פיתוח זיהוי BOD

צריכת חמצן ביוכימית (BOD)הוא אחד האינדיקטורים החשובים למדידת היכולת של חומרים אורגניים במים להתפרק ביוכימית על ידי מיקרואורגניזמים, והוא גם אינדיקטור מרכזי להערכת יכולת הטיהור העצמי של מים ותנאי סביבה. עם האצת התיעוש והגידול באוכלוסייה, זיהום סביבת המים הפך לחמור יותר ויותר, ופיתוח זיהוי BOD השתפר בהדרגה.
מקורו של זיהוי BOD ניתן לעקוב עד סוף המאה ה-18, כאשר אנשים החלו לשים לב לבעיות איכות המים. BOD משמש לשפוט את כמות הפסולת האורגנית במים, כלומר למדידת איכותה על ידי מדידת יכולתם של מיקרואורגניזמים במים לפרק חומרים אורגניים. שיטת קביעת ה-BOD הראשונית הייתה פשוטה יחסית, בשיטת דגירת קרן, כלומר חוסנו דגימות מים ומיקרואורגניזמים במיכל ספציפי לגידול, ולאחר מכן נמדד ההבדל בחמצן המומס בתמיסה לפני ואחרי החיסון. ערך BOD חושב על סמך זה.
עם זאת, שיטת דגירת הקרן גוזלת זמן ומסובכת לתפעול, ולכן ישנן מגבלות רבות. בתחילת המאה ה-20, אנשים החלו לחפש שיטת קביעת BOD נוחה ומדויקת יותר. בשנת 1939, הכימאי האמריקני אדמונדס הציע שיטת קביעת BOD חדשה, שהיא שימוש בחומרי חנקן אנאורגניים כמעכבים כדי לחסום את חידוש החמצן המומס כדי להפחית את זמן הקביעה. שיטה זו הייתה בשימוש נרחב והפכה לאחת השיטות העיקריות לקביעת BOD.
עם התקדמות המדע והטכנולוגיה המודרנית ופיתוח המכשור, שופרה ושוכללה עוד יותר שיטת קביעת BOD. בשנות ה-50 הופיע מכשיר BOD אוטומטי. המכשיר משתמש באלקטרודת חמצן מומס ובמערכת בקרת טמפרטורה כדי להשיג קביעה רציפה ללא הפרעות של דגימות מים, לשיפור הדיוק והיציבות של הקביעה. בשנות ה-60, עם התפתחות טכנולוגיית המחשוב, הופיעה מערכת אוטומטית לאיסוף וניתוח נתונים ברשת מחשבים, אשר שיפרה מאוד את היעילות והאמינות של קביעת BOD.
במאה ה-21, טכנולוגיית זיהוי BOD התקדמה עוד יותר. מכשירים חדשים ושיטות אנליטיות הוכנסו כדי להפוך את קביעת BOD למהירה ומדויקת יותר. לדוגמה, מכשירים חדשים כגון מנתח מיקרוביאלי וספקטרומטרי פלואורסצנטי יכולים לממש ניטור וניתוח מקוונים של פעילות מיקרוביאלית ותכולת חומר אורגני בדגימות מים. בנוסף, נעשה שימוש נרחב גם בשיטות זיהוי BOD המבוססות על חיישנים ביולוגיים וטכנולוגיית בדיקות אימונו. חיישנים ביולוגיים יכולים להשתמש בחומרים ביולוגיים ובאנזימים מיקרוביאליים כדי לזהות באופן ספציפי חומרים אורגניים, והם בעלי מאפיינים של רגישות ויציבות גבוהה. טכנולוגיית אימונואסאי יכולה לקבוע במהירות ובדייקנות את התוכן של חומר אורגני ספציפי בדגימות מים על ידי זיווג נוגדנים ספציפיים.
בעשורים האחרונים, שיטות זיהוי BOD עברו תהליך פיתוח מתרבות קרן לשיטת עיכוב חנקן אנאורגני, ולאחר מכן לציוד אוטומטי ומכשור חדש. עם התקדמות המדע והטכנולוגיה והעמקת המחקר, טכנולוגיית זיהוי BOD עדיין משופרת ומתחדשת. בעתיד ניתן לצפות כי עם שיפור המודעות הסביבתית והעלאת הדרישות הרגולטוריות, טכנולוגיית זיהוי BOD תמשיך להתפתח ולהפוך לאמצעי יעיל ומדויק יותר לניטור איכות המים.