생화학적 산소 요구량

生化學的酸素要求量 / '''B'''iochemical '''O'''xygen '''D'''emand

1. 개요

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미생물이 수용액 내에 존재하는 유기물을 분해하기 위해 필요로 하는 산소량을 의미한다.

2. 의미

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수용액에 존재하는 호기성 박테리아가 20°C에서 5일 동안 유기물을 분해하여 물을 정화시키는 데 필요한 산소량을 ppm으로 나타낸 것이다. 이처럼 BOD가 물 속에 녹아있는 유기물을 분해하는 데 필요한 산소량이기 때문에 물의 오염도를 나타내는 척도가 될 수 있다. 즉, BOD가 높을수록 유기물이 다량으로 존재하는 오염된 물이라는 의미. 실제로 측정값이 5ppm을 넘어선 경우 자기정화능력을 상실했다고 판단한다.

3. 측정방법

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1. 수중의 용존산소량(DO)을 측정한다.
2. 호기성 박테리아를 수중에 가한 후 20°C의 암실[1]에서 5일 동안 보관한다.
3. DO를 측정하고, 1의 DO에서 값을 제하여 BOD를 구한다.

$$ BOD = DO_0 - DO_5 $$
DO₀: 초기 용존산소량, DO₅: 5일 경과 후의 용존산소량
수용액 내에 유기물이 많은 경우 박테리아에 의해 소모되는 산소량이 높아지므로, DO₅ 값이 작아져 높은 BOD가 나타난다.

3.1. 탄소성 생화학적 산소 요구량

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탄소 BOD(Carbonaceous Biochemical Oxygen Demand, cBOD). 수용액 내에 질산화 작용 억제제를 첨가하여 탄소에 의한 BOD 값만을 구한 것이다.

3.2. 마노미터법

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암모니아 산화를 억제하여 탄소에 의한 산소 소비량만을 측정하는 방법이다. 압력계가 있는 밀폐 용기에서 진행되며, 압력의 변화를 통해 산소량을 역산하는 방법을 취한다.
암모니아 산화가 억제되는 환경에서 박테리아의 산소 소비는 이산화탄소의 방출로 이어지는데, 이 때 발생한 이산화탄소는 쉽게 수중으로 녹아들기 때문에 압력강하가 발생한다. 이 압력 변화를 통해 산소 소모량을 알아내는 것.

4. 한계

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4.1. 측정범위

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수용액 내의 유기물의 분해를 측정하는 것이 화학적 산소 요구량(COD)과 유사하지만, COD가 화학적 산화가 가능한 모든 물질을 측정할 수 있는 것에 비해 BOD는 생분해가 가능한 유기물만 측정이 가능하다.

4.2. 활성억제

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학부 실험에서 사용하는 교육용 시료가 아닌 산업폐수나 하수처리 후의 물과 같은 실제 시료의 경우 미생물의 성장이나 활동을 방해하는 물질을 포함하고 있는 경우가 많다. 이러한 경우 미생물의 활성이 떨어지기 때문에 BOD의 값이 실제보다 낮게 나타난다.

4.3. 재현성

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재현성이 많이 떨어지는 편이다. 동일한 조건 하에서 실험을 진행하더라도 10% 이상의 오차가 빈번하게 발생한다. 실험과정이 극히 간단한 것에 비하면 낮은 재현성을 보이는 셈.

5. 하천의 수질 등급 판정기준

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'''수질'''	'''BOD/COD(x)'''	'''비고'''
'''1급수'''	x ≤ 1ppm	가장 맑고 깨끗한 물로 냄새가 나지 않고, 그냥 마실 수 있다. 물이 투명하고 맑다.
'''2급수'''	1ppm < x ≤ 3ppm	물에서 냄새가 나지 않으며, 별도의 처리과정 후에 마실 수 있다. 수영이나 목욕을 할 수 있다. 1급수처럼 물이 투명하다.
'''3급수'''	3ppm < x ≤ 6ppm	황갈색의 탁한 물로 물에서 흙 섞인듯한 냄새가 난다. 물이 투명하지 않다.
'''4급수'''	6ppm < x ≤ 8ppm	상당히 오염된 물이며, 대부분의 물고기가 살 수 없다.
'''5급수'''	8ppm < x ≤ 10ppm	매우 오염된 물이다. 사람이 오랫동안 접하면 피부병을 유발시킬 수 있다.
''' 급수 외'''	x > 10ppm	악취가 나며, 정화가 불가능한 가장 더러운 물이다. 때때로 '6급수'라고도 한다.

6. 관련 문서

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• 용존산소량
• 화학적 산소 요구량

[1] 광합성에 의해 발생할 수 있는 요인들을 통제하기 위함이다.