⚗️ BSB5 in unverdünnten Proben — Messung des gelösten Sauerstoffs vor und nach 5 Tagen Inkubation bei 20 °C (Sauerstoffsonde)

Physikochemie PN-EN 1899-2

Übersicht

PN-EN 1899-2:2002 (übernimmt EN 1899-2:1998, die auf einer modifizierten ISO 5815:1989 beruht) beschreibt die Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs nach n Tagen ohne Verdünnung der Probe; Teil 1 (PN-EN 1899-1:2002) ist das Verfahren mit Verdünnung und Animpfung unter Zusatz von Allylthioharnstoff. Der BSB-Wert ist ein wichtiger Parameter der Wasserwirtschaft: er charakterisiert die Wasserqualität und die Leistungsfähigkeit der biologischen Abwasserreinigung, er wird bei der Planung und Bemessung von Kläranlagen benötigt, und routinemäßig wird er am Zulauf und am Ablauf der Kläranlage bestimmt. Bei den Verfahren nach EN 1899-1 und EN 1899-2 ist der BSB-Wert die Differenz zweier Messungen des gelösten Sauerstoffs, die mit einer Sauerstoffsonde vor und nach einer 5-tägigen Inkubationszeit ausgeführt werden; die Proben müssen 5 Tage bei 20 °C aufbewahrt werden. Die Verordnung des Ministers für Meereswirtschaft und Binnenschifffahrt vom 12. Juli 2019 (Dz.U. 2019 Pos. 1311 — poln. Gesetzblatt) nennt PN-EN 1899-1 und PN-EN 1899-2 als Referenzverfahren für den BSB5 im Abwasser.

Im Lehrbuch der Politechnika Wrocławska (PWr, Technische Universität Wrocław) „Chemia wody. Monitoring i metody oznaczeń" [Wasserchemie. Monitoring und Bestimmungsverfahren] wird die Bestimmung des BSB5 in unverdünntem Wasser nach PN-EN 1899-2:2002 so beschrieben: die Menge des gelösten Sauerstoffs wird vor der fünftägigen Inkubation bei 20 °C und nach deren Ende bestimmt; der BSB5-Wert ist die Differenz, also der Sauerstoff, den die Mikroorganismen für die Mineralisierung der organischen Verbindungen verbraucht haben. Stark verunreinigte Proben (z. B. Abwasser) werden nach Verdünnung mit Verdünnungswasser untersucht (Teil 1). Die Proben werden in saubere Glasflaschen von 120 cm³ mit eingeschliffenem Stopfen genommen und wegen der ablaufenden biochemischen Veränderungen unmittelbar nach der Probenahme bestimmt. Für dieses Verfahren bieten die Hersteller Labor-Sauerstoffmessgeräte mit einem BSBn-Programm und selbstrührende Sauerstoffsonden für die Flaschen sowie Thermostatschränke an (20 °C ± 0,5 K); in der respirometrischen Erweiterung des Verfahrens für unverdünnte Proben wird der Sauerstoffverbrauch über den Druckabfall in der geschlossenen Flasche gemessen.

Prinzip der Methode

Zwei Flaschen mit einem Fassungsvermögen von 120 cm³ mit eingeschliffenem Stopfen werden mit dem zu untersuchenden Wasser gefüllt, das über einen Heber vom Boden der Flasche bis zur Mitte des Halses eingeleitet wird, sodass nach dem Verschließen mit dem Stopfen keine Luftblase entsteht. In der einen Flasche wird der gelöste Sauerstoff sofort bestimmt, die andere wird für fünf Tage beiseitegestellt und bei 20 °C thermostatiert. Nach der Inkubation wird der Sauerstoff bestimmt — sein Gehalt sollte nicht unter 2 mg/dm³ liegen. Der BSB5 (mg O₂/dm³) ist die Differenz der Sauerstoffkonzentrationen vor und nach der Inkubation; der Sauerstoff wird mit einer Sauerstoffsonde gemessen (elektrochemisches Verfahren, z. B. mit einer selbstrührenden Sonde in der Flasche) oder mit chemischen Verfahren. Übersteigt der erwartete BSB-Wert den verfügbaren Sauerstoffvorrat, wird die Probe nach Teil 1 der Norm mit Verdünnungswasser verdünnt (destilliertes Wasser mit Phosphatpuffer, Magnesiumsulfat, Calciumchlorid und Eisen(III)-chlorid; der pH-Wert der Probe wird mit einer Lösung von 0,5 mol/dm³ Schwefelsäure oder 1 mol/dm³ Natriumhydroxid auf 7,2 eingestellt); das Ergebnis wird dann unter Berücksichtigung des Sauerstoffverbrauchs des Verdünnungswassers selbst berechnet: BSB5 = [(a − b) − (c − d)·M/1000]·1000/m, wobei a, b der Sauerstoff in der verdünnten Probe vor und nach der Inkubation sind, c, d der Sauerstoff im Verdünnungswasser vor und nach der Inkubation, M die Menge des Verdünnungswassers und m die Menge des zu untersuchenden Wassers in 1 dm³ der Verdünnung.

Anwendungen

• Gereinigtes Abwasser am Ablauf der Kläranlage und Oberflächenwasser mit niedrigem BSB — Proben ohne Verdünnung
• Kontrolle der Leistungsfähigkeit der biologischen Abwasserreinigung (Zulauf/Ablauf) — Referenzverfahren nach der Verordnung von 2019 (Dz.U. 2019 Pos. 1311)
• Planung und Bemessung von Anlagen zur Abwasserreinigung (organische Fracht)
• Laboratorien von Wasserwerken und Kläranlagen — Messung mit einer Sauerstoffsonde mit BSBn-Programm und Inkubation im Thermostatschrank bei 20 °C
• Stark verunreinigte Proben — nach Verdünnung mit Verdünnungswasser (Verfahren nach Teil 1 der Norm)

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN 1899-2:2002 (EN 1899-2:1998; ISO 5815:1989 MOD)

Titel (PL)

Jakość wody — Oznaczanie biochemicznego zapotrzebowania tlenu po n dniach (BZTn) — Część 2: Metoda do próbek nierozcieńczonych

Title (EN)

Water quality — Determination of biochemical oxygen demand after n days (BODn) — Part 2: Method for undiluted samples

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Probenahme

   Nimm die Probe in saubere Glasflaschen von 120 cm³ mit eingeschliffenem Stopfen; führe die Bestimmung unmittelbar nach der Probenahme aus.

2. Füllen der Flaschen

   Fülle zwei Flaschen über einen Heber mit dem zu untersuchenden Wasser, indem du es vom Boden her bis zur Mitte des Halses einleitest, sodass nach dem Verschließen mit dem Stopfen keine Luftblase entsteht.

3. Anfangssauerstoff

   Bestimme in der ersten Flasche den gelösten Sauerstoff sofort (mit einer Sauerstoffsonde oder chemisch).

4. Inkubation

   Stelle die zweite Flasche für fünf Tage in einen Thermostatschrank bei 20 °C.

5. Sauerstoff nach der Inkubation

   Bestimme nach 5 Tagen den Sauerstoff; sein Gehalt sollte nicht unter 2 mg/dm³ liegen — andernfalls wiederhole die Bestimmung mit Verdünnung (Teil 1).

6. Berechnung

   BSB5 = Sauerstoff vor der Inkubation − Sauerstoff nach der Inkubation (mg O₂/dm³); wende bei verdünnten Proben die Formel mit der Korrektur für das Verdünnungswasser an. Gib das Ergebnis auf eine Dezimalstelle gerundet an.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Rohabwasser kann Krankheitserreger enthalten — Handschuhe, Händewaschen, Desinfektion der Glasgeräte
• Schwefelsäure und Natriumhydroxid zur pH-Einstellung — Schutzbrille und Handschuhe
• Bis zum Stopfen gefüllte Glasflaschen — Vorsicht beim Verschließen (Bruch)

Häufige Fragen