O oxigênio dissolvido refere-se à quantidade de oxigênio dissolvido na água, geralmente registrada como OD, expressa em miligramas de oxigênio por litro de água (mg/L ou ppm). Alguns compostos orgânicos são biodegradados pela ação de bactérias aeróbicas, que consomem o oxigênio dissolvido na água, e este não pode ser reposto a tempo. As bactérias anaeróbicas presentes na água se multiplicam rapidamente, e a matéria orgânica torna a água escura e com mau cheiro devido à decomposição. A quantidade de oxigênio dissolvido na água é um indicador da capacidade de autodepuração do corpo d'água. Quando o oxigênio dissolvido na água é consumido e retorna rapidamente ao estado inicial, isso indica que o corpo d'água possui uma forte capacidade de autodepuração ou que a poluição não é grave. Caso contrário, significa que o corpo d'água está seriamente poluído, com baixa capacidade de autodepuração ou até mesmo sem capacidade de autodepuração. A capacidade de autodepuração está intimamente relacionada à pressão parcial de oxigênio no ar, à pressão atmosférica, à temperatura e à qualidade da água.
1. Aquicultura: para garantir a demanda respiratória de produtos aquáticos, monitoramento em tempo real do teor de oxigênio, alarme automático, oxigenação automática e outras funções.
2. Monitoramento da qualidade da água em corpos d'água naturais: Detectar o grau de poluição e a capacidade de autodepuração da água, e prevenir a poluição biológica, como a eutrofização.
3. Tratamento de esgoto, indicadores de controle: tanque anaeróbico, tanque aeróbico, tanque de aeração e outros indicadores são usados para controlar o efeito do tratamento de água.
4. Controle da corrosão de materiais metálicos em tubulações industriais de abastecimento de água: Geralmente, sensores com faixa de ppb (µg/L) são usados para controlar a tubulação e atingir zero oxigênio, prevenindo a ferrugem. São frequentemente utilizados em usinas de energia e equipamentos de caldeiras.
Atualmente, os medidores de oxigênio dissolvido mais comuns no mercado possuem dois princípios de medição: o método da membrana e o método da fluorescência. Qual é, então, a diferença entre os dois?
1. Método da membrana (também conhecido como método de polarografia, método de pressão constante)
O método de membrana utiliza princípios eletroquímicos. Uma membrana semipermeável é usada para separar o cátodo de platina, o ânodo de prata e o eletrólito do meio externo. Normalmente, o cátodo fica em contato quase direto com essa membrana. O oxigênio difunde-se através da membrana numa proporção proporcional à sua pressão parcial. Quanto maior a pressão parcial de oxigênio, mais oxigênio atravessa a membrana. Quando o oxigênio dissolvido penetra continuamente na membrana e na cavidade, ele é reduzido no cátodo, gerando uma corrente elétrica. Essa corrente é diretamente proporcional à concentração de oxigênio dissolvido. O medidor passa por um processo de amplificação para converter a corrente medida em uma unidade de concentração.
2. Fluorescência
A sonda fluorescente possui uma fonte de luz integrada que emite luz azul e ilumina a camada fluorescente. A substância fluorescente emite luz vermelha após ser excitada. Como as moléculas de oxigênio podem absorver energia (efeito de extinção), o tempo e a intensidade da luz vermelha emitida pela excitação são inversamente proporcionais à concentração de moléculas de oxigênio. Medindo a diferença de fase entre a luz vermelha emitida pela excitação e a luz de referência, e comparando-a com o valor de calibração interno, é possível calcular a concentração de moléculas de oxigênio. Não há consumo de oxigênio durante a medição, os dados são estáveis, o desempenho é confiável e não há interferências.
Vamos analisar isso para todos, do ponto de vista do uso:
1. Ao usar eletrodos polarográficos, aqueça-os por pelo menos 15 a 30 minutos antes da calibração ou medição.
2. Devido ao consumo de oxigênio pelo eletrodo, a concentração de oxigênio na superfície da sonda diminuirá instantaneamente, sendo importante agitar a solução durante a medição! Em outras palavras, como o teor de oxigênio é medido pelo consumo de oxigênio, há um erro sistemático.
3. Devido ao progresso da reação eletroquímica, a concentração do eletrólito é constantemente consumida, sendo necessário adicionar eletrólito regularmente para garantir a concentração adequada. Para evitar a formação de bolhas no eletrólito da membrana, é necessário remover todo o líquido das câmaras durante a instalação do cabeçote da membrana.
4. Após a adição de cada eletrólito, é necessário um novo ciclo de calibração (geralmente calibração do ponto zero em água isenta de oxigênio e calibração da inclinação no ar). Mesmo que se utilize um instrumento com compensação automática de temperatura, é preferível calibrar o eletrodo próximo à temperatura da solução da amostra.
5. Não devem permanecer bolhas na superfície da membrana semipermeável durante o processo de medição, caso contrário, a leitura das bolhas será interpretada como uma amostra saturada de oxigênio. Não é recomendável o uso em tanques de aeração.
6. Devido a razões processuais, a cabeça da membrana é relativamente fina, sendo especialmente suscetível a perfurações em certos meios corrosivos, e possui uma vida útil curta. Trata-se de um item consumível. Caso a membrana seja danificada, deve ser substituída.
Em resumo, o método de membrana apresenta erros de precisão, é propenso a desvios, tem um período de manutenção curto e é mais trabalhoso de operar!
E quanto ao método de fluorescência? Devido ao princípio físico, o oxigênio é usado apenas como catalisador durante o processo de medição, portanto, o processo de medição é basicamente livre de interferências externas! Sondas de alta precisão, que não requerem manutenção e possuem melhor qualidade, podem ficar praticamente sem supervisão por 1 a 2 anos após a instalação. O método de fluorescência realmente não tem desvantagens? Claro que tem!
Data da publicação: 15 de dezembro de 2021