水污染監(jiān)測中BOD5與COD的相關(guān)性研究

梁艷菊（佛山市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東佛山 528000）

水污染監(jiān)測中BOD5與COD的相關(guān)性研究

梁艷菊（佛山市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東佛山 528000）

本文對幾種不同水質(zhì)的BOD5與COD關(guān)系進行了研究，并對其特征進行了討論。

BOD5；COD；相關(guān)性；監(jiān)測

五日生化需氧量（BOD5）與化學(xué)需氧量（COD）是水污染監(jiān)測中的兩個重要指標(biāo)。按照《水質(zhì)五日生化需氧量（BOD5）的測定稀釋與接種法》（HJ 505-2009）的定義，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)，特別是分解有機物的生物化學(xué)過程消耗的溶解氧。而COD是指在強酸、加熱條件下，水樣在氧化劑作用下所消耗的氧量（以氧的質(zhì)量濃度表示），我國一般采用重鉻酸鉀作為氧化劑，所以也稱為重鉻酸鉀法（CODCr），并按照《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法》（GB 11914-89）規(guī)定的方法進行測定。BOD5間接表示水中可生化降解的有機物含量，因需5d才能出結(jié)果，對于水污染應(yīng)急監(jiān)測而言，這個時間可能太長了。目前，采用微生物傳感器、活性污泥曝氣降解等方法都可快速測定BOD［1］，但由于BOD5和COD之間存在相關(guān)性［2，3］，所以通過COD的測定預(yù)測BOD5是一種更加便捷的方法。

1 BOD5與COD關(guān)系研究

1.1 BOD5與COD監(jiān)測結(jié)果

表1是幾種水質(zhì)的BOD5與COD的監(jiān)測數(shù)據(jù)。表1中監(jiān)測數(shù)據(jù)說明：河流水質(zhì)數(shù)據(jù)來自某城市4條河流2005年的監(jiān)測結(jié)果；餐飲污水?dāng)?shù)據(jù)來自某城市2006-2010年餐飲隔油池廢水監(jiān)測結(jié)果；屠宰場廢水?dāng)?shù)據(jù)來自某城市屠宰場廢水監(jiān)測結(jié)果；啤酒廠廢水?dāng)?shù)據(jù)來自某城市啤酒廠糖化工段廢水監(jiān)測結(jié)果。

1.2 BOD5與COD回歸關(guān)系的建立

將表1數(shù)據(jù)輸入Excel 2003工作表中，利用圖表向?qū)Ыⅰ癤Y散點圖”，經(jīng)過適當(dāng)處理，選中圖表并從圖表下拉菜單中選擇“添加趨勢線”，同時“類型”選中“線性”，“選項”的“顯示公式”和“顯示R平方值”兩個選框也選中，就得到圖1-4。由圖1-4可見，不同水質(zhì)BOD5與COD回歸方程不同，圖1和圖3的斜率更接近，圖2和圖4的斜率較接近；圖2和圖4中的BOD5與COD的相關(guān)性更強，它們的相關(guān)系數(shù)R＞0.98；而圖1和圖3的BOD5與COD的相關(guān)性差一些，但相關(guān)系數(shù)R＞0.80。

1.3 利用回歸關(guān)系預(yù)測BOD5值

已知COD值，代入圖1-4中線性回歸方程中即可求出BOD5的預(yù)測值。利用表1數(shù)據(jù)進行計算，得到表2。由表2可見，BOD5與COD的相關(guān)性高圖2和圖4的BOD5預(yù)測值的相對誤差更小一些，小于10%；而BOD5與COD的相關(guān)性差一些的圖1和圖3的BOD5預(yù)測值的相對誤差也更大一些。

2 討論

2.1 BOD5與COD相關(guān)性機理

由于重鉻酸鉀氧化性很強，水中大部分有機物都被其氧化，但其中有相當(dāng)部分有機物，也包括部分無機物離子，不能被微生物氧化降解，所以通常COD＞BOD5，由此存在COD=CODB+ CODNB關(guān)系，其中CODB為可生化降解的有機物含量；CODNB為不可生化降解的有機物含量。水中有機物生化降解過程如圖5所示，可知BODu=A·CODB+B·C·CODB=（A+BC）CODB，其中BODu為總生化需氧量，A、B、C分別為呼吸代謝有機物、合成代謝有機物和內(nèi)源呼吸氧化細(xì)胞物質(zhì)的比例系數(shù)。根據(jù)BOD5反應(yīng)動力學(xué)理論，有BOD5=BODu（1-10-5k），其中k為反應(yīng)系數(shù)。因此，可以得出BOD5=（A+BC）CODB（1-10-5k），即CODB=BOD5/［（A+BC）（1-10-5k）］，則COD=BOD5/［（A+BC）（1-10-5k）］+CODNB。令K=1/［（A+ BC）（1-10-5k）］，故有COD=K·BOD5+CODNB，可見BOD5與COD有線性相關(guān)。

2.2 不同水質(zhì)BOD5與COD相關(guān)性強弱分析

由1.2節(jié)可以看出，有機物含量高的餐飲污水和啤酒廠廢水的BOD5與COD相關(guān)性更強，而有機物含量低一些的河流水質(zhì)和屠宰場廢水的BOD5與COD相關(guān)性要差一些，這可能是水中有機物含量高時“背景”物質(zhì)對BOD5干擾影響相對地減弱了。另外，圖1-4中回歸直線斜率1/K=（A+BC）（1-10-5k），1/K顯然也與有機物含量有關(guān)，并且大致有機物含量越高1/K越小。

3 結(jié)語

由于BOD5與COD之間確實存在相關(guān)性，因此可通過COD測定結(jié)果預(yù)測BOD5值，但是不同水質(zhì)的線性回歸方程斜率與截距不同，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看到有機物含量高的水質(zhì)BOD5與COD相關(guān)性更強。

［1］國家環(huán)?？偩?水和廢水監(jiān)測分析方法［M］.4版.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［2］易春葉，林親鐵.河流水體CODCr與BOD5相關(guān)性探討［J］.廣東化工，2012，39（9）：125-126.

［3］朱紹盛，劉揚.關(guān)于餐飲廢水中BOD5和CODCr比值的探討［J］.能源環(huán)境保護，2013，27（5）：54-55.（文獻［4］-［5］略）

3.4 結(jié)語

以上檢測方法，快速準(zhǔn)確的檢測出了肥料中高含量鋅的結(jié)果。其線性范圍可根據(jù)儀器性能調(diào)整，該方法線性好、操作簡單、準(zhǔn)確度高、再現(xiàn)性強，加標(biāo)回收率滿足實驗要求。適用于各級實驗室，建議化工和農(nóng)業(yè)部門向廣大農(nóng)產(chǎn)品檢測部門推廣。

參考文獻：

［1］中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG3277-2000農(nóng)業(yè)用硫酸鋅.

［2］中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T1974-2010水溶肥料銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬含量的測定.