La demande biologique en oxygène (DBO), également appelée demande biochimique en oxygène, représente la quantité d’oxygène requise pour la dégradation de matières organiques par voies biologique (c’est-à-dire par des bactéries) dans l´eau. Les conditions et le moment auquel ce test est effectué sont fixés et standardisés par les autorités compétentes.
La DBO est un paramètre de pollution qui permet généralement d´analyser la qualité des effluents et des eaux usées. L´eau potable peut également être testée selon la BOD pour vérifier si elle contient de la matière organique. Néanmoins, le test d´usage concernant l´eau potable est celui du COT-qui évalue le carbone organique total plutôt que la DBO.
La quantité de matière organique biodégradable est estimée par l’intermédiaire de l’oxygène consommé par les bactéries et micro-organismes présents dans l’eau testée.
Qui donc a besoin de cet oxygène ?
La décomposition biochimique de substrats organiques est effectuée par des micro-organismes. Les bactéries aérobiques qui s’occupent de cette tache ont tout naturellement besoin d’énergie, et pour produire de l’énergie, elles ont besoin d’oxygène. L’oxygène présent dans l’eau est consommé intra-cellulairement par les bactéries ce qui diminue la quantité d’oxygène dissoute dans l´eau. Ainsi, plus il y a de matière organique dans l’eau, plus la demande en oxygène augmente pour pouvoir effectuer la bio-décomposition. L’oxygène devient alors limitant pour les plantes et les animaux qui pourraient vivre dans ces eaux.
La qualité de l’eau est contrôlée par les autorités compétentes pour protéger la santé des consommateurs contre les effets néfastes des eaux de mauvaise qualité. Un niveau élevé de DBO peut indiquer la présence de contamination fécale ou bien, de carbone organique dissous ou particulaire provenant de différentes origines, mais qui ne sont ni humaines ni animales. Ce type de contamination peut sévèrement affecter la santé humaine et causer des problèmes industriels.
Il est impératif pour chaque gouvernement de garantir une DBO faible dans les eaux des effluents quittant les usines de traitement des eaux usées. En effet, il est dans l’intérêt du public que les rivières, les lacs et les mers aient une forte teneur en oxygène dissous pour qu’il ne soit pas consommé uniquement que par les micro-organismes. A cette fin, des conventions internationales et des accords tels que La Résolution II, ont été conclus, et un plan détaillé a été élaboré à ce sujet après la conférence sur l’eau des nations unies.
Comment mesurer le niveau de la DBO?
Les deux méthodes suivantes, qui sont des tests empiriques, mesurent le niveau de la DBO.
Méthode I : Cette méthode est la plus commune. Une bouteille spécifiquement dimensionnée pour le test de la DBO est remplie avec l’eau à tester jusqu’au bord et est laissée dans l’obscurité pendant 5 jours à une température constante de 20°C.
Méthode II : Le principe est le même que ci-dessus. Une fois de plus, une bouteille de DBO de la taille spécifiée est remplie d’un échantillon d’eau, puis diluée avec de l’eau déminéralisée. La quantité d’oxygène dissous dans l’eau déminéralisée est connue. La bouteille est également laissée plus de 5 jours à une température constante de 20° dans l’obscurité.
La méthode II est préconisée dans le cas où les eaux usées contiennent beaucoup de polluants organiques. En diluant l’échantillon d’eau, les résultats deviennent beaucoup plus précis. Après les 5 jours, l’oxygène dissous qui reste dans l’échantillon d’eau est mesuré. Le chiffre obtenu permet de calculer le niveau de la DBO. L’eau potable devrais ainsi avoir une DBO bien en dessous de 1 mg/L, alors qu’une eau d’usine de traitement des eaux usées devrais avoir une DBO d’autour de 20 mg/L.
Étant donné que ces méthodes sont empiriques, l’indicateur de DBO ne donne aucun résultat absolu. Il fournit une bonne comparaison entre les échantillons mais il ne donne pas de mesure exacte de la contamination de l’eau. Une alternative à l’indicateur DBO serait la DCO- Demande chimique en oxygène.
Par ailleurs, les bactéries anaérobiques telles que les bactéries sulfato-réductrices (BSR), n’ont pas besoin d’oxygène dissous dans l’eau pour survivre. Ces micro-organismes se nourrissent de sulfates au lieu d’oxygène pour leur respiration cellulaire. Ainsi, elles ne peuvent pas être détectées par la mesure de la demande en oxygène biologique.