BOD快速測定儀在水中BOD測定中的應(yīng)用

謝碧玉

摘 要：BOD（Biochemical Oxygen Demand）即為生化需氧量（生化耗氧量），它代表了水中有機(jī)物等需氧物質(zhì)含量的綜合指標(biāo)，也證明了水中的所有有機(jī)物及微生物在生化作用中需要進(jìn)行氧化分解過程。無論是在化學(xué)液體或是生活污水、工業(yè)廢水中都含有大量的有機(jī)物及微生物，由于它們在水體中分解需要消耗大量的溶解氧，這就破壞了水體中氧的平衡，導(dǎo)致水質(zhì)的嚴(yán)重惡化。本文利用BOD快速測定儀對水體中的BOD含量進(jìn)行測定，證明該儀器在水中BOD測定過程中的高精密度、高精確性與高分析速度的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對樣品分析的自動化、智能化檢測應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BOD快速測定儀；生化需氧量；試驗(yàn)；預(yù)處理；準(zhǔn)確度；結(jié)果分析

目前在我國對水體BOD的檢測常用方法是稀釋接種法，也被稱為“五日法”。它的操作技術(shù)要求高且復(fù)雜，耗時(shí)較長，不能及時(shí)反映所測水體的污染情況，更不能滿足環(huán)境監(jiān)測部門的相關(guān)工作節(jié)奏，所以本文采用BOD快速測定儀來解決這些問題，它的操作更加便捷、測量更加精確、檢測耗時(shí)也較短（僅需20分鐘）。

一、基于BOD快速測定儀的試驗(yàn)材料及方法

1990年，日本頒布微生物電極法，利用微生物傳感器來測定水體生化需氧量，即水體BOD值。它的測量結(jié)果精確且測量耗時(shí)短，被各大工業(yè)企業(yè)所廣泛應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)，我國借鑒日本微生物傳感技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，研制了新型BOD快速測定儀對水體BOD值進(jìn)行檢測。

（一）試驗(yàn)材料

1試驗(yàn)儀器的選擇

目前市面上比較常見的是220B型BOD快速測定儀，該儀器所采用的就是微生物電極法，它是將微生物膜固定于隔膜式氧電極上，從而組成了微生物電極。在該過程中，測定儀所采用的是流通測量方法，基于測量池組件來進(jìn)一步固定微生物膜。考慮到氧電極輸出電流與溶解氧含量呈現(xiàn)正比比例，如果沒有任何有機(jī)物緩沖溶液通過流通池，水體中微生物的同化作用就微乎其微，所以流經(jīng)微生物膜的溶解氧就不會降低。如若存在有機(jī)物的溶液通過流通池，則微生物的同化作用就會活躍起來，進(jìn)而消耗大量溶解氧，導(dǎo)致微生物膜中的溶解氧量銳減。如上述這種溶解氧含量在不同狀況下的實(shí)時(shí)變化可以見得，如果直接使用氧電極的輸出就會發(fā)生水體需氧量的同比變化，它也同時(shí)證明了輸出電流變化值與樣品有機(jī)物的含量，二者應(yīng)該呈現(xiàn)正比關(guān)系，通過這種比例關(guān)系就可以計(jì)算出水體的BOD值。

從組成成分來看，試驗(yàn)儀器是由電子單元、測量電源與外設(shè)單元所共同組成的。其中測量單元中就涵蓋了空氣泵、蠕動泵、流通管路、微生物電極和恒溫罐；而電子單元則包含了電路主板。恒溫控制器與電源部分；外設(shè)單元則主要涵蓋了打印機(jī)、顯示器與鍵盤。

2試驗(yàn)試劑的選擇

試驗(yàn)試劑主要包括4種，即融合了谷氨酸與葡萄糖并在103℃中熱烘1小時(shí)的BOD溶液150mg、由磷酸二氫鉀與磷酸氫二鈉溶于1000ml重蒸水所得出的緩沖液、由蒸餾水稀釋緩沖溶液所得到的清洗液以及用固定物稱量法稱取定量氯化鉀并溶于100ml重蒸水所得到的電極液[1]。

（二）試驗(yàn)方法

基于BOD快速測定儀的水中BOD測定試驗(yàn)包含以下4個步驟。

1對水體BOD樣品的預(yù)處理

一般來說，水體中都含有較高含量的余氯，對它的處理方法主要是加入定量的亞硫酸鈉溶液進(jìn)行分解消除。

2 pH值的調(diào)節(jié)

BOD快速測定儀是涵蓋微生物傳感器的，所以在pH值為4～10的范圍內(nèi)，被測樣品會給予最佳響應(yīng)。因此在測定前最好將待測樣品pH值調(diào)節(jié)至7這一中性標(biāo)準(zhǔn)，然后再加入定量的緩沖溶液，保持水體中中微生物的活性，避免測量結(jié)果出現(xiàn)偏高誤差。而且在操作過程中要盡量避免不要將任何氣泡帶入到待測樣品中。

3對渾濁樣品的處理

如果待測樣品中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，應(yīng)該將水樣靜置并澄清約30～40min，然后將水樣樣品上層那些非沉降物質(zhì)取出并進(jìn)行試驗(yàn)測量。如果樣品水溫過高或過低，都應(yīng)該首先將樣品調(diào)整到20℃左右，并輔以充分振蕩以確保澄清。

4試驗(yàn)操作

在BOD快速測定儀的各條管路都安置準(zhǔn)確無誤后，就可以將緩沖液與吸液管相連接并打開電源開關(guān)，為儀器運(yùn)行設(shè)置合適的流速與溫度，確保BOD樣品的采樣與清洗時(shí)間。當(dāng)電極電位調(diào)整到相對穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)狀態(tài)后，對BOD樣品數(shù)據(jù)的測量也將更加穩(wěn)定[2]。

二、試驗(yàn)結(jié)果分析

基于BOD快速測定儀的水中BOD測定試驗(yàn)包括了準(zhǔn)確度、精密度與實(shí)際樣品的測試。

（一）準(zhǔn)確度的測試

BOD快速測定儀是基于國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)所研制的相關(guān)測量儀器，在本試驗(yàn)中對3種水體BOD樣品進(jìn)行了基于BOD快速測定儀的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)測定，其所測量的準(zhǔn)確度相對誤差均在0.5%～5.0%范圍內(nèi)，這表明BOD快速測定儀的水中BOD樣品測量準(zhǔn)確度處于較高水平。

（二）精密度的測試

在對BOD標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際樣品反復(fù)進(jìn)行測定后發(fā)現(xiàn)，基本其測量標(biāo)準(zhǔn)偏差值都保持在0.8%～1.5%以內(nèi)，這體現(xiàn)了該測量儀器具有較高的重現(xiàn)性及精密度。

（三）實(shí)際樣品的測試

像生活污水、地表水、工業(yè)廢水這些實(shí)際樣品，在利用BOD快速測定儀在對它們進(jìn)行測定時(shí)發(fā)現(xiàn)，機(jī)械加工工業(yè)廢水在測試過程中存在檢測結(jié)果偏差，這就表明BOD快速測定儀中的微生物傳感器對機(jī)械加工工業(yè)廢水檢測是存在局限性的，這是由于工業(yè)如石油類、重金屬類等化工物質(zhì)會對微生物膜菌產(chǎn)生毒害效果，從而強(qiáng)烈干擾檢測效果。對于該問題的解決方案是篩選特殊水質(zhì)，并試圖馴化特殊水質(zhì)中所存在的各種菌種，進(jìn)而提升菌膜中微生物的活性和生命周期，這也能在一定程度上優(yōu)化檢測效果[3]。

總結(jié)：從本文的論述中可以見得，BOD快速測定儀具有相當(dāng)高的測量精密度與準(zhǔn)確度，它適合于對多種水體BOD的檢測，并且適應(yīng)于對水體BOD的快速檢測需求。而且隨著當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的革新，該檢測流程也逐步實(shí)現(xiàn)了自動化，這對未來BOD的水體測定應(yīng)用發(fā)展提供了相當(dāng)堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳秋萍，白金平.生物傳感器BOD快速測定儀電氣控制系統(tǒng)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2011，30（9）：88-90.

[2] 張皓.BOD快速測定儀在水中BOD測定中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2014，4（5）：60-62.

[3] 張晉紅.BOD-220型快速測定儀在水質(zhì)分析中的對比研究[J].山西建筑，2012，38（20）：127-128.