TANIM:
Kimyasal Oksijen İhtiyacı endüstriyel ve evsel atıksuların kirlilik derecesini belirlemede kullanılan önemli bir parametredir.Atıksuların bünyesindeki kuvvetli kimyasal oksitleyiciler ile oksitlenebilen organik maddelerin oksitlenmeleri için gerekli oksitleyici miktarının oksijen eşdeğerini ifade eder.
ANLAM VE ÖNEMİ:
Kimyasal Oksijen İhtiyacı çevre kirlenmesinde en çok kullanılan parametrelerden biridir. Kimyasal Oksijen İhtiyacı esas olarak sulardaki organik madde miktarının başka bir deyişle tüm organik maddelerin toplam miktarının bir göstergesidir. KOİ parametresinin ölçümü çerçevesinde bazı inorganik maddelerin de oksidasyonu dolayısı ile bunların getirdiği bir oksitleyici madde harcaması söz konusudur. Ancak çoğu atıksularda bu girişimi yapacak maddelerin çoğunun konsantrasyonu sınırlı olup bunlardan bazılarının deney öncesi numune alma ve deneye hazırlık sırasında oksidayonu kendiliğinden oluşmaktadır. Bazı maddeler ise daha kararlı olup önemli mertebede girişime yol açarlar. Bu şekilde girişim yapan maddelerin başlıcalarının deney sırasında alınaca önlemler ile girişimler önlenebilmektedir. Yöntem bir kaç istisna dışında tüm organik maddelerin ,kuvvetli oksitleyicilerle asit ortamlarda oksitlenebilecekleri hesasına dayanmaktadır. Oksidasyon ortamında karbonlu organik maddeler CO2 ve H2O ; azotlu organik maddeler ise NH3 e dönüþürler. Ancak yüksek oksidasyon düzeyindeki organik azot nitrata dönüşebilir. Dönüşme denklemi genel bir şekilde aşağıdaki gibidir.
Cn HaObNc + ( n + a . _ b . _ . 3 . c )O2 à n CO2 + ( . a . _ . 3 . c ) H2O + c NH3
4 2 4 2 2
C= . 2 . n + . a . _ . b .
3 6 3
Ölçüm yöntemi bir redoks reaksiyonuna bağlı olduğu için ,elektron transferinin olmadığı reaksiyonlara giren maddelerin KOİ’sinden söz etmek olanaksızdır. Kimyasal Oksijen İhtiyacının aynı amaçla kullanılmakta olan Biyolojik Oksije İhtiyacı tayinine göre en önemli üstünlüğü kısa sürede yürütülüp sonuçlandırılabilmesidir. Biyolojik Oksije İhtiyacının 5 gün sürmesine karışılık KOİ'yi 3 saatte belirleyip değerlendirmek olanak dahilindedir. Ancak KOİ deneyinde biyolojik yollarla ayrışabilen ve ayrışamayan organik maddelerin ayırdedilmesinin olanaksızlığı, bu parametre kullanılırken en çok dikkat edilecek noktadır. Örneğin kağıt endüstrisi atıksularında lignin biyolojik ayrışmaya son derece dirençli bir madde olduğundan çevre sularındaki en azından kısa sürede bir oksijen sarfına yol açmaz ancak KOİ deneyinde, oksijen sarfeden diğer maddelerle birlikte ölçüme girer. Biyolojik olarak kolayca ayrılan maddelerin KOİ değeri, BOİ değerinden büyük olmasına karşın bu değere oldukça yakındır. Biyolojik ayrışmaya dirençli organik maddeleri içeren numunelerde KOİ değeri toplam BOİ'den çok büyük olabilir.
Diğer taraftan KOİ ile biyolojik olarak ayırışabilen maddelerin ayrışma hızları hakkında bir bilgi edinilemez. BOİ deneyi ortamda zehirli maddelerin bulunması halinde yürütülemez. Bu halde organik madde içeriğinin belirlenmesi için KOİ kullanlır. İyi tanımlanmış ve bileşimi zamanla önemli ölçüde değişmeyen atık sularda KOİ ile BOİ arasında bir korelasyon kurulabilir ve bu korelasyon yardımıyla KOİ değerlerinden gidilerek BOİ tahmin edilebilir. KOİ deneyi kısa zamanda sonuç alınması gereken hallerde son derece yararlıdır. Örneğin bir arıtma tesisinde yapılacak kontroller, kanalizason kaçaklarının saptanması gibi hemen alınacak sonuca göre önlem alınması gereken durumlarda yaygýn olarak kullanılır.
Kirletilmiş suların oksijen ihtiyacını ölçmek için çeşitli kimyasal maddeler kullanılagelmiştir. Oksitleyici madde olarak evvelce KMnO4 çözeltileri kullanılmaktaydı. Suyun "permanganat ihtiyacı" olarak bilinen bu parametre günümüzde artık pek kullanılmamaktadır. Bundan başka seyum sülfat,potasyum iyodat gibi oksitleyiciler de kullanılabilmekle beraber, standart KOİ deneyi potasyum dikromatla sudaki organik maddeyi oksitlemek suratiyle yapılır. Bu madde hem yeterince oksitleme gücü, hem saf halde bulunabilirliği ve ucuzluğu ile tercih edilmektedir.
Ancak ( Cr+72O7-2 )= 'nin yağ asitlerini oksitleme gücü yetersiz olup,bu maddelerin suda bulunabileceği durumlarda dikkatli olmak gerekir .Bu gibi durumlarda,ortamda Ag+ iyonlarının bulunması katalitik etki yapmakta ve oksitlenme kolaylaşmaktadır.Bu nedenle KOİ deneyi sırasında Ag2SO4 kullanılır. Bazı aromatik organik maddelerin oksidasyonu ise hiç bir şekilde mümkün olmamaktadır. Dikromat metodunda organik maddelerin %95 ila % 100 nün oksidayona uğradığı teorik olarak kabul edilmektedir. Pridin ve buna bağlı bileşikler oksidayona mukavemet gösterirler ve uçucu organik bileşikler oksidanla temas edecek dereceye kadar oksitlenir. Ya atıksu içinde yada azotlu organik maddelerden dolayı açığa çıkan amonyak ortamda Cl- bulunmazsa oksitlenmez. Ölçüm hesabı, Metod seçimi, Normalite seçimi, Fazla K2Cr2O7'ın Ölçümü, İndikatör, Katalizör, Girişimler, Ortamda bulunan maddelerin oran ve miktarları, şahit numune konuları daha sonra eklenecektir..
Kimyasal Oksijen İhtiyacı endüstriyel ve evsel atıksuların kirlilik derecesini belirlemede kullanılan önemli bir parametredir.Atıksuların bünyesindeki kuvvetli kimyasal oksitleyiciler ile oksitlenebilen organik maddelerin oksitlenmeleri için gerekli oksitleyici miktarının oksijen eşdeğerini ifade eder.
ANLAM VE ÖNEMİ:
Kimyasal Oksijen İhtiyacı çevre kirlenmesinde en çok kullanılan parametrelerden biridir. Kimyasal Oksijen İhtiyacı esas olarak sulardaki organik madde miktarının başka bir deyişle tüm organik maddelerin toplam miktarının bir göstergesidir. KOİ parametresinin ölçümü çerçevesinde bazı inorganik maddelerin de oksidasyonu dolayısı ile bunların getirdiği bir oksitleyici madde harcaması söz konusudur. Ancak çoğu atıksularda bu girişimi yapacak maddelerin çoğunun konsantrasyonu sınırlı olup bunlardan bazılarının deney öncesi numune alma ve deneye hazırlık sırasında oksidayonu kendiliğinden oluşmaktadır. Bazı maddeler ise daha kararlı olup önemli mertebede girişime yol açarlar. Bu şekilde girişim yapan maddelerin başlıcalarının deney sırasında alınaca önlemler ile girişimler önlenebilmektedir. Yöntem bir kaç istisna dışında tüm organik maddelerin ,kuvvetli oksitleyicilerle asit ortamlarda oksitlenebilecekleri hesasına dayanmaktadır. Oksidasyon ortamında karbonlu organik maddeler CO2 ve H2O ; azotlu organik maddeler ise NH3 e dönüþürler. Ancak yüksek oksidasyon düzeyindeki organik azot nitrata dönüşebilir. Dönüşme denklemi genel bir şekilde aşağıdaki gibidir.
Cn HaObNc + ( n + a . _ b . _ . 3 . c )O2 à n CO2 + ( . a . _ . 3 . c ) H2O + c NH3
4 2 4 2 2
C= . 2 . n + . a . _ . b .
3 6 3
Ölçüm yöntemi bir redoks reaksiyonuna bağlı olduğu için ,elektron transferinin olmadığı reaksiyonlara giren maddelerin KOİ’sinden söz etmek olanaksızdır. Kimyasal Oksijen İhtiyacının aynı amaçla kullanılmakta olan Biyolojik Oksije İhtiyacı tayinine göre en önemli üstünlüğü kısa sürede yürütülüp sonuçlandırılabilmesidir. Biyolojik Oksije İhtiyacının 5 gün sürmesine karışılık KOİ'yi 3 saatte belirleyip değerlendirmek olanak dahilindedir. Ancak KOİ deneyinde biyolojik yollarla ayrışabilen ve ayrışamayan organik maddelerin ayırdedilmesinin olanaksızlığı, bu parametre kullanılırken en çok dikkat edilecek noktadır. Örneğin kağıt endüstrisi atıksularında lignin biyolojik ayrışmaya son derece dirençli bir madde olduğundan çevre sularındaki en azından kısa sürede bir oksijen sarfına yol açmaz ancak KOİ deneyinde, oksijen sarfeden diğer maddelerle birlikte ölçüme girer. Biyolojik olarak kolayca ayrılan maddelerin KOİ değeri, BOİ değerinden büyük olmasına karşın bu değere oldukça yakındır. Biyolojik ayrışmaya dirençli organik maddeleri içeren numunelerde KOİ değeri toplam BOİ'den çok büyük olabilir.
Diğer taraftan KOİ ile biyolojik olarak ayırışabilen maddelerin ayrışma hızları hakkında bir bilgi edinilemez. BOİ deneyi ortamda zehirli maddelerin bulunması halinde yürütülemez. Bu halde organik madde içeriğinin belirlenmesi için KOİ kullanlır. İyi tanımlanmış ve bileşimi zamanla önemli ölçüde değişmeyen atık sularda KOİ ile BOİ arasında bir korelasyon kurulabilir ve bu korelasyon yardımıyla KOİ değerlerinden gidilerek BOİ tahmin edilebilir. KOİ deneyi kısa zamanda sonuç alınması gereken hallerde son derece yararlıdır. Örneğin bir arıtma tesisinde yapılacak kontroller, kanalizason kaçaklarının saptanması gibi hemen alınacak sonuca göre önlem alınması gereken durumlarda yaygýn olarak kullanılır.
Kirletilmiş suların oksijen ihtiyacını ölçmek için çeşitli kimyasal maddeler kullanılagelmiştir. Oksitleyici madde olarak evvelce KMnO4 çözeltileri kullanılmaktaydı. Suyun "permanganat ihtiyacı" olarak bilinen bu parametre günümüzde artık pek kullanılmamaktadır. Bundan başka seyum sülfat,potasyum iyodat gibi oksitleyiciler de kullanılabilmekle beraber, standart KOİ deneyi potasyum dikromatla sudaki organik maddeyi oksitlemek suratiyle yapılır. Bu madde hem yeterince oksitleme gücü, hem saf halde bulunabilirliği ve ucuzluğu ile tercih edilmektedir.
Ancak ( Cr+72O7-2 )= 'nin yağ asitlerini oksitleme gücü yetersiz olup,bu maddelerin suda bulunabileceği durumlarda dikkatli olmak gerekir .Bu gibi durumlarda,ortamda Ag+ iyonlarının bulunması katalitik etki yapmakta ve oksitlenme kolaylaşmaktadır.Bu nedenle KOİ deneyi sırasında Ag2SO4 kullanılır. Bazı aromatik organik maddelerin oksidasyonu ise hiç bir şekilde mümkün olmamaktadır. Dikromat metodunda organik maddelerin %95 ila % 100 nün oksidayona uğradığı teorik olarak kabul edilmektedir. Pridin ve buna bağlı bileşikler oksidayona mukavemet gösterirler ve uçucu organik bileşikler oksidanla temas edecek dereceye kadar oksitlenir. Ya atıksu içinde yada azotlu organik maddelerden dolayı açığa çıkan amonyak ortamda Cl- bulunmazsa oksitlenmez. Ölçüm hesabı, Metod seçimi, Normalite seçimi, Fazla K2Cr2O7'ın Ölçümü, İndikatör, Katalizör, Girişimler, Ortamda bulunan maddelerin oran ve miktarları, şahit numune konuları daha sonra eklenecektir..