Was ist der BSB5 ?

Der BSB5 gibt an, wieviel Sauerstoff in 5 Tagen in 1 Liter einer, mit geeigneten Bakterien angeimpften,wäßrigen Probe von diesen Bakterien veratmet wurden. Dies geschieht bei einer konstanten Temperatur von 20 °C . Der Grund für den Sauerstoffverbrauch der Bakterien liegt in dem Abbau der in der Probe gelöst vorliegenden, abbaufähigen Inhaltsstoffe. Da in Abwasser die Konzentration der Inhaltsstoffe meist hoch ist, werden diese Proben für die Bestimmung verdünnt. Diese Art des BSB heißt daher Verdünnungs - BSB .

Wozu dient der BSB5 ?

Dieser Wert ist ein wichtiger Parameter zur Beurteilung des Grades der Belastung, den ein Abwasser für die Umwelt ( Vorfluter ) darstellt . Dadurch das die Abwasserinhalt- stoffe im Vorfluter von den dortigen Bakterien abgebaut werden, wird dem Gewässer, der im Wasser gelöste Sauerstoff ganz oder teilweise entzogen. Dadurch kann es zum Absterben O2-atmender Lebewesen ( Krebse,Fische etc. ) durch Sauerstoffmangel kommen. Daher gibt es einen Grenzwert für diesen Parameter der von jedem eingehalten werden muß, der Abwasser in einen Vorfluter einleitet ( Klärwerke, Industrie )!
Über die Einhaltung dieser Grenzwerte wachen die zuständigen Wasserbehörden.

Die praktische Bestimmung des BSB₅

Dafür sind einige Gerätschaften notwendig, so daß solche Untersuchungen in der Regel nur von bestimmten Labors vorgenommen werden können.
Es gibt mehrere Möglichkeiten der BSB5-Bestimmung. Dazu zählen die

1. amperometrische Bestimmung
2. respirometrische ( manometrische) Bestimmung
3. Bestimmung mittels Sauerstoffgeneratoren

In der Praxis hat sich die amperometrische Bestimmung durchgesetzt, weil diese gegenüber den anderen Methoden in Einfachheit und Reproduzierbarkeit überlegen ist.
Für die amperometrische BSB5-Bestimmung benötige Teile sind im einzelnen :

Ansatzflaschen für die Probenwässer , 250 ml sehr bewährt haben sich die sog. "Karlsruher Flaschen" (Bild1) Vorratsbehälter für das Verdünnungswasser (20-80 l , je nach Bedarf ) Magnetrührer amperometr. Sauerstoffmeßgerät klimatisierten Raum oder Behälter Luftpumpe gasförmiger, reiner Sauerstoff ( in Flaschen )

verschiedene Chemikalien :

Ich zeige nun schrittweise die Verwirklichung der BSB5-Bestimmung nach der Verdünnungsmethode:

1. Schritt : Herstellung eines geeigneten Verdünnungswassers

Je nach Bedarf wird Leitungswasser in größere Plastikbehälter ( ca. 20-80 l )
gefüllt. In diesem Wasser werden werden Nährstoffe in folgender Art und Menge dosiert:

- Harnstoff 4 mg/l
- Pentanatriumphosphat 1.6 mg/l
- Calciumchlorid. Es muß ein Calciumgehalt von minimal 2mmol/l eingehalten werden.

Wichtigster Punkt ist die Zugabe von Impfwasser. Die DIN 38409-H51 empfiehlt eine Animpfung entweder mit Vorklärwasser einer kommunalen Kläranlage oder statt Leitungswasser Vorfluterwasser ohne spezielle Animpfung. Durch einige praktische Versuche konnte ich feststellen, daß der Ablauf einer kommunalen Kläranlage am besten geeignet ist. Es werden die gleichen Ergebnisse wie bei einer Animpfung mit Vorklärwasser erhalten, allerdings ist vom hygienischen her dem Ablauf einer Kläranlage klar der Vorzug zu geben ! Vor der Zugabe des Impfwasseres wird dieses filtriert. Die Zugabemenge beträgt 3-5% des Gesamtvolumens. Nun muß das Verdünnungswasser 3 Tage unter ständiger, leichter Belüftung reifen.

2. Schritt : benötigte Tagesmenge des Verdünnungswassers bereitstellen

Dazu wird die benötigte Wassermenge in einen zweiten kleineren Behälter abgefüllt.
Nun wird noch ein sogenannter Nitrifikationshemmer zugesetzt. Diese Substanz hat die Aufgabe die unerwünschte biochem. Oxidation von anorg. Ammonium-Stickstoff zu verhindern. Zu diesem Zweck werden 5 mg Allylthioharnstoff (ATH) pro Liter Verdünnugswasser gelöst. Anschließend wird der Sauerstoffgehalt des Verdünnugswassers auf etwa 15-17 mg O2/l (Achtung Meßbereich!!) durch Einleiten von reinem,gasförmigen Sauerstoff erhöht. Dadurch erhöht sich die Sicherheit der Bestimmung, da der Sauer- stoffverbrauch der Probe ja noch nicht bekannt ist und es darf ein O2-Gehalt von 1-1.5 mg O2/l nach Ablauf der 5 Tage nicht unterschritten werden. Andernfalls können schädliche Bakterien in der Probe die Oberhand gewinnen und das Ergebnis verfälschen. Diese Prozedur hat auf den eigentlichen Mechanismus des Abbaus von Inhaltsstoffen keinen Einfluß.

3. Schritt : Verdünnung der Proben

Nun werden die Wasserproben nach einen bestimmten Schema verdünnnt. Nach der Norm sind mindestens 3 einer arithmetischen Reihe ( z.B. 50, 100, 200 ml / l ) entsprechende Verdünnungsstufen anzusetzen. Günstig ist es, wenn man den zu erwartenden BSB5 abschätzen kann ( etwa durch CSB,TOC oder KMNO4-Verbrauch ). Bei völliger Unkenntniss des zu erwartenden BSB werden Verdünnungen über einen möglichst weiten Bereich angesetzt ( z.B. 12.5,25,50,100,200 ml/l ).
Die Probe wird dazu in einen Standzylinder (0.5 oder 1l) gefüllt, mit Verdünnungswasser bis zur entspr. Marke aufgefüllt. Nach dem Umschütteln wird die verd. Wasserprobe in eine "Karlsruher Flasche " gegeben. Neben den Probenverdünnungen wird noch ein Blindwert nur mit Verdünnungswasser angesetzt. Damit wird der Eigenverbrauch des Verdünnungswassers erfasst (= Blindwert). Dieser Eigenverbrauch sollte zwischen 0.3 und 1.5 mg O2/l liegen.
Zur Kontrolle des Verfahrens setzt man außerdem eine Verdünnungsreihe mit einem Standard an. Dazu werden jeweils 150 mg Glucose und 150 mg Glutaminsäure in 1 l dest. Wasser gelöst und 3 Verdünnungen mit jeweils 20,30 u. 40 ml /l hergergestellt. Der BSB dieser Lösungen sollte bei korrekten Verdünnungswasser einen Wert zwischen 180 und 230 mg O2/l haben.

4. Schritt : Sauerstoffgehalt messen

Die Probe wird nun mit dem Glasstopfen verschlossen und 5 Tage langen in völliger Dunkelheit bei 20 °C aufbewahrt. Das Dunkelhalten dient der Vermeidung von Algenbewuchs da diese den O2-Gehalt verändern. Nach 5 Tagen wird der O2-Gehalt nochmals bestimmt und notiert. Die Differenz beider Messungen ist der Verbrauch an Sauerstoff in 5 Tagen.

5. Schritt : Berechnung des BSB

Bild 3

Von dem Sauerstoffverbrauch muß nun noch der ermittelte Blindwert abgezogen werden. Dabei ist der unterschiedliche Verdünnungsgrad der Proben zu berück- sichtigen! Nach Multiplikation mit dem Verdünnungsfaktor der Probe erhält man den BSB5 . Bei Auswertung von 3 oder mehr Verdünnungen wird man meistens fest- stellen , daß man unter- schiedliche Werte erhält. Man kann dann den arithmetischen Mittelwert bilden, aber daß kann unter Umständen verkehrt sein. Ist z.B. der am geringsten verdünnte Wert deutlich niedriger als die höher verdünnten Proben kann ein Hemmung der Sauerstoffzehrung durch z.B. giftigeWasser- inhaltsstoffe vorliegen ( Bild 3). Solch ein Wert ist daher von der Berechnung auszuschließen.

Für die Berechnung des BSB5 ist zudem eine statistische Berechnung der einfachen Mittelwertbildung vorzuziehen. Diese Auswertmethode ist allerdings von Hand nur sehr zeitraubend anzuwenden. Ein Computerprogramm daß diese Berechnungen schnell und sicher vornimmt, findet man hier !

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© 1997 , Horst Bertling