魯湖五日生化需氧量數(shù)據(jù)分析

＊胡寒程

（武漢市生態(tài)環(huán)境局江夏區(qū)分局 湖北 430200）

引言

在地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測中，五日生化需氧量（BOD5）是必測項目之一。BOD5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)，特別是分解有機物的生物化學(xué)過程消耗的溶解氧的量[1]。本文分析對象為江夏區(qū)境內(nèi)的湖泊魯湖，功能區(qū)劃為Ⅱ類水體。魯湖位于法泗鎮(zhèn)的北邊，東鄰鄭店街，西靠金口街，呈不規(guī)則的三角形，屬沉溺型河跡洼地湖。

1.實驗部分

本文中，分析五日生化需氧量采用的是國標(biāo)HJ 505-2009《水質(zhì)五日生化需氧量（BOD5）的測定稀釋與接種法》。

式中，ρ為五日生化需氧量；ρ1為培養(yǎng)前溶解氧；ρ2為培養(yǎng)后溶解氧。

稀釋接種法BOD5的測定結(jié)果按式（3）計算樣品：

(1)儀器與試劑

試劑：接種液、磷酸鹽緩沖溶液、硫酸鎂、氯化鈣、氯化鐵、硫代硫酸鈉、碘化鉀、氫氧化鈉、硫酸錳、硫酸、淀粉（均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的分析純化學(xué)試劑）。儀器：溶解氧培養(yǎng)瓶、生化培養(yǎng)箱、堿式滴定管。

(2)BOD5的測定

將采集的水樣利用虹吸法分裝到兩個260mL的溶解氧培養(yǎng)瓶中。其中一瓶密封后加上水封，置于恒溫培養(yǎng)箱中，在20.0±1.0℃的暗處培養(yǎng)5d±4h，向另一培養(yǎng)瓶中加入1mL硫酸錳溶液，2mL堿性碘化鉀溶液，搖勻后再加入2mL濃硫酸溶液，搖勻于暗處放置5min。取100mL此溶液（V2），使用已標(biāo)定好濃度（C）的硫代硫酸鈉溶液滴定，當(dāng)溶液變?yōu)榈S色時加入1mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至無色，記錄滴定體積（V1），計算培養(yǎng)前溶解氧Do。經(jīng)過5天培養(yǎng)后的溶液使用相同方法滴定，計算培養(yǎng)后溶解氧Do。

Do的測定結(jié)果按式（1）計算：

式中，ρ為溶解氧；C為硫代硫酸鈉濃度；V1為硫代硫酸鈉消耗體積；V2為取樣體積。

非稀釋法BOD5的測定結(jié)果按式（2）計算：

式中，ρ為五日生化需氧量；ρ1為樣品培養(yǎng)前溶解氧；ρ2為樣品培養(yǎng)后溶解氧；ρ3為空白樣品培養(yǎng)前溶解氧；ρ4為空白樣品培養(yǎng)后溶解氧；f1為接種稀釋水或稀釋水在培養(yǎng)液中所占的比例；f2為原樣品在培養(yǎng)液中所占的比例。

2.結(jié)果與討論

圖1是近三年江夏區(qū)魯湖BOD5數(shù)據(jù)變化圖（2020年由于特殊情況影響，2月和3月并未開展地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測），魯湖功能區(qū)劃為Ⅱ類水體，BOD5標(biāo)準(zhǔn)限制小于等于3mg/L[2]，均采用非稀釋法分析計算。從圖1中可以看出，2018年超標(biāo)次數(shù)較多（BOD5＞3mg/L），2019年BOD5與2018年同期相比無明顯降低趨勢。但是，2020年BOD5與前兩年相比已有明顯下降趨勢，除6月份超標(biāo)外（3.9mg/L），其他月份數(shù)據(jù)均低于Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。2016年底，江夏區(qū)對魯湖境內(nèi)魚蝦蟹養(yǎng)殖網(wǎng)箱進行了大面積的拆除，減少了餌料的投放，從源頭上減輕污染，經(jīng)過幾年的水體自我修復(fù)，魯湖的水質(zhì)改善已初見成效。從圖1中也可以看出，BOD5在夏季監(jiān)測值要高于冬季監(jiān)測值。這主要是由于夏季溫度高（見圖3），水體中溶解氧較低（見圖2），導(dǎo)致一些生物和微生物的死亡[3]，水體中有機物增加，從而引起B(yǎng)OD5升高。

圖1 五日生化需氧量變化圖

圖2是近3年魯湖溶解氧變化圖，環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值為Ⅱ類（≥6mg/L）。三年同期相比（2020年由于特殊情況影響，2月和3月并未開展地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測），溶解氧無明顯變化趨勢，除18年8月Do（5.99mg/L）和19年4月Do（5.91mg/L）未達到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)外，其余數(shù)據(jù)全部達標(biāo)。同一年份，夏季溫度高時（見圖3）溶解氧要明顯低于冬季溫度低時的溶解氧，符合溶解氧與溫度成反比的關(guān)系定律[4]。

圖2 溶解氧變化圖

圖3 溫度變化圖

表1是所測標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（環(huán)境保護部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所）BOD5，與樣品分析同時進行，均采用稀釋接種法分析計算。由表1可見，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)實測BOD5值均在有效范圍之內(nèi)。

表1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)BOD5值

3.結(jié)語

江夏區(qū)魯湖在魚蝦蟹等養(yǎng)殖網(wǎng)箱拆除后，減少了餌料的投放，從源頭上減輕了污染，水體經(jīng)過幾年修復(fù)，BOD5已開始下降，達到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。魯湖溶解氧高低與溫度成反比關(guān)系，2018年至2020年三年同期對比比較穩(wěn)定基本都達到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。