Biokemiallinen hapenkulutus (BOD)on yksi tärkeimmistä indikaattoreista mitata veden orgaanisen aineen kykyä hajottaa biokemiallisesti mikro-organismien toimesta, ja se on myös keskeinen indikaattori arvioitaessa veden itsepuhdistuskykyä ja ympäristöolosuhteita. Teollistumisen kiihtyessä ja väestön lisääntyessä vesiympäristön saastuminen on muuttunut yhä vakavammaksi, ja BOD-ilmaisun kehitys on vähitellen parantunut.
BOD-ilmaisun alkuperä voidaan jäljittää 1700-luvun lopulle, jolloin ihmiset alkoivat kiinnittää huomiota veden laatuun. BOD:lla arvioidaan vedessä olevan orgaanisen jätteen määrää eli mitataan sen laatua mittaamalla vedessä olevien mikro-organismien kykyä hajottaa orgaanista ainetta. Alkuperäinen BOD-määritysmenetelmä oli suhteellisen yksinkertainen, käyttäen säde-inkubaatiomenetelmää, eli vesinäytteet ja mikro-organismit ympättiin erityiseen astiaan viljelyä varten, minkä jälkeen mitattiin liuenneen hapen ero liuoksessa ennen ja jälkeen siirrostuksen. BOD-arvo laskettiin tämän perusteella.
Säteen inkubointimenetelmä on kuitenkin aikaa vievä ja monimutkainen käyttää, joten siinä on monia rajoituksia. 1900-luvun alussa ihmiset alkoivat etsiä kätevämpää ja tarkempaa BOD-määritysmenetelmää. Vuonna 1939 amerikkalainen kemisti Edmonds ehdotti uutta BOD-määritysmenetelmää, jossa käytetään epäorgaanisia typpiaineita inhibiittoreina estämään liuenneen hapen uusiutuminen määritysajan lyhentämiseksi. Tätä menetelmää on käytetty laajalti ja siitä on tullut yksi tärkeimmistä BOD-määrityksen menetelmistä.
Nykyaikaisen tieteen ja teknologian kehittyessä sekä instrumentoinnin kehittyessä BOD-määritysmenetelmää on myös parannettu ja paranneltu edelleen. 1950-luvulla ilmestyi automaattinen BOD-instrumentti. Laite käyttää liuenneen happielektrodia ja lämpötilan säätöjärjestelmää häiriöttömän jatkuvan vesinäytteiden määrityksen saavuttamiseksi, mikä parantaa määrityksen tarkkuutta ja vakautta. 1960-luvulla tietotekniikan kehittyessä ilmestyi tietokoneverkkoon kytketty automaattinen tiedonkeruu- ja -analyysijärjestelmä, joka paransi huomattavasti BOD-määrityksen tehokkuutta ja luotettavuutta.
2000-luvulla BOD-tunnistustekniikka on edistynyt entisestään. Uusia instrumentteja ja analyyttisiä menetelmiä on otettu käyttöön, jotta BOD-määrittelystä tulee nopeampaa ja tarkempaa. Esimerkiksi uudet laitteet, kuten mikrobianalysaattorit ja fluoresenssispektrometrit, voivat toteuttaa vesinäytteiden mikrobitoiminnan ja orgaanisen aineksen pitoisuuden online-seurannan ja -analyysin. Lisäksi biosensoreihin ja immunomääritystekniikkaan perustuvia BOD-ilmaisumenetelmiä on käytetty laajalti. Biosensorit voivat käyttää biologisia materiaaleja ja mikrobientsyymejä orgaanisen aineksen havaitsemiseen, ja niillä on korkea herkkyys ja stabiilisuus. Immunomääritysteknologialla voidaan nopeasti ja tarkasti määrittää tietyn orgaanisen aineksen pitoisuus vesinäytteissä yhdistämällä tiettyjä vasta-aineita.
Viime vuosikymmeninä BOD-ilmaisumenetelmät ovat käyneet läpi kehitysprosessin sädeviljelystä epäorgaanisen typen estomenetelmään ja sitten automatisoituihin laitteisiin ja uusiin instrumentteihin. Tieteen ja teknologian edistymisen ja tutkimuksen syvenemisen myötä BOD-ilmaisutekniikkaa parannetaan ja innovoidaan edelleen. Jatkossa voidaan ennakoida, että ympäristötietoisuuden paranemisen ja viranomaisvaatimusten lisääntymisen myötä BOD-ilmaisuteknologia kehittyy edelleen ja siitä tulee entistä tehokkaampi ja tarkempi vedenlaadun seurantakeino.
Postitusaika: 07.06.2024
