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MANUAL PRÁCTICO DE MICROBIOLOGÍA - Tomo II: Microbiología Ambiental II Manacorda A. M., Álvarez A. S., Pezzullo S. D. & Cuadros D. P. Año 2014

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Capítulo 9

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO) Objetivo

Verificar la DBO de una muestra por el método de electrodo de membrana. Introducción

La DBO es una inferencia de la cantidad de materia orgánica presente en un efluente, medida por medio del consumo de oxígeno por parte de la flora microbiana de la muestra durante el proceso de degradación. La determinación de la DBO es una prueba empírica que se realiza para determinar los requerimientos relativos de oxígeno de las aguas residuales, efluentes y contaminadas. La prueba mide el oxígeno utilizado, durante un período de incubación especifico, para la degradación bioquímica de la materia orgánica (requerimiento de carbono), y el oxígeno utilizado para oxidar materia orgánica, como los sulfuros e ión ferroso. Puede medir también el oxígeno utilizado para oxidar las formas reducidas del nitrógeno (requerimiento de nitrógeno) a menos que se impida la oxidación por medio de un inhibidor.

Técnica para el análisis

Existen muchas variaciones de la determinación de la demanda de oxígeno basadas en los períodos de incubación, entre las cuales se encuentra la DBO5 (de 5 días) que será la que describiremos en el presente trabajo práctico. El método consiste en llenar un frasco, con cierre hermético y tamaño especificado, con la muestra hasta rebosar. Incubarlo a 20 º C durante 5 días, asegurándose de que la muestra tenga bacterias, nutrientes y oxígeno suficiente. El oxígeno disuelto (OD) se mide antes y después de la incubación y la DBO se calcula por medio de la diferencia de la medición inicial y final. Procedimiento Muestra Es conveniente realizar el análisis inmediatamente después de tomada la muestra. De ser imposible (tiempo mayor a 2 horas) se enfriará hasta temperatura próxima a la congelación (4 ºC), durante el menor tiempo posible. Antes de analizar la muestra calentarla hasta los 20 ºC.

Instrumental Frascos de DBO, capacidad 250-300 cm

3.(ver Fig. 1)

Electrodo de membrana (oxímetro). Estufa a 20 ºC sin luz (para evitar la producción de O2 por fotosíntesis).

Reactivos

1. Solución de tampón fosfato. 2. Solución de sulfato de magnesio. 3. Solución de cloruro de calcio. 4. Solución de cloruro férrico. 5. Solución para neutralización (ácido sulfúrico/hidróxido sódico). 6. Solución de sulfito sódico.

Sinonimia: Requerimiento de oxígeno bioquímico (ROB)


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7. Inhibidor de la nitrificación, 2-cloro-6-(tricloro metil) piridina (TCMP). 8. Solución de glucosa-ácido glutámico. 9. Solución de cloruro de amonio.

Preparación del agua de dilución (AD) Se toma 1 ml de tampón fosfato, sulfato de magnesio, cloruro férrico y cloruro de calcio y se diluye en 1 lt. de agua destilada. Antes de preparar el AD debe ponerse a temperatura de 20 ºC. Satúrese con OD agitando en la botella parcialmente llena o aireando con aire filtrado libre de materia orgánica. Alternativamente, almacénese en frascos taponados con algodón durante el tiempo suficiente para que el agua se sature de OD. Debe protegerse la calidad del agua utilizando material de vidrio, tubos o frascos limpios. Muestras control

1. Control del AD: se realiza para comprobar su calidad. La captación de OD en 5 días a 20 ºC no debe ser mayor de 0,1- 0,2 mg/l.

2. Control de glucosa-ácido glutámico: debido a que la prueba de la DBO es un bioensayo sus resultados pueden verse influidos en gran medida por la presencia de sustancias tóxicas o por el uso de un material de siembre de baja calidad.

Siembra Es necesario tener presente una población de microorganismos capaces de oxidar materia orgánica biodegradable de la muestra. Algunas muestras no contienen una población microbiana suficiente, en cuyos casos habrá que sembrar microorganismos en el agua de dilución. Determinar la DBO del material de siembra como para cualquier otra muestra, simiente control. A partir de este valor y de uno conocido de la dilución del material de siembra (en el agua de dilución) se determina la captación de OD de la simiente. Pretratamiento de la muestra

1. Las muestras con alcalinidad cáustica o acidez deberán neutralizarse a un pH entre 6,5 y 7,5. La cantidad de reactivo añadido no debe diluir la muestra más del 0,5 por 100.

2. Si es posible se deben evitar las muestras que contengan cloro residual. En caso de que haya debe eliminarse. En algunas muestras le cloro desaparecerá en el plazo de 1 a 2 horas después de su exposición a la luz. Esto suele ocurrir durante el transporte o manipulación de la muestra. Para las muestras en que el cloro no se disipa en un corto plazo se deberá añadir solución de de sulfito sódico.

3. En las muestras supersaturadas de OD (contienen mas de 9 mg de OD/ lt. a 20 ºC) debe reducirse el OD hasta la saturación a 20 ºC calentando la muestra aproximadamente a esa temperatura en frascos parcialmente llenos mientras se agitan con fuerza o se airean con aire limpio.

4. la temperatura debe ajustarse a 20 ºC +/- 1 ºC antes de hacer las diluciones, 5. Si se desea inhibir la nitrificación deberán añadirse 3 mg a cada frasco de 300 ml antes

de taparlos. Entre las muestras que requieren inhibición de la nitrificación se incluyen los efluentes tratados biológicamente, las muestras sembradas con efluentes tratados biológicamente y las aguas fluviales.

Técnica de dilución Se deben hacer varias diluciones de la muestra preparada para obtener captación de OD en un intervalo de 1 a 2 mg/l después de 5 días. Añadir la cantidad deseada de muestra en el frasco de DBO, luego llenar los frascos con agua de dilución, sembrada si es necesario, de forma que la inserción del tapón desplace todo el aire sin dejar burbujas. Mezclarla bien evitando la entrada de aire. Determinación de OD inicial (ODi) Determinar el OD inmediatamente después de realizar las diluciones con el electrodo, en todas las diluciones de las muestras, los blancos de dilución y, cuando sea apropiado, los controles.


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Blancos de agua de dilución Utilizar un blanco de agua de dilución como un control aproximado de la calidad del agua de dilución no sembrada y de la limpieza de los frascos de incubación. Incubar junta a los demás frascos. Determínese el OD inicial y final. La captación de OD no deberá ser mayor de 0,1-0,2 mg/l.

Incubación Incubar los frascos sellados a 20 ºC +/- 1 ºC durante 5 días. Determinación de OD final (ODf) Pasados los 5 días, determinar el OD nuevamente con el electrodo en todas las las muestras incubadas. Cálculos: Cuando el AD no está sembrada: DBO5 mg/l = D1 – D2/ P Cuando el AD está sembrada: DBO5 mg/l = (D1 – D2 ) - (B1 – B2 ) f / P Cuando: D1 = OD de la muestra diluida inmediatamente después de su preparación, mg/l. D2 = OD de la muestra diluida después de 5 días de incubación a 20 ºC, mg/l. P = fracción volumétrica decimal de la muestra utilizada. B1= OD del control de simiente antes de la incubación, mg/l. B2 =OD del control de simiente después de la incubación, mg/l. f =proporción de la simiente de la muestra diluida con respecto a la del control de simiente = (% de simiente en la muestra diluida) / (% de simiente en el control de simiente). Si se inhibe la nitrificación expresar los resultados como DBOC5

Fig. 1: Frasco de DBO de 300 ml.


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Bibliografía American Public Health Association (APHA), American Water Works Association & Water Pollution Control Federation. 1989. Standard Methods for the examination of Water and Wastewater. 17

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ed. APHA, Washington, D.C.USA. Part 9000.

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