БПК показывает кислородную нагрузку, связанную с доступными для биологических превращений веществами. После попадания органического стока в реку микроорганизмы начинают его перерабатывать и расходуют кислород, которым дышат рыбы и беспозвоночные. Если расход превышает пополнение за счёт газообмена, перемешивания и фотосинтеза, возникает дефицит. Поэтому показатель полезен и для оценки стоков, и для понимания возможного воздействия на водоём.[1]
Что именно измеряет анализ
Наиболее распространён БПК₅: изменение содержания кислорода за пять суток инкубации в темноте при 20 °C. Темнота нужна, чтобы фотосинтез не маскировал потребление кислорода. Результат относится к этой процедуре: пятисуточный опыт не воспроизводит буквально температуру, течение и освещение реки. БПК₅ также не равен полной потребности в кислороде за неограниченное время, поскольку часть веществ разлагается медленнее.[2]
В пробе измеряют растворённый кислород до и после выдерживания. Сильно загрязнённую воду разбавляют, иначе кислород закончится раньше завершения опыта и результат не отразит всю нагрузку. Методика предусматривает контроль разбавляющей воды, а при необходимости — внесение микробного посевного материала и поправку на его собственное потребление. Важны сохранность пробы и отсутствие веществ, подавляющих микроорганизмы. Низкая БПК у токсичного стока может объясняться угнетением тестового сообщества, а не малым количеством загрязнений.[2][3]
Кислород расходуется не только на органический углерод: его требует и окисление восстановленных соединений азота. Если нитрификацию специально подавляют, получают углеродную БПК, обозначаемую CBOD в англоязычных методиках. Поэтому результаты с подавлением нитрификации и без него нельзя считать полностью взаимозаменяемыми. В протоколе значимы время инкубации, температура, обработка пробы и способ учёта азотной составляющей.[3]
Как читать значение БПК
БПК не следует путать с содержанием растворённого кислорода. Значение БПК₅ 30 мг O₂/л не означает, что в исходной воде находилось 30 мг кислорода на литр. Оно может быть рассчитано по расходу в разбавленной пробе. Условно, если доля исходной воды составила 0,1, а потребление после необходимых поправок — 3 мг O₂/л смеси, результат для исходной воды равен 30 мг O₂/л. Такой пример иллюстрирует пересчёт, но не заменяет полную методику.
При оценке сброса важна и масса нагрузки: одинаковая концентрация при десятикратно большем расходе даёт десятикратно больший приток веществ в кислородном эквиваленте. Вместе с тем кислородный режим реки зависит от температуры, скорости течения, глубины, растительности и обмена с атмосферой. Универсальной зависимости «данная БПК означает гибель рыбы» нет. Лабораторный показатель служит исходной характеристикой, которую связывают с условиями водоёма.[1]
БПК и ХПК получают разными процедурами окисления. При сравнении стоков и работы сооружений используют одинаковые варианты методик; отношение двух показателей характеризует конкретный состав воды.