🫧 BSB5 — Biochemischer Sauerstoffbedarf
Bestimmung des Sauerstoffverbrauchs durch Mikroorganismen beim Abbau organischer Substanzen im Wasser über 5 Tage. Ein Schlüsselindikator für organische Verschmutzung.
Übersicht
Der Biochemische Sauerstoffbedarf (BSB5) ist einer der wichtigsten Parameter zur Bestimmung des Grades der organischen Verschmutzung von Wasser und Abwasser. Er gibt die Menge an gelöstem Sauerstoff (in mg O₂/L) an, die von aeroben Mikroorganismen für die biochemische Oxidation organischer Substanzen in einer Wasserprobe während 5 Tagen Inkubation bei 20°C im Dunkeln verbraucht wird.
Der BSB5 ist ein entscheidender Parameter in der Abwasserbehandlungstechnik — er dient zur Dimensionierung von Kläranlagen, zur Überwachung der Effizienz biologischer Prozesse und zur Bewertung der Belebtschlammbelastung. Im Umweltmonitoring ermöglicht er die Bewertung der Auswirkungen von Abwassereinleitungen auf Vorflutern (Flüsse, Seen). Er ist ein Pflichtparameter in wasserrechtlichen Genehmigungen und Abwasserabrechnungen.
Zulässige BSB5-Werte in Polen: Trinkwasser <3 mg O₂/L, gereinigtes Abwasser in Gewässer eingeleitet <25 mg O₂/L (über 10 000 EW), Oberflächengewässer Klasse I <3 mg O₂/L.
Prinzip der Methode
Die Methode beruht auf der Messung der Konzentration des gelösten Sauerstoffs in der Probe vor und nach 5-tägiger Inkubation bei 20±1°C im Dunkeln. Die Probe wird mit belüftetem Verdünnungswasser (sauerstoffgesättigt, mit Mineralsalzen versetzt) in einem Verhältnis verdünnt, das eine Sauerstoffabnahme von 2–5 mg/L nach der Inkubation gewährleistet (mindestens 2 mg/L gelöster Sauerstoff muss verbleiben). Die Zugabe von Allylthioharnstoff (ATH) hemmt die Nitrifikation und eliminiert den Einfluss der Ammoniumstickstoff-Oxidation auf das Ergebnis.
BSB5 = (DO₀ – DO₅) × Verdünnungsfaktor
wobei DO₀ — gelöster Sauerstoff zu Beginn, DO₅ — nach 5 Tagen.
Anwendungen
- Qualitätskontrolle von gereinigtem Abwasser (Einhaltung der wasserrechtlichen Genehmigung)
- Dimensionierung und Betriebskontrolle von Kläranlagen
- Oberflächenwasserüberwachung (Wasserrahmenrichtlinie)
- Trinkwasserqualitätsprüfung
- Kontrolle von Industrieeinleitungen
- Bewertung der biologischen Abbaubarkeit (BSB5/CSB-Verhältnis)
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Messbereich | 0,5–6 000 mg O₂/L (mit Verdünnung) |
| Bestimmungsgrenze | 0,5 mg O₂/L |
| Inkubationstemperatur | 20 ± 1°C |
| Inkubationszeit | 5 Tage ± 4 Stunden |
| Präzision (VK) | 5–15% (konzentrationsabhängig) |
| Erforderliche DO-Abnahme | mind. 2 mg/L, Probe muss mind. 2 mg/L DO behalten |
Norm
- Normnummer
- PN-EN ISO 5815-1:2019-12
- Titel (PL)
- Jakość wody -- Oznaczanie biochemicznego zapotrzebowana tlenu po n dniach (BZTn) -- Część 1: Metoda rozcieńczeń, z dodatkiem materiału zaszczepiającego i allilotiomocznika
- Title (EN)
- Water quality — Determination of biochemical oxygen demand after n days (BODn) — Part 1: Dilution and seeding method with allylthiourea addition
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Verdünnungswasser vorbereiten
Deionisiertes Wasser mind. 1 Stunde belüften (bis Sauerstoffsättigung ~8,5 mg/L bei 20°C). Je 1 mL Phosphat-, MgSO₄-, CaCl₂- und FeCl₃-Lösung pro Liter Wasser zugeben.
2. ATH-Zugabe
Allylthioharnstoff in einer Endkonzentration von 0,5 mg/L zugeben (1 mL der 5 g/L-Lösung pro 10 L Verdünnungswasser) zur Hemmung der Nitrifikation.
3. Impfung
Inokulum zugeben (5–10 mL Rohabwasser pro Liter Verdünnungswasser) oder fertige Impfkultur verwenden. Nicht impfen, wenn die Probe eigene Mikroflora enthält.
4. Verdünnungsauswahl
Basierend auf dem erwarteten BSB5 mind. 3 Verdünnungen vorbereiten. Z. B. für Rohabwasser (BSB ~200 mg/L): 1:50, 1:100, 1:200. Für Oberflächenwasser: unverdünnt oder 1:2.
5. Flaschen füllen
300-mL-Winkler-Flaschen mit verdünnter Probe füllen — ohne Luftblasen. Mit Schliffstopfen verschließen, Wasserverschluss auf den Stopfen aufsetzen. Mindestens 2 Flaschen pro Verdünnung.
6. DO₀-Messung (Tag 0)
In einer Flasche jeder Verdünnung den gelösten Sauerstoff (DO₀) messen. Wert auf 0,1 mg/L genau notieren. DO₀ sollte >7 mg/L betragen.
7. Inkubation
Flaschen im Inkubator bei 20±1°C im Dunkeln aufstellen (Licht hemmt Photosynthese → verfälschte Ergebnisse). 5 Tage ±4 Stunden inkubieren.
8. DO₅-Messung (Tag 5)
Nach 5 Tagen den gelösten Sauerstoff (DO₅) in den verbliebenen Flaschen messen. Sofort nach Entnahme aus dem Inkubator messen — nicht kräftig mischen.
9. Ergebnisvalidierung
Prüfen: DO-Abnahme ≥2 mg/L, Rest-DO ≥2 mg/L, Blindwert (Verdünnungswasser) ΔDO ≤0,2 mg/L. Nicht konforme Ergebnisse verwerfen.
10. Berechnungen
BSB5 = [(DO₀ – DO₅) – (DO₀Blindwert – DO₅Blindwert)] × Verdünnungsfaktor. Ergebnis in mg O₂/L. Mittelwert aus gewählten Verdünnungen berechnen.
11. Qualitätskontrolle
GGA-Standard: BSB5 = 198 ± 30,5 mg O₂/L (zertifizierter Wert). Bei jeder Probencharge durchführen.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| BSB-Inkubator (20±1°C) | WTW TS 606-G/2-i, Binder KB 240, POL-EKO ST 5 | 8 000–25 000 PLN |
| Sauerstoffmessgerät | WTW Oxi 3310, Hach HQ40d, YSI ProODO | 3 000–12 000 PLN |
| BSB-Flaschen 300 mL | Winkler-Flaschen mit Schliffstopfen, DURAN | 30–60 PLN/St. |
| Belüftungssystem | Aquariumkompressor mit Diffusor, Belüftung 1 h | 100–500 PLN |
| Automatische Pipetten | Eppendorf Research Plus 1–10 mL, Brand Transferpette | 800–2 000 PLN |
| Messzylinder | 100, 250, 500, 1000 mL Klasse A | 50–150 PLN/St. |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Allylthioharnstoff (ATH) | 109-57-9 | Nitrifikationshemmer, Lösung 5 g/L, Dosierung 1 mL/L Verdünnungswasser |
| Phosphatpufferlösung | — | KH₂PO₄ (8,5 g) + K₂HPO₄ (21,75 g) + Na₂HPO₄·7H₂O (33,4 g) + NH₄Cl (1,7 g) pro 1 L |
| MgSO₄-Lösung | 7487-88-9 | MgSO₄·7H₂O 22,5 g/L |
| CaCl₂-Lösung | 10043-52-4 | CaCl₂ (wasserfrei) 27,5 g/L |
| FeCl₃-Lösung | 7705-08-0 | FeCl₃·6H₂O 0,25 g/L |
| Impfmaterial (Inokulum) | — | Rohes Abwasser aus der Kläranlage oder Gartenerde — Quelle für Mikroorganismen |
| GGA-Standard | 56-40-6 | Glucose-Glutaminsäure (150 mg/L Glucose + 150 mg/L Glutaminsäure), BSB5 = 198±30,5 mg/L |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Allylthioharnstoff — toxisch, unter dem Abzug verwenden, Nitrilhandschuhe erforderlich
- Abwasserproben — potenziell infektiös, Handschuhe und Gesichtsschutz tragen
- Eisen(III)-chlorid — reizend, Hautkontakt vermeiden
- Laborkittel, Handschuhe und Schutzbrille obligatorisch
- Biologische Abfälle gemäß Laborprotokoll entsorgen