NBR 12614 de 1992 - Determinação da demanda bioquímica de oxigênio (DBO) em água pelo métodode de incubação

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Nbr 12614
Engenharia Civil
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
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Palavras-chave: Água. Oxigênio. DBO 5 páginas
Águas - Determinação da demanda
bioquímica de oxigênio (DBO) - Método
de incubação (20°C, cinco dias)
NBR 12614MAIO/1992
Origem: Projeto 01:602.04-003/87
CEET - Comissão de Estudo Especial Temporária de Meio Ambiente
CE-01:602..04 - Comissão de Estudo de Análises Orgânicas
NBR 12614 - Biochemical oxygen demand determination incubation method
(20°C, five days) - Method of test
Descriptors: Water. Biochemical. Oxygen demand
Método de ensaio
SUMÁRIO
1 Objetivo
2 Documentos complementares
3 Definição
4 Aparelhagem
5 Execução do ensaio
6 Resultados
1 Objetivo
Esta Norma prescreve o método de determinação da de-
manda bioquímica de oxigênio (DBO) em amostras de co-
leções líquidas em geral, efluentes domésticos e indus-
triais, lodos e água de mar.
2 Documentos complementares
Na aplicação desta Norma é necessário consultar:
NBR 9898 - Preservação e técnicas de amostragem
de efluentes líquidos e corpos receptores - Proce-
dimento
NBR 10357 - Águas - Determinação da demanda
química e oxigênio (DQO) - Métodos de refluxo aber-
to, refluxo fechado-titulométrico e refluxo fechado-
colorimétrico - Método de ensaio
NBR 10559 - Águas - Determinação de oxigênio dis-
solvido - Método iodométrico de Winkler e suas mo-
dificações - Método de ensaio
NBR 10664 - Águas - Determinação de resíduos (só-
lidos) - Método gravimétrico - Método de ensaio
NBR 11958 - Águas - Determinação de oxigênio dis-
solvido - Método do eletrodo de membrana - Método
de ensaio
3 Definição
Para os efeitos desta Norma é adotada a definição de 3.1.
3.1 Demanda bioquímica de oxigênio (DBO)
Quantidade de oxigênio necessária para a oxidação bio-
lógica e química das substâncias oxidáveis contidas na
amostra, nas condições do ensaio.
4 Aparelhagem
Na aplicação deste método é utilizada a seguinte apare-
lhagem:
a) incubadora a ar ou um banho de água termostati-
zada (20 ± 1)°C, sem luz;
b) frascos de DBO de vidro de borossilicato, boca es-
treita, volume 250 mL - 300 mL, tampa esmeri-
lhada, com “selo d’água”;
c) provetas de 1000 mL, com tampa;
d) béquer de 500 mL, 1000 mL e 2000 mL;
e) pipetas volumétricas, capacidades diversas;
f) balões volumétricos, capacidades diversas.
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2 NBR 12614/1992
5 Execução do ensaio
5.1 Reagentes e soluções
5.1.1 Água destilada
Contendo menos que 0,01 mg/L de cobre, isenta de clo-
ro, cloraminas, alcalinidade de hidróxidos, matéria orgâ-
nica e ácidos.
Nota: Alternativamente, usar água deionizada.
5.1.2 Solução-tampão de fosfatos
Dissolver 8,5 g de fosfato monobásico de potássio p.a.
(KH
2
PO
4
); 21,75 g de fosfato dibásico de potássio p.a.
(K
2
HPO
4
); 33,4 de fosfato dibásico de sódio heptaidrata-
do p.a. (Na
2
HPO
4
.7H
2
O); e 1,7 g de cloreto de amônio p.a.
(NH
4
Cl) em 500 mL de água destilada. Diluir a 1000 mL. O
pH da solução deve ser 7,2 sem ajuste.
5.1.3 Solução de sulfato de magnésio
Dissolver 22,5 g de sulfato de magnésio heptaidratado p.a.
(MgSO
4
.7H
2
O) em água destilada e diluir a 1000 mL.
5.1.4 Solução de cloreto de cálcio
Dissolver 27,5 g de cloreto de cálcio p.a. (CaCl
2
), em água
destilada, e diluir a 1000 mL.
5.1.5 Solução de cloreto férrico
Dissolver 0,25 g de cloreto férrico hexaidratado p.a.
(FeCl
3
.6H
2
O), em água destilada, e diluir a 1000 mL.
Nota: Desprezar as soluções anteriormente mencionadas, as-
sim que for observada qualquer alteração, especialmente
sinais de desenvolvimento biológico.
5.1.6 Solução de hidróxido de sódio 1 N
Dissolver 40 g de hidróxido de sódio p.a. (NaOH), em água
destilada isenta de gás carbônico (CO
2
), e diluir a 1000 mL.
Guardar em frasco de polietileno ou em frasco de vidro
borossilicato com rolha de borracha.
5.1.7 Solução de ácido sulfúrico 1 N
Diluir 28 mL de ácido sulfúrico concentrado p.a. (H
2
SO
4
) a
1000 mL, com água destilada.
5.1.8 Solução de sulfito de sódio 0,025 N
Dissolver 1,575 g de sulfito de sódio p.a. (Na
2
SO
3
) em
1000 mL de água destilada. Preparar diariamente. (1 mL
desta solução elimina 0,5 mg de cloro residual.)
5.1.9 Solução de ácido glutâmico-glicose
Secar aproximadamente 200 mg de glicose p.a. e 200 mg
de ácido glutâmico p.a. em estufa a 103°C por 1 h. Pesar
150 mg de glicose e 150 mg de ácido glutâmico, dissolver
em água destilada e diluir a 1000 mL. Preparar imediata-
mente antes do uso.
Nota: Esta solução apresenta uma DBO teórica de aproxima-
damente 200 mg O
2
/L.
5.1.10 Inibidor de nitrificação 2-cloro-6 (triclorometil) piridina
5.1.11 Água de diluição sem semente
Estocar a água destilada a 20°C no escuro, em recipiente
de vidro com tampa de algodão, por 24 h, para saturá-la
de oxigênio; no momento do uso, adicionar 1 mL de cada
uma das soluções-tampão de fosfatos (5.1.2), sulfato de
magnésio (5.1.3), cloreto de cálcio (5.1.4) e cloreto férrico
(5.1.5) por litro de água destilada. Estocar a (20 ± 1)°C. A
água de diluição sem semente não deve consumir mais
que 0,2 mg O
2
/L num período de incubação de cinco dias.
Nota: Alternativamente, saturar de oxigênio a água destilada
por aeração com ar comprimido limpo (pode-se usar bom-
ba de ar do tipo da usada para aquário). Aguardar aproxi-
madamente 30 min para evitar o uso de água supersatu-
rada de oxigênio.
5.1.12 Água de diluição com semente
Preparar a água de diluição conforme 5.1.11. No momen-
to do uso, adicionar uma quantidade adequada de se-
mente (5.1.13) à água de diluição, de modo que a DBO da
água de diluição com semente seja da ordem de 0,6 mg
O
2
/L a 1,0 mg O
2
/L.
Nota: A quantidade de semente a ser adicionada à água de di-
luição pode ser determinada através de:
P = ; V = 10 P
Onde:
A = demanda química de oxigênio (DQO) da semente,
mg O
2
/L, conforme NBR 10357
P = % de semente na água de diluição
V = volume da semente (mL) a acrescentar a 1 L de água
de diluição
5.1.13 Semente
A finalidade da semente é introduzir uma população bio-
lógica capaz de oxidar a matéria orgânica biodegradável
da amostra. Na presença de microorganismos na amos-
tra, como no caso de esgotos, água de superfície e alguns
efluentes não-clorados, não é preciso empregar semen-
te. Na ausência ou presença de pequenas quantidades de
microorganismos na amostra, em virtude da temperatura
elevada, altas diluições, condições extremas de pH e
efluentes industriais não-tratados, é preciso empregar se-
mente.
Nota: A sememte deve ser testada quanto à sua atividade
com uma diluição a 2% da solução de ácido glutâmico-
glicose (5.1.9). Caso a DBO do teste não esteja entre
(200 ± 37)mg O
2
/L, rejeitar qualquer resultado analítico ob-
tido com esta semente e água de diluição. Verificar as
causas.
5.1.13.1 O material de preferência empregado como se-
mente é o efluente do sistema de tratamento biológico da
amostra a analisar, sem desinfecção. A semente deve ser
aclimatada a 20°C.
Nota: Alternativamente, poderá se obter semente da água re-
ceptora, preferencialmente 3 km a 8 km a jusante do lan-
çamento.
60
A
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5.1.13.2 Na impossibilidade de se utilizar o recomendado
em 5.1.13.1, usar esgoto doméstico, decantado no míni-
mo por 1 h e no máximo por 36 h a 20°C. A semente de-
ve ser livre de partículas em suspensão. Se necessário, fil-
trar em algodão.
Nota: Alternativamente, usar como semente uma suspensão de
solo rico em material orgânico ou lodo ativado.
5.1.13.3 Quando o material orgânico presente na amostra
não é facilmente oxidável pelos microorganismos do es-
goto doméstico, utilizar semente adaptável em labora-
tório, procedendo da seguinte forma:
a) colocar aproximadamente 10L de esgoto sanitário
bruto em cuba de vidro e fazer aeração com siste-
ma de agitação mecânica durante cinco dias, mu-
dando a cada dia 50% do volume do esgoto aera-
do, após decantação de 1h. O lodo resultante des-
ta operação encontra-se ativado. O pH do líquido
equalizado situa-se entre 7,6 e 8,6;
b) completados os cinco dias de aeração, deixar o lí-
quido decantar e retirar todo o sobrenadante, per-
manecendo o lodo no fundo da cuba de aeração;
c) completar o volume original com uma mistura de
70% de esgoto sanitário bruto e 30% da amostra a
analisar, a qual teve o seu pH ajustado para 7,0.
Fazer aeração durante três dias;
d) após este período, um terço do líquido equalizado
é esgotado e o restante deixado decantar por 1h.
Retirar o líquido sobrenadante, permanecendo o
lodo ativado no fundo da cuba. A unidade é rein-
tegrada ao volume original pela adição de uma
mistura de 50% de esgoto sanitário e 50% da
amostra a analisar. Fazer aeração durante três
dias;
e) esgotar novamente um terço do líquido equaliza-
do e o restante decantar por 1h. Retirar o líquido
sobrenadante, permanecendo o lodo ativado no
fundo da cuba de aeração. Reintegrar ao volume
original adicionando uma mistura de 30% de esgo-
to sanitário bruto e 70% da amostra a analisar.
Fazer aeração durante cinco dias;
f) ao final deste período, a semente esta pronta pa-
ra uso (líquido equalizado), normalmente possuindo
as seguintes características:
DQO - 60 mg O
2
/L a 150 mg O
2
/L
DBO - 30 mg O
2
/L a 100 mg O
2
/L
g) o exame biológico deve indicar a presença de nú-
mero considerável de protozoários (ciliados fixos);
h) para conservar a semente, retirar de cinco em
cinco dias um terço da semente aerada equaliza-
da e recolocar na cuba um volume igual ao retira-
do de uma mistura de 70% da amostra a ser ana-
lisada (com ph ajustado para 7,0) e 30% de esgo-
to sanitário bruto. A aeração deverá ser contínua;
i) outro processo de conservação da semente con-
siste no congelamento desta. Este congelamento
deve ser feito a -20°C no período máximo de 30 min,
e a amostra deverá ser acondicionada em vários
frascos, com volumes próximos daqueles que se-
rão utilizados na análise da DBO, pois descongela-
mentos sucessivos ocasionam queda no título da
semente. A semente conservada pelo processo de
congelamento poderá necessitar de reaclimatação
através de aeração, podendo ser utilizada por um
período máximo de seis meses.
5.2 Princípio do método
A demanda bioquímica de oxigênio é um teste empírico
que corresponde à diferença entre as concentrações de
oxigênio no início e no fim do período de incubação, em
condições específicas do ensaio. A temperatura de incu-
bação é padronizada em 20°C e o tempo de incubação em
cinco dias. Admite-se que nestas condições 80% da ma-
téria orgânica carbonada já estejam mineralizados e co-
meçando a nitrificação. Uma oxidação total, em geral, le-
va cerca de 20 dias.
5.3 Interferentes
5.3.1 Substâncias inorgânicas redutoras, como sulfeto e
ferro ferroso, ocasionam erros positivos.
5.3.2 O pH da amostra interfere no comportamento dos
microorganismos, devendo permanecer entre 6,5 e 7,5.
5.3.3 Elevadas quantidades de algas ocasionam erros
positivos.
5.3.4 O cloro que interfere no desenvolvimento dos micro-
organismos da amostra deve ser eliminado através da
adição de solução de sulfito de sódio (5.1.8).
5.3.5 Amostras supersaturadas de oxigênio contendo mais
de 9 mg O
2
/L a 20°C podem apresentar perda de oxigênio
durante a incubação. Reduzir o teor de oxigênio à satura-
ção pela agitação da amostra.
5.3.6 A presença de microorganismos capazes de oxidar a
matéria nitrogenada, no período de cinco dias, aumenta o
resultado final. Para evitar esta interferência, adicionar
3,333mg do inibidor de nitrificação (5.1.10) a cada frasco
de incubação.
Nota: Alternativamente, adicionar 10mg do inibidor de nitrifica-
ção (5.1.10) por litro de água de diluição.
5.3.7 Interferem ainda outros fatores dificilmente contro-
láveis, tais como:
a) duração da fase de crescimento dos micro-orga-
nismos;
b) velocidade de utilização do oxigênio pelos interfe-
rentes;
c) atividade e concentração desconhecida dos mi-
croorganismos;
d) presença de tóxicos.
5.4 Procedimento
Existem variações do método, podendo-se adaptá-lo aos
diversos tipos de amostras, a saber:
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4 NBR 12614/1992
a) método A - incubação sem diluição,
- aplica-se a águas superficiais pouco poluídas,
que contêm microorganismos próprios e oxigê-
nio suficiente para que, após cinco dias de in-
cubação, ainda haja oxigênio na amostra;
b) método B - incubação com diluição,
- aplica-se a águas superficiais poluídas, efluen-
tes e águas residuais que têm microorganismos
próprios, mas não oxigênio suficiente para que,
após cinco dias de incubação, ainda haja oxigê-
nio dissolvido na amostra;
c) método C - incubação com diluição e semeadura,
- aplica-se a águas residuais e efluentes que não
possuem microorganismos próprios, nem oxi-
gênio na amostra;
d) método D - suspensão e incubação com diluição e
semeadura,
- aplica-se a lodos.
Nota: Coletar a amostra para determinação da DBO conforme
NBR 9898.
5.4.1 Método A - Incubação sem diluição
5.4.1.1 Ajustar o pH da amostra entre 6,5 e 7,5 e eliminar os
interferentes, se necessário, conforme 5.3.
5.4.1.2 Transferir por sifonação a amostra homogeneiza-
da para dois frascos de DBO, até transbordar, e tampar
com cuidado sem deixar bolhas de ar no interior deles.
5.4.1.3 Após 15 min, determinar a concentração de oxigê-
nio dissolvido OD
i
, em um dos frascos, conforme
NBR 10559 ou NBR 11958.
5.4.1.4 Incubar o outro frasco por (120 ± 2) h a 20°C no
escuro. Em seguida, determinar a concentração de oxi-
gênio dissolvido, OD
5
.
5.4.2 Método B - Incubação com diluição
5.4.2.1 Ajustar o pH da amostra entre 6,5 e 7,5 e eliminar
os interferentes, se necessário, conforme 5.3.
5.4.2.2 Preparar no mínimo quatro diluições adequadas da
amostra, em provetas de 1000 mL, enchendo-as parcial-
mente com água de diluição sem semente (5.1.11). Acres-
centar a cada proveta volume de amostra corresponden-
te, para obterem-se as diluições. Completar a 1000 mL
com água de diluição (5.1.11), homogeneizando sem for-
mação de bolhas de ar.
Nota: Sugestão prática para determinação das diluições ade-
quadas:
P
3
 = ; V
3
 = 10 P
3
P
4
 = 2 P
3
 ; V
4
 = 10 P
4
P
2
 = ; V
2
 = 10 P
2
P
1
 = ; V
1
 = 10 P
1
Onde:
P
1
, P
2
, P
3
 e P
4
= percentagem de amostra da primeira à
quarta proveta, respectivamente
V
1
, V
2
, V
3
 e V
4
= volume (mL) de amostra da primeira à
quarta proveta respectivamente
5.4.2.3 Transferir, por sifonação, a amostra diluída de ca-
da proveta para dois frascos de DBO, até transbordar.
Tampar com cuidado sem deixar bolhas de ar no interior
deles. Obtêm-se então duas séries iguais de diluições da
amostra.
Nota: Alternativamente, preparar as diluições diretamente em
frascos de DBO aferidos, efetuando a correção de volume
no cálculo final.
DBO = (OD
i
 - OD
5
)d
Onde:
OD
i
= oxigênio dissolvido inicial em mg/L, determinado
antes da incubação
OD
5
= oxigênio dissolvido em mg/L, determinado após
cinco dias de incubação a 20°C
d =
5.4.2.4 Após 15 min,determinar a concentração de oxi-
gênio dissolvido, OD
1
, em uma das séries de frascos.
5.4.2.5 Incubar a outra série de frasco por (120 ± 2) h a 20°C
no escuro. Em seguida, determinar a concentração de oxi-
gênio dissolvido, OD
5
.
5.4.2.6 Efetuar um controle da água de diluição sem se-
mente (5.1.11). Encher frascos de DBO e medir a concen-
tração de oxigênio dissolvido de um deles e a do outro
após cinco dias de incubação.
5.4.3 Método C - Incubação com diluição e semeadura
5.4.3.1 Proceder conforme 5.4.2.1 a 5.4.2.5, empregando
água de diluição, com semente (5.1.12).
5.4.3.2 Proceder com a semente conforme 5.4.2.2 a
5.4.2.5.
5.4.4 Método D - Suspensão e incubação com diluição e
semeadura
5.4.4.1 Preparar uma suspensão de quantidade conheci-
da de lodo úmido, aproximadamente 20 g em 1 L de
água destilada.
5.4.4.2 Ajustar o pH da suspensão entre 6,5 e 7,5, se ne-
cessário.
5.4.4.3 Proceder com a suspensão conforme 5.4.2.2 a
5.4.2.5, empregando água de diluição, com semente
(5.1.12).
5.4.4.4 Proceder com a semente conforme 5.4.2.2 a
5.4.2.5.
5.4.4.5 Determinar o teor de resíduo total do lodo. Consul-
tar NBR 10664.
DQO da amostra
P
3
P
4
P
3
P
2
500
volume do frasco de DBO, em mL
volume da amostra utilizado, em mL
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NBR 12614/1992 5
6 Resultados
6.1 Expressão dos resultados
6.1.1 Método A: A expressão do resultado da DBO é:
mg O
2
/L = OD
i
 - OD
5
Onde:
OD
i
= oxigênio dissolvido inicial em mg/L, deter-
minado antes da incubação
OD
5
= oxigênio dissolvido em mg/L, determinado
após cinco dias de incubação a 20°C
6.1.2 Método B: A expressão do resultado da DBO para
cada diluição é:
mg O
2
/L =
Onde:
OD
i
= oxigênio dissolvido inicial em mg/L, deter-
minado antes da incubação
OD
5
= oxigênio dissolvido em mg/L, determinado
após cinco dias de incubação a 20°C
Nota: Escolher, para cálculo do resultado da DBO, aquela dilui-
ção ou a média das diluições que apresentarem um con-
sumo de 40% a 70% da quantidade inicial de oxigênio. As
diluições escolhidas devem apresentar no mínimo 1 mg/L
de oxigênio dissolvido após cinco dias de incubação, e o
consumo mínimo de oxigênio deve ser superior a 2 mg/L.
Para determinar a percentagem de OD consumido, empre-
gar a seguinte fórmula:
% O
2
 consumido =
6.1.3 Método C: A expressão do resultado da DBO para
cada diluição é:
mg O
2
/L =
Onde:
OD
i
= oxigênio dissolvido inicial da amostra em
mg/L, determinado antes da incubação
OD
5
= oxigênio dissolvido da amostra em mg/L, de-
terminado após cinco dias de incubação a
20°C
OD
i
= oxigênio dissolvido inicial da semente em
mg/L, obtido através de diluições adequadas
e medido separadamente para controle
OD
5s
= oxigênio dissolvido da semente em mg/L,
após cinco dias de incubação a 20°C, obti-
do através de diluições adequadas e medi-
do separadamente para controle
p = fração volumétrica da amostra usada para
realizar as diluições
f = relação entre os percentuais de semente
presente na amostra e na semente-controle,
ou seja:
f =
Nota: Para obter o resultado final, observar nota de 6.1.2.
6.1.4 Método D: A expressão do resultado da DBO para
cada diluição é:
mg O
2
/L =
Onde:
OD
i
= oxigênio dissolvido inicial da amostra em
mg/L, determinado antes da incubação
OD
5
= oxigênio dissolvido da amostra em mg/L, de-
terminado após cinco dias de incubação a
20°C
OD
is
= oxigênio dissolvido inicial da semente em
mg/L, obtido através de diluições adequadas
e medido separadamente para controle
OD
5s
= oxigênio dissolvido da semente em m g/L,
após cinco dias de incubação a 20°C, obti-
do através de diluições adequadas e medi-
do separadamente para controle
p = fração volumétrica da amostra usada para
realizar as diluições
f = relação entre os percentuais de semente
presente na amostra e na semente-controle,
ou seja:
f =
Q = quantidade de lodo úmido com que foi
preparada a suspensão, em g/L
T = teor de sólidos do lodo, em g/g
Nota: O resultado é expresso na base seca.
6.2 Precisão e exatidão
6.2.1 Não existe, até a presente data, padrão para se de-
terminar a exatidão do teste de DBO.
6.2.2 Conforme o “Standard Methods of the Examination
of Water and Wastewater”, 16ª edição, num estudo in-
terlaboratorial envolvendo de 86 a 102 laboratórios, foi
analisada DBOs em amostras sintéticas preparadas atra-
vés de uma mistura de 1:1 de ácido glutâmico com glico-
se (5.1.9), numa concentração que varia de 5 mg/L a
340 mg/L. A equação da regressão para média X e para
o desvio-padrão “s” foi:
X = 0 ,665 (quantidade de padrão acondic ionado - 0 ,149)
s = 0,120 (quantidade de padrão adicionado + 1,04)
Para um a m istura de padrão prim ário de 300 m g/L, a m édia
de D BO s fo i 199,4 m g/L com desvio-padrão de 37,0 m g/L.
(OD
i
 - OD
5
) 100
% amostra
(OD
i
 - OD
5
) 100
OD
i
(OD
i
 - OD
5
) - (OD
is
 - OD
5s
) f
p
% semente na amostra
% semente-controle
(OD
i
 - OD
5
) - (OD
is
 - OD
5s
) f
p . Q . T
% semente na amostra
% semente-controle
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