضافی ڈائکرومیٹ کو کم کر دیا جاتا ہے، تو فیروئن اشارے نیلے سبز سے سرخ بھوری رنگ میں بدل جاتے ہیں۔ شامل کیے گئے فیرس امونیم سلفیٹ کی مقدار اصل نمونے میں شامل کیے گئے اضافی پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کی مقدار کے برابر ہے۔ نوٹ: فیروئن اشارے تجارتی طور پر تیار کردہ ذرائع سے روشن سرخ ہے، لیکن جب پوٹاشیم ڈائکرومیٹ پر مشتمل ہضم شدہ نمونے میں شامل کیا جاتا ہے تو یہ سبز رنگ کی نمائش کرتا ہے۔ ٹائٹریشن کے دوران اشارے کا رنگ اختتامی نقطہ تک پہنچنے پر سبز رنگ سے روشن نیلے رنگ سے سرخ بھوری رنگ میں بدل جاتا ہے۔ آکسیڈائز ہونے پر فیروئن اشارے سرخ سے ہلکے نیلے رنگ میں بدل جاتے ہیں۔ فیروئن اشارے کے ریجینٹ کی تیاری 1.485 g 1,10-فینانتھرولائن مونو ہائیڈریٹ کے محلول کو آستین شدہ پانی میں 695 ملی گرام فی ایس او 4 · 7 ایچ 2 او کے محلول میں شامل کیا جاتا ہے، اور اس کے نتیجے میں سرخ محلول کو 100 ملی لیٹر تک پتلا کیا جاتا ہے۔ حسابات سی او ڈی کا حساب لگانے کے لیے درج ذیل فارمولا استعمال کیا جاتا ہے: جہاں بی خالی نمونے میں استعمال ہونے والے ایف اے ایس کا حجم ہے، ایس اصل نمونے میں ایف اے ایس کا حجم ہے، اور این ایف اے ایس کی معمول ہے۔ اگر حجم کی پیمائش کے لیے ملی لیٹر مستقل طور پر استعمال کیے جاتے ہیں، تو سی او ڈی کے حساب کا نتیجہ ملی گرام/ایل میں دیا جاتا ہے۔ COD کا اندازہ نمونے میں آکسیڈایبل مرکب کے ارتکاز سے بھی لگایا جا سکتا ہے، جو کہ CO2 حاصل کرنے کے لیے آکسیجن کے ساتھ اس کے اسٹائکیومیٹرک رد عمل کی بنیاد پر ہوتا ہے (فرض کریں کہ تمام C CO2 میں جاتا ہے)، H2O (فرض کریں کہ تمام H H2O میں جاتا ہے)، اور NH3 (فرض کریں کہ تمام N NH3 میں جاتا ہے)، مندرجہ ذیل فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے: COD = (C/FW) · (RMO) · 32 جہاں C = نمونے میں آکسیڈایبل مرکب کا ارتکاز، FW = نمونے میں آکسیڈایبل مرکب کا فارمولا وزن، RMO = CO2، پانی، اور امونیا کے رد عمل میں آکسیڈایبل مرکب کے مولوں کے لیے آکسیجن کے مولوں کے #کا تناسب۔ مثال کے طور پر، اگر زیادہ تر گندے پانی میں اس کے زیادہ ارتکاز کی وجہ سے، کلورائد اکثر مداخلت کا سب سے سنگین ذریعہ ہوتا ہے۔ پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کے ساتھ اس کا تعامل اس مساوات کی پیروی کرتا ہے: دیگر ریجینٹس کے اضافے سے پہلے، کلورائڈ کی مداخلت کو ختم کرنے کے لیے نمونے میں مرکورک سلفیٹ شامل کیا جا سکتا ہے۔ مندرجہ ذیل جدول میں متعدد دیگر غیر نامیاتی مادوں کی فہرست دی گئی ہے جو مداخلت کا سبب بن سکتے ہیں۔ جدول میں ایسے کیمیکلز کی بھی فہرست دی گئی ہے جو اس طرح کی مداخلت کو ختم کرنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں، اور غیر نامیاتی مالیکیول کے ختم ہونے پر بننے والے مرکبات۔ حکومتی ضابطے بہت سی حکومتیں گندے پانی میں کیمیائی آکسیجن کی زیادہ سے زیادہ طلب کے حوالے سے سخت ضابطے نافذ کرتی ہیں اس سے پہلے کہ انہیں ماحول میں واپس کیا جا سکے۔ مثال کے طور پر، سوئٹزرلینڈ میں، گندے پانی یا صنعتی پانی کو ماحول میں واپس کرنے سے پہلے 200 اور 1000 ملی گرام/ایل کے درمیان آکسیجن کی زیادہ سے زیادہ طلب تک پہنچنا ضروری ہے۔ کئی سالوں تک، کیمیائی آکسیجن کی طلب کی پیمائش کے لیے مضبوط آکسیڈائزنگ ایجنٹ پوٹاشیم پرمینگنیٹ (KMnO4) کا استعمال کیا جاتا رہا۔ پیمائش کو نامیاتی مادوں کی آکسیجن کی طلب کے بجائے پرمینگنیٹ سے استعمال ہونے والی آکسیجن کہا جاتا تھا۔ نامیاتی مرکبات کو آکسائڈائز کرنے میں پوٹاشیم پرمینگنیٹ کی تاثیر وسیع پیمانے پر مختلف ہوتی ہے، اور بہت سے معاملات میں بائیو کیمیکل آکسیجن ڈیمانڈ (بی او ڈی) کی پیمائش اکثر سی او ڈی پیمائش کے نتائج سے کہیں زیادہ ہوتی ہے۔ اس سے اشارہ ملتا ہے کہ پوٹاشیم پرمینگنیٹ پانی میں موجود تمام نامیاتی مرکبات کو مؤثر طریقے سے آکسائڈائز کرنے کے قابل نہیں تھا، جس کی وجہ سے یہ سی او ڈی کا تعین کرنے کے لیے نسبتا ناقص آکسائڈائزنگ ایجنٹ بن جاتا ہے۔ اس کے بعد سے، دیگر آکسیڈائزنگ ایجنٹوں جیسے سیرک سلفیٹ، پوٹاشیم آیوڈیٹ، اور پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کو سی او ڈی کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ ان میں سے، پوٹاشیم ڈائکرومیٹ (K2Cr2O7) کو سب سے زیادہ موثر دکھایا گیا ہے: یہ نسبتا سستا، صاف کرنے میں آسان ہے، اور تقریبا تمام نامیاتی مرکبات کو تقریبا مکمل طور پر آکسائڈائز کرنے کے قابل ہے۔ ان طریقوں میں، آکسیڈینٹ کی معلوم اضافی مقدار کے ساتھ ایک مقررہ حجم کا تجزیہ کیے جانے والے محلول کے نمونے میں شامل کیا جاتا ہے۔ ریفلکسنگ ہاضمہ مرحلے کے بعد، نمونے میں نامیاتی مادوں کی ابتدائی حراستی کا حساب نمونے میں باقی آکسیڈینٹ کے ٹائٹریمیٹرک یا سپیکٹروفوٹومیٹرک تعین سے کیا جاتا ہے۔ تمام رنگین پیمائش کے طریقوں کی طرح خالی جگہوں کو بیرونی مواد سے آلودگی پر قابو پانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ بھی دیکھیں کہ پانی کے معیار کی پیمائش کے طور پر بی او ڈی اور سی او ڈی دونوں پر بحث کی گئی ہے۔ حوالہ جات ذرائع بیرونی روابط آئی ایس او 6060: پانی کا معیار-کیمیائی آکسیجن کی طلب کا تعین اینیروبک ہاضمہ کیمیائی سمندری جغرافیہ ماحولیاتی کیمسٹری آبی ماحولیات پانی کے معیار کے اشارے لیمنولوجی