田金鳳，孫建軍，任彥艷

（遼寧省水文局本溪分局，遼寧 本溪 117000）

0 引言

生化需氧量（簡(jiǎn)稱BOD）的測(cè)定，是環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。目前國(guó)內(nèi)較為普遍采用的“五日法”（BOD5）操作較為復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)，該方法不能迅速反映出水體的污染狀況，也不能滿足當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)中快速測(cè)定的要求。賽普BOD-220B型微生物法快速測(cè)定儀（以下簡(jiǎn)稱BOD測(cè)定儀），采用微生物電極法，能快速測(cè)定水樣的BOD值。

BOD測(cè)定儀的技術(shù)工作原理是：將微生物膜緊固于隔膜式氧電極上，采用流通測(cè)量的方式，由流通測(cè)量池組件固定微生物膜。由于氧電極的輸出電流與溶解氧的含量成正比，當(dāng)不含任何有機(jī)物的液體（緩沖溶液）通過(guò)流通池時(shí)，微生物的同化作用很小，因而透過(guò)微生物膜的溶解氧幾乎沒(méi)有減少。當(dāng)含有有機(jī)物的溶液通過(guò)流通池時(shí)，微生物的同化作用變得異?；钴S，消耗更多的溶解氧，于是導(dǎo)致透過(guò)微生物膜的溶解氧量減少，這種溶解氧含量的變化，直接使氧電極的輸出發(fā)生同比變化，也就證明輸出電流變化值與樣品有機(jī)物的含量成正比的關(guān)系，就此計(jì)算出BOD值。

快速測(cè)定儀與傳統(tǒng)的五日法相比：數(shù)據(jù)結(jié)果出據(jù)快；試劑配制簡(jiǎn)單；測(cè)量范圍廣；對(duì)于可疑數(shù)據(jù)可及時(shí)補(bǔ)測(cè)；降低工作量。

不過(guò)與傳統(tǒng)的五日法一樣,雖然快速測(cè)定儀有很多優(yōu)點(diǎn),但是在使用過(guò)程中同樣也存在很多不足，以下介紹一下BOD測(cè)定儀在遼寧地區(qū)應(yīng)用中所積累的一些經(jīng)驗(yàn)。

1 儀器組成

微生物電極、微生物膜，蠕動(dòng)泵，恒溫裝置，空氣泵，通訊接口，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及打印系統(tǒng)，樣品杯。

2 日常使用與維護(hù)

2.1 標(biāo)準(zhǔn)系列的確定

菌種作為有生命的物質(zhì),與所測(cè)樣品之間存在“共生”關(guān)系（有毒的樣品除外）：一方面,樣品通過(guò)菌種獲得BOD值；另一方面,菌種從樣品中獲得營(yíng)養(yǎng)來(lái)維持生命，因此，不同的標(biāo)樣濃度會(huì)對(duì)菌種的活性產(chǎn)生影響，從而影響到水樣的測(cè)定結(jié)果，這也是快速BOD測(cè)定儀用取點(diǎn)校正法（標(biāo)準(zhǔn)系列中適合的一個(gè)至兩個(gè)濃度點(diǎn)）而不用校準(zhǔn)曲線計(jì)算結(jié)果的原因。為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確度,要求在工作中了解菌種的活性變化規(guī)律,以便根據(jù)不同的樣品濃度選擇合適的點(diǎn)控濃度。在對(duì)標(biāo)樣進(jìn)行長(zhǎng)期試驗(yàn)中獲得了大批數(shù)據(jù)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)取用兩點(diǎn)法做標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，并不是所有的兩點(diǎn)間電位降比和對(duì)應(yīng)的濃度點(diǎn)比呈相似的倍數(shù)關(guān)系，標(biāo)樣值就一定在給定范圍內(nèi)的，經(jīng)過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、剔除，得到一組不同濃度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的電位降數(shù)據(jù)范圍，見表1。日常工作中可按此表所給的范圍用一個(gè)至兩個(gè)濃度點(diǎn)進(jìn)行控制。

表1 濃度及電位降對(duì)照表

2.2 微生物膜的更換

微生物膜上的菌種作為活性物質(zhì)是有壽命的,除濕度、溫度對(duì)其有一定的影響外，主要還是受其使用頻率、水樣污染程度的影響。儀器使用說(shuō)明要求有下列情況之一時(shí)應(yīng)更換微生物膜：1）使用時(shí)間超過(guò)一個(gè)月；2）菌膜活化后連續(xù)停機(jī)超過(guò)一周；3）微生物中毒。但在工作中發(fā)現(xiàn),除微生物中毒情況外，其他兩種情況并不是要嚴(yán)格按儀器使用說(shuō)明來(lái)執(zhí)行的。正常情況下儀器在不使用時(shí),只要保證每周用緩沖溶液清洗儀器2次，每次清洗8 h，即可保證測(cè)量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)靈敏度才是衡量生物膜質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，一般一個(gè)新活化的微生物膜初始電位應(yīng)在4～6之間，在其使用過(guò)程中電位是不斷升高的，但在工作中發(fā)現(xiàn)，并不是每個(gè)新活化的微生物膜都會(huì)達(dá)到理想電位的，所以認(rèn)為只要在4～10之間都是可用的。如果發(fā)現(xiàn)微生物膜初始電位在9以上接近10的時(shí)候，或者已經(jīng)大于10，小于15的時(shí)候，是可以通過(guò)選擇幾個(gè)高濃度點(diǎn)的標(biāo)樣進(jìn)行連續(xù)測(cè)量來(lái)降低其電位值的,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)用這種方法降低電位值后，對(duì)已知樣品進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果還是準(zhǔn)確、可信的。這樣就可以在一定程度上延長(zhǎng)生物膜壽命。正常情況下，相同濃度的樣品在初始電位變化不大的情況下，每次測(cè)定其對(duì)應(yīng)的BOD電位降均值也應(yīng)變化不大，若該值變化幅度較大，可能在對(duì)已知樣品進(jìn)行測(cè)量時(shí)也會(huì)出現(xiàn)合格數(shù)據(jù)，但大部分的數(shù)值已跑出標(biāo)準(zhǔn)范圍以外，數(shù)值變化范圍較大，會(huì)大大影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，此時(shí)已表明膜的靈敏度開始下降，則需要考慮更換微生物膜。表2中是對(duì)同一微生物膜不同活性、不同靈敏度條件下對(duì)同一標(biāo)樣進(jìn)行反復(fù)測(cè)定、比對(duì)所得到的結(jié)果。

2.3 管路的更換

根據(jù)儀器所附說(shuō)明書,要求一周更換一次管路。但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，并不是所有管路都要按此要求來(lái)更換。管路的更換主要取決于管路的磨損程度及污染程度。

表2 標(biāo)樣100521在同一微生物膜不同活性下的BOD比對(duì)表

管路的磨損比較容易發(fā)生在自動(dòng)進(jìn)樣器電磁閥內(nèi)、外側(cè)凹槽內(nèi)的兩個(gè)進(jìn)樣管及蠕動(dòng)泵下的傳送管處。在進(jìn)行大批樣品測(cè)量時(shí)，電磁閥處于頻繁轉(zhuǎn)換狀態(tài)，此時(shí)電磁閥所控制的進(jìn)樣管及清洗液管就極易發(fā)生斷裂。此外蠕動(dòng)泵下的傳送管由于長(zhǎng)期受蠕動(dòng)泵的壓制、蠕動(dòng)，也極易發(fā)生損漏現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)蠕動(dòng)泵下的傳送管是可以通過(guò)維護(hù)而延長(zhǎng)其使用壽命的，在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，可以將蠕動(dòng)泵的下壓閥打開，減輕傳送管路的工作壓力。不過(guò)采用此方法一定要注意，再開機(jī)進(jìn)行樣品測(cè)量時(shí)不可忘記合閉下壓閥。當(dāng)△I值突然發(fā)生一系列極大值或極小值時(shí)，除了檢查微生物的活性外，建議首先檢查這兩處的管路連接狀態(tài)是否發(fā)生磨損和斷裂。

管路的污染程度主要取決于儀器的使用頻率和樣品的污染狀態(tài),在進(jìn)行樣品測(cè)量時(shí)，水樣中的微生物會(huì)附著在流通管路中大量繁殖,導(dǎo)致液體流速下降產(chǎn)生滯流現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),最易發(fā)生污染和滯流現(xiàn)象的地方是恒溫棒上的進(jìn)液管和微生物電極上的進(jìn)、出液管。管路被污染后,明顯的反映就是結(jié)果的精密度變化,因此樣品的精密度是否變化可以作為更換管路的一個(gè)依據(jù)。

隨著我國(guó)政府對(duì)水文系統(tǒng)及突發(fā)水污染事件的日益重視，水質(zhì)分析工作在實(shí)際生活中早已成為不可或缺的一部分。希望在儀器本身所帶的工作原理、操作方法及性能要求的基礎(chǔ)上，通過(guò)以上長(zhǎng)期積累的一些經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驇椭|(zhì)分析工作者解決在日常操作BOD快速測(cè)定儀時(shí)所遇到的問(wèn)題，以更好地完善水質(zhì)分析工作，更好地保障我國(guó)的水環(huán)境安全。

［1］水利部水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)研究中心.水質(zhì)分析方法標(biāo)準(zhǔn)匯編（上冊(cè)）.2004.

［2］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［S］.2002.

［3］水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）（增補(bǔ)版）.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.