BOD、COD、TOD、TOC

有機物は水中の主な汚染物質の一つなので、常に有機物の含有量を知ることは非常に重要です。しかし、水中の有機物を直接測定することはできません。水中の有機物を酸化し、合計でどのくらいの酸素が使われているかを計算し、逆に水中の有機物の含有量を計算するなど、他の方法が必要です。

微生物を酸化に利用する場合、測定される酸素消費量は生物学的酸素要求量（BOD）と呼ばれます。

化学酸化が使用される場合、測定される酸素消費量は化学的酸素要求量（COD）と呼ばれます。

高温燃焼を使用する場合、測定される酸素消費量は総酸素要求量（TOD）と呼ばれます。

これらは、水処理のさまざまな基準におけるいくつかの一般的な指標です。

酸素消費量で判断する以外にも、もっと直接的な考え方があります。有機物の定義は炭素を含む化合物なので、炭素含有量を測ることで有機物の総量を測ることができます。

これらの炭素は燃焼により二酸化炭素を生成します。二酸化炭素の生成量を測定すれば炭素含有量を計算できます。これは全有機炭素（TOC）と呼ばれ、水中の有機物含有量を間接的に示すこともできます。

BOD、COD、TOD、TOC はすべて水中の有機物含有量を間接的に示すことができますが、測定方法によってそれぞれ限界が決まります。

BOD: 一般的に、測定時間は少なくとも5日間かかります。水に有毒物質が含まれている場合、水中の微生物が中毒になり、検査結果に大きな影響を与えます。

COD: 使用される試薬は二クロム酸カリウムと過マンガン酸カリウムです。下水は事前に前処理する必要があります。COD除去剤の使用は人々の標的になりやすく、不正確な検査結果をもたらします。また、クロム酸は有毒物質であり、二次汚染を引き起こします。

TOD: 測定プロセスでは、ほぼすべての有機物が自然に酸化されますが、酸素は水素、窒素、リン、硫黄とも反応します。水サンプルにこれらの成分が多く含まれている場合、測定結果は間違いなく不正確になります。

TOC：測定には、まず希硫酸を使用して水サンプル中の無機炭素を除去し、次に高温の酸素気流で燃焼させ、最後に赤外線検出器/熱伝導検出器を介して二酸化炭素含有量を検出する必要があります。ただし、このプロセスには非常に精密な機器が必要です。機器の精度が十分でない場合、エラーが発生する可能性があります。

排水指標としてBODとCODを使用するのはなぜですか?

理論的には、排水中の有機物含有量を示すのにTOCを使用するのが最も正確ですが、現在、世界のほとんどの国はBODとCODを使用しています。これは、数十年前に基準が定められたとき、各国の技術レベルが限られており、TOCテストを普及させることができなかったためです。現在ではほとんどの国の技術レベルは達成できますが、BODとCODは数十年にわたって排水指標の基準として使用されており、すべてをTOCに置き換えることは容易ではありません。

現在、多くの国が TOC 標準の使用を推奨しているのはなぜでしょうか?

TOC 指標はもともと水道や工業用水利用の分野で一般的でしたが、現在多くの国がスマート水道システムの開発に力を入れているため、水処理の分野でもよく言及されるようになりました。

スマート水システム開発の第一歩は、オンライン監視を普及させることです。現時点では、CODの測定は非常に不便です。より多くの試薬を準備する必要があるだけでなく、測定結果が出るまでに一定の時間がかかり、二次汚染も引き起こします。

対照的に、TOC は測定時間が短く、精度が高く、二次汚染がなく、検出コストが低いため、高頻度のオンライン監視に適しています。