Marta Dołhan 20.02.2013
Joanna Kasprzyk
Patrycja Kąkol
Grupa:
Środa,
godz. 1015
TEMAT : Podatność związków organicznych na biodegradację.
Cel ćwiczenia
Określenie wybranych związków na biodegradację z wykorzystaniem niespecyficznych wskaźników biodegradacji.
Wykonanie ćwiczenia
Materiały:
pirokatechina 5 cm3
inokulum (osad czynny) 10 cm3
woda do rozcieńczeń
Przeprowadzenie badania
1. Badany związek:
Do zlewki dodano 5 cm3 badanego związku, w tym przypadku była to pirokatechina. Następnie dodano 10 cm3 inokulum w postaci osadu czynnego i dokładnie wymieszano zawartość zlewki, po czym dopełniono do 500 cm3 wodą do rozcieńczeń. Zawartość zlewki rozlano do 5 butelek tlenowych i 4 zamknięto korkiem tak, aby nie powstał w niej pęcherzyk powietrza. Dla próby t=0 oznaczono ilość tlenu rozpuszczonego metodą Winklera. Pozostałe 4 butelki tlenowe odstawiono w temp. pokojowej do inkubacji w szafce. Oznaczenie tlenu prowadzono dla czasów podanych w tabeli z wynikami.
2. Kontrola endogenna:
Kontrolę endogenną wykonano z objętości 10 cm3 inokulum w zlewce i dopełniono wodą do rozcieńczeń do objętości 500 cm3. Oznaczenia tlenu rozpuszczonego wykonano jak w pierwszym punkcie.
Wyniki ćwiczenia
| Próba | czas, min | Objętość Na2S2O3 zużytego do miareczkowania, ml | Stężenie O2, mgO2/dm3 | BZT5, mgO2/dm3 |
|---|---|---|---|---|
| Woda do rozcieńczeń | 0’ | 2,1 | 8,4 | - |
| 30’ | 1,8 | 7,2 | - | |
| 60’ | 1,7 | 6,8 | - | |
| 90’ | 1,4 | 5,6 | - | |
| 120’ | 1,2 | 4,8 | - | |
| Kontrola endogenna | 0’ | 3,1 | 12,4 | - |
| 30’ | 2,3 | 9,2 | 261 | |
| 60’ | 2,1 | 8,4 | 322 | |
| 90’ | 2,2 | 8,8 | 223 | |
| 120’ | 2,1 | 8,4 | 322 | |
| Badana próba (pirokatechina) |
0’ | 3,2 | 12,8 | - |
| 30’ | 2,3 | 9,2 | 201 | |
| 60’ | 2,1 | 8,4 | 242 | |
| 90’ | 1,7 | 6,8 | 309 | |
| 120’ | 1,4 | 5,6 | 364 |
Obliczenia:
Teoretyczne zapotrzebowanie tlenu dla pirokatechiny (CxHyOz)
$$TZT = \frac{x + \left( \frac{y}{4} \right) - \left( \frac{z}{2} \right)}{M} = \frac{6 + \left( \frac{6}{4} \right) - \left( \frac{2}{2} \right)}{122} = 0,53\ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$$
gdzie:
M- masa cząsteczkowa związku
Zawartość tlenu rozpuszczonego
$$C_{O_{2}} = 0,2 \bullet a \bullet \frac{1000}{V}\text{\ \ \ \ \ \ mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$$
Woda do rozcieńczeń:
0’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 2,1 \bullet \frac{1000}{50} = 8,4\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
30’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 1,8 \bullet \frac{1000}{50} = 7,2\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
60’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 1,7 \bullet \frac{1000}{50} = 6,8\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
90’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 1,4 \bullet \frac{1000}{50} = 5,6\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
120’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 1,2 \bullet \frac{1000}{50} = 4,8\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
Kontrola endogenna:
0’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 3,1 \bullet \frac{1000}{50} = 12,4\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
30’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 2,3 \bullet \frac{1000}{50} = 9,2\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
60’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 2,1 \bullet \frac{1000}{50} = 8,4\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
90’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 2,2 \bullet \frac{1000}{50} = 8,8\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
120’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 2,1 \bullet \frac{1000}{50} = 8,4\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
Badana próba (pirokatechina):
0’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 3,2 \bullet \frac{1000}{50} = 12,8\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
30’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 2,3 \bullet \frac{1000}{50} = 9,2\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
60’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 2,1 \bullet \frac{1000}{50} = 8,4\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
90’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 1,7 \bullet \frac{1000}{50} = 6,8\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
120’ $C_{O_{2}} = 0,2 \bullet 1,4 \bullet \frac{1000}{50} = 5,6\ \ \ \ \ \ mgO_{2}/\text{dm}^{3}$
Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu
$$BZT = \left\lbrack \left( a - b \right) - \frac{\left( c - d \right) \bullet M}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{M}\text{\ \ \ \ \ }\text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$$
Kontrola endogenna:
0’ $BZT = \left\lbrack \left( 12,4 - 12,4 \right) - \frac{\left( 8,4 - 8,4 \right) \bullet 490}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{10} = 0\ \ \ \ \text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$
30’ $BZT = \left\lbrack \left( 12,4 - 9,2 \right) - \frac{\left( 8,4 - 7,2 \right) \bullet 490}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{10} = 261\ \ \ \ \ \text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$
60’ $BZT = \left\lbrack \left( 12,4 - 8,4 \right) - \frac{\left( 8,4 - 6,8 \right) \bullet 490}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{10} = \ 322\ \ \ \ \ \text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$
90’ $BZT = \left\lbrack \left( 12,4 - 8,8 \right) - \frac{\left( 8,4 - 5,6 \right) \bullet 490}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{10} = 223\ \ \ \ \ \text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$
120’ $BZT = \left\lbrack \left( 12,4 - 8,4 \right) - \frac{\left( 8,4 - 4,8 \right) \bullet 490}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{10} = 322\ \ \ \ \ \text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$
Badana próba:
0’ $BZT = \left\lbrack \left( 12,8 - 12,8 \right) - \frac{\left( 8,4 - 8,4 \right) \bullet 485}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{15} = 0\ \ \ \ \ \text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$
30’ $BZT = \left\lbrack \left( 12,8 - 9,2 \right) - \frac{\left( 8,4 - 7,2 \right) \bullet 485}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{15} = 201\ \ \ \ \ \text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$
60’ $BZT = \left\lbrack \left( 12,8 - 8,4 \right) - \frac{\left( 8,4 - 6,8 \right) \bullet 485}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{15} = 242\ \ \ \ \ \text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$
90’ $BZT = \left\lbrack \left( 12,8 - 6,8 \right) - \frac{\left( 8,4 - 5,6 \right) \bullet 485}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{15} = 309\ \ \ \ \ \text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}$
120’ $BZT = \left\lbrack \left( 12,8 - 5,6 \right) - \frac{\left( 8,4 - 4,8 \right) \bullet 485}{1000} \right\rbrack \bullet \frac{1000}{15} = 364\ \ \ \ \ \text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}\text{\ \ \ }$
Krzywa biodegradacji
Wnioski:
Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu jest wykorzystywane do określenia stopnia zanieczyszczenia badanej próby związkami chemicznymi. Analizie poddano podatność związków organicznych na biodegradację. Wykorzystano do tego pirokatechinę, która należy do grupy fenoli, posiada właściwości dezynfekcyjne więc jest zabójcza dla mikroorganizmów, powoduje denaturację białek i dezaktywację niektórych enzymów odpowiedzialnych za biodegradację. Jednak w przeprowadzonej analizie ilość pirokatechiny była na tyle mała, że umożliwiło to w jakimś stopniu biodegradację. Jak widać w badanej próbie biochemiczne zapotrzebowanie tlenu jest większe niż w kontroli endogennej, co oznacza, że pirokatechina działa hamująco na procesy biodegradacji.