五日生化需氧量測定的影響要素研究

褚娟 歐陽開霞

摘 要： 五日生化需氧量是一種間接表示水體中有機(jī)物含量，是水質(zhì)監(jiān)測的一個(gè)重要參數(shù)。本文對水樣的保存、溶解氧、pH值、溫度、接種稀釋水和稀釋度等影響測定五日生化需氧量成敗的因素進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞： 水和廢水;五日生化需氧量;影響因素

【中圖分類號】O657 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.271

生化需氧量簡稱BOD，是指在規(guī)定的條件下，微生物分解水中的某些可氧化的物質(zhì)，特別是分解有機(jī)物的生物化學(xué)過程消耗的溶解氧。當(dāng)水中含有大量各類有機(jī)物，這些物質(zhì)在水體中氧化分解時(shí)要消耗大量溶解在水中的氧，從而破壞水體中氧的平衡，使水質(zhì)惡化[1]。生化需氧量可以間接表示水體中有機(jī)物含量，是水質(zhì)監(jiān)測的一個(gè)重要參數(shù)。測定水和廢水中BOD5方法常用的是稀釋與接種法，稀釋與接種法因具備投資費(fèi)用少、操作簡單易學(xué)、便于推廣普及、適合大批量水樣分析等特點(diǎn)，而作為測定水樣BOD5經(jīng)典方法，其測定原理是水樣經(jīng)稀釋后，在（20±1）℃條件下的暗處培養(yǎng)5d±4h，分別測定樣品培養(yǎng)前后的溶解氧的質(zhì)量濃度，二者之差即為每升樣品消耗的溶解氧量，以BOD5形式表示。由于此方法測定與微生物密切相關(guān)，合適的稀釋比、水樣的保存、溶解氧、pH值和溫度等是準(zhǔn)確測定BOD5值的關(guān)鍵因素[2]。本文根據(jù)環(huán)境監(jiān)測實(shí)際工作需要，對稀釋與接種法進(jìn)行水和廢水中BOD5測定過程中存在的影響因素進(jìn)行了技術(shù)探討，同時(shí)給岀了測定過程中常見操作技術(shù)問題解決方法。

1 水樣采集和保存

水樣中微生物的作用直接影響B(tài)OD5值，水樣釆集與保存方法對測定結(jié)果有重大影響。多數(shù)情況下，水樣貯存期間即使采用最好的冷卻條件，還是發(fā)生著一些生物活性作用，在此期間活性作用的程度對BOD測定的顯著改變尚不清楚，且樣品與樣品之間存在差異，因此貯存時(shí)間應(yīng)盡可能短。

2 水樣pH值調(diào)節(jié)

由于水體微生物大多數(shù)適于在中性或弱堿性環(huán)境中生存，稀釋水中加入的磷酸鹽緩沖溶液pH=7.2，對于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性水樣起不到充分緩沖作用。因此，對于一些工業(yè)廢水樣品，應(yīng)先調(diào)節(jié)試驗(yàn)水樣的pH為6.7～7.5（最佳pH值7.2），BOD5值偏高或偏低是由于pH值的影響，含有大量酸或堿的樣品的讀數(shù)可能會低于實(shí)際含量。酸性或堿性水樣應(yīng)用稀的NaOH或HCl調(diào)節(jié)pH近于7，但用量不超過水樣體積0.5%，操作過程中不要帶入氣泡。若水樣酸度或堿度很高，可改用濃堿液或濃酸液進(jìn)行中和。

3 水溫的調(diào)控

BOD5測定過程與微生物的活性和增長速率有關(guān)，微生物在最適宜生長的溫度范圍內(nèi)，分解有機(jī)物的能力最強(qiáng)。由于培養(yǎng)溫度每相差1℃都會引起5%左右的測定誤差。因此，測定過程中為確保測定結(jié)果精密度和準(zhǔn)確度應(yīng)嚴(yán)格控制水樣溫度在（20±1）℃。

冬季釆集的水樣溫度遠(yuǎn)低于20℃，測定前須在待測水樣中（溶解氧瓶）插入水銀溫度計(jì)，敞口放入20℃恒溫水浴鍋中進(jìn)行快速升溫至（20±1）℃并達(dá)到平衡再測定，以減小分析誤差;夏季采集水樣溫度常髙于20℃，測定前同上操作使待測水樣快速降溫至（20±1）℃并達(dá)到平衡再測定，以減小分析誤差。

4 水樣溶解氧調(diào)控

水樣中溶解氧的含量與水溫成反比，水溫高，則溶解氧含量少;水溫低，則溶解氧含量多。測定前，須嚴(yán)格控制好水樣初始溶解氧濃度低于2.0mg/L，由于其未能給微生物生理生化活動(dòng)提供足夠溶解氧，致使該生化反應(yīng)很難進(jìn)行，可采用稀釋或接種稀釋方法以提高水樣溶解氧濃度。

從水溫較低的水域或富營養(yǎng)化的湖泊中采集的水樣，可遇到含有過飽和溶解氧，此時(shí)應(yīng)將水樣迅速升溫至20℃左右，在不滿瓶的情況下，充分振搖，并時(shí)時(shí)開塞放氣，以趕出過飽和的溶解氧。從水溫較高的水域或廢水排放口取得的水樣，則應(yīng)迅速使其冷卻至20℃左右，并充分振搖，使與空氣中氧分壓接近平衡。

5 稀釋水和接種液制備

稀釋水是在20℃下加入適合水中微生物需要的無機(jī)物質(zhì)（如磷酸鹽、氯化鐵、氯化鈣、硫酸鎂等）的飽和溶解氧的蒸餾水。它可向微生物提供足夠的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，其值應(yīng)小于0.2mg/L。在配制稀釋水時(shí)使用的各器皿一定要洗干凈，所需的化學(xué)試劑盡量用分析純以上試劑，配好的稀釋水最好當(dāng)天用完，有沉淀現(xiàn)象的水，則不能再用。依據(jù)國標(biāo)法，可選用城鎮(zhèn)生活污水處理廠新鮮出水獲得接種液，用溶解氧瓶量取適量經(jīng)充分混勻該新鮮出水，敝口放置于20℃恒溫生化培養(yǎng)箱中備用。臨用前，向每升稀釋水中加入1～10mL該接種液以制得接種稀釋水。采用該接種液進(jìn)行水樣接種稀釋培養(yǎng)，其空白值低于國標(biāo)法規(guī)定的檢出限（1.5mg/L），樣品值在標(biāo)準(zhǔn)值誤差范圍之內(nèi)，符合接種稀釋水質(zhì)量控制要求。

6 確定水樣稀釋倍數(shù)

按照國標(biāo)法（HJ505-2009）測定BOD5操作過程并不復(fù)雜，但測定條件要求嚴(yán)格。對于任一未知水樣，稀釋倍數(shù)可首先依據(jù)水樣類型（地表水、工業(yè)廢水），然后根據(jù)該水樣總有機(jī)碳、高錳酸鹽指數(shù)或化學(xué)需氧量測定值，按照國標(biāo)法表1（典型的比值R）估計(jì)BOD5期望值，再根據(jù)國標(biāo)法（BOD5測定的稀釋倍數(shù)）確定稀釋因子[4]。絕大多數(shù)受污染地表水、生活污水和工業(yè)廢水需經(jīng)稀釋，一方面使有機(jī)污染物濃度降低，另一方面使被測水樣DO濃度達(dá)到規(guī)定要求。

7 結(jié)論

生化需氧量是目前水質(zhì)有機(jī)污染常用的重要指標(biāo)之一，是水質(zhì)監(jiān)測的一個(gè)重要參數(shù)。五日生化需氧量整個(gè)測定過程是一個(gè)復(fù)雜的生化過程，受到許多因素的影響，本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和前人研究成果，系統(tǒng)探討了稀釋與接種法測定水和廢水中五日生化需氧量過程中影響測定結(jié)果的因素。在水和廢水BOD5值測定中，合理選用儀器與試劑，正確進(jìn)行樣品測定預(yù)處理，準(zhǔn)確確定樣品稀釋倍數(shù)，在測定樣品的同時(shí)測定BOD5環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品，能夠確保大批量、成分復(fù)雜未知水樣BOD5值測定的精密度和準(zhǔn)確度。

參考文獻(xiàn)

[1] 國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版）（增補(bǔ)版）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社.2015.

[2] 李國剛，王德℃.生化需氧量（BOD）測定方法綜述[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2015，20（02）：54—57.

[3] 任蘭.淺談膜電極法測定五日生化需氧量的影響因素[J].儀器儀表與分析監(jiān)測;2015（2）：38-39.

[4] 高曉鵬.BOD5測定結(jié)果的判斷[J].青海環(huán)境，2015，04（01）：37.