VALUTAZIONE DEL CARICO ORGANICO PER LE ACQUE Il carico organico dell’acqua si compone di una frazione disciolta (Ø < 45 mm) e di una particolata (Ø > 45 mm). Nell’acqua in genere il rapporto tra disciolto e particolato varia da 6:1 a 10:1. Le sostanze organiche disciolte in genere nelle acque dolci si dividono in SOSTANZE UMICHE e SOSTANZE NON UMICHE. Alle prime appartengono: acidi umici, acidi fulvici e umine che sono sostanze complesse, difficilmente degradabili e quindi persistenti. Alle seconde: ZUCCHERI, PEPTIDI, GRASSI, facilmente biodegradabili e quindi poco persistenti. [O2] = P - R ± D BOD = consumo di ossigeno biochimico dovuto alla mineralizzazione della sostanza organica ad opera della flora batterica. A valle di uno scarico di sostanze organiche si osservano fenomeni di DEOSSIGENAZIONE seguiti da fenomeni di RIAREAZIONE (o RIOSSIGENAZIONE). L’andamento della curva di ossigeno prende il nome di CURVA A SACCO.

MISURA DEL BOD 1 – Prelievo campioni d’acqua; 2 – Saturazione con aria o, meglio, con ossigeno; 3 – Incubazione per 5 giorni al buio; 4 – Misura dell’ossigeno residuo; 5 – ODi - OD5gg = BOD5. È possibile DILUIRE in caso di elevate concentrazioni di BOD. – Conviene lavorare in doppio; – attenzione al pH dell’acqua (pH ottimale tra 6,5 e 8,5); – inoculo batterico in caso di scarichi industriali; – tossicità del campione (diluizione ottimale); – i 5 giorni non sono tassativi, ma si può aumentare o diminuire questo tempo.

La RIAREAZIONE o RIOSSIGENAZIONE di un corpo idrico è funzione della Legge di Fick: “La velocità di diffusione di s verso l’asse x, attraverso una superficie q è proporzionale a q ed al grado con cui la concentrazione c cambia nella direzione x”: ds dc = - aq dt dx ds = quantità di sostanza che passa in ciascun punto x attraverso una superficie q nel tempo dt, con gradiente di concentrazione dc dx c = concentrazione in ogni punto x; a = coefficiente di diffusione Da ciò si evince l’importanza della turbolenza sulla velocità di riareazione. Mediante la stima della CURVA A SACCO è possibile definire la concentrazione massima ammissibile nei corpi idrici sia pure con gradi di approssimazione connessi alla stima dei parametri del modello.

Da evidenziare effetti degli scarichi su ossigeno (cala) anidride carbonica (aumenta), ammoniaca (aumenta) nitriti (aumentano solo dopo la produzione di nitriti). Curva del BOD risponde alla formula di PHELPS: y = L (1-10- kt), dove: L = quantità di ossigeno necessaria al tempo zero y = L-Lt = domanda di ossigeno soddisfatta al tempo t Il BOD totale è l’asintoto della funzione. La k = velocità di reazione che è funzione del grado di biodegra-dabilità della sostanza e della presenza della popolazione batterica.

Molti reflui civili hanno una K = 0,1/giorno a 20°C per cui 1-10-01 = 20,6% alla fine del primo giorno. % BOD iniziale tempo rimanente all'inizio pagato durante pagamento (giorni) del giorno il giorno cumulativo 0 100 – 0 1 79,4 20,6 20,6 2 63,0 16,4 37,0 3 50,0 13,0 50,0 4 39,8 10,2 60,2 5 31,6 8,2 68,4 Cioé, dopo 5 giorni è rimasto il 31,6% del BOD iniziale in condizioni normali.

Influenza di uno scarico organico sui contenuti di ossigeno, sui composti dell'azoto e sui sedimenti fluviali.

Andamento della curva dell’ossigeno disciolto (rosso) e di quella della domanda biologica di ossigeno (blu) in corrispondenza di una sorgente inquinante lungo un fiume.