陳長(zhǎng)茵

(河南省商丘水文水資源勘測(cè)局，河南 商丘 476000)

微生物傳感器快速測(cè)定水中BOD的分析研究

陳長(zhǎng)茵

(河南省商丘水文水資源勘測(cè)局，河南 商丘 476000)

本文采用220B型BOD快速測(cè)定儀對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品及水樣實(shí)際樣品進(jìn)行BOD快速測(cè)定，并與五日生化稀釋接種法進(jìn)行了比對(duì)分析。在大量樣品分析的基礎(chǔ)上，闡述了微生物傳感器快速測(cè)定法測(cè)定BOD與五日生化稀釋接種法相比存在的優(yōu)缺點(diǎn)。

微生物傳感器；五日生化稀釋接種法；比對(duì)分析

引言

目前國(guó)內(nèi)外生化需氧量的測(cè)定普遍采用的是五日生化稀釋接種法(GB7488-97)，但由于該方法的操作過(guò)程繁瑣，測(cè)定周期長(zhǎng)，干擾因素多，且不能迅速反映水體污染狀況，因此迫切需要一種自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單和測(cè)量準(zhǔn)確的新方法來(lái)測(cè)定BOD，近年來(lái)，微生物傳感器快速測(cè)定儀得到了較廣泛的應(yīng)用，其操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)時(shí)間短、測(cè)量準(zhǔn)確，且廣泛適用于地表水、生活污水及工業(yè)廢水的檢測(cè)。

本文采用由天津賽普環(huán)?？萍加邢薰狙兄频?20B型BOD快速測(cè)定儀，以《水質(zhì)生化需氧量微生物傳感器快速測(cè)定法》 (HJ/T86-2002)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，在保證實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制要求的基礎(chǔ)上，采用微生物傳感器快速測(cè)定法和五日生化稀釋接種法(GB-7488)進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，闡述以上兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 儀器與試劑

天津賽普環(huán)?？萍加邢薰?20B型BOD快速測(cè)定儀；微生物菌膜、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、葡萄糖、谷氨酸。

1.2 試劑的配制

0.5mol/L磷酸鹽緩沖溶液：將68克磷酸二氫鉀和179克十二水磷酸氫二鈉溶于1000mL蒸餾水中。

5000mg/L葡萄糖-谷氨酸(BOD)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：稱取在103℃下干燥1 小時(shí)并冷卻至室溫的無(wú)水葡萄糖和谷氨酸各3.410g，溶于蒸餾水中，定容至至1000mL容量瓶中，即得5000mg/L的BOD標(biāo)準(zhǔn)溶液。冰箱保存2周。

吸取葡萄糖-谷氨酸(BOD)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(5000mg/L)0.25mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL于250mL容量瓶中，分別加入2.5mL磷酸鹽緩沖液0.5mol/L，配制成5mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3 微生物膜的活化

先將干燥的微生物膜浸泡于500mL磷酸鹽緩沖液0.005mol/L中，每24小時(shí)更換一次新的磷酸鹽緩沖溶液，直至7天 。新更換的微生物膜須在儀器 “清洗”工作狀態(tài)下，清洗一段時(shí)間，直至到Ⅰ0在4.0至10之間，并輸出穩(wěn)定，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

1.4 測(cè)量

取50mL待測(cè)樣品，加入0.5mL，0.5mol/L的磷酸鹽緩沖液，將樣品由低濃度到高濃度依次放入自動(dòng)進(jìn)樣器，35min后儀器自動(dòng)讀取BOD結(jié)果。由于該儀器的BOD 測(cè)量范圍為2～50.0mg/L，當(dāng)被測(cè)樣品濃度大于50mg/L 時(shí)，應(yīng)稀釋至50.0mg/L 以下，再進(jìn)行測(cè)量，以減少測(cè)量誤差。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 準(zhǔn)確度和精密度測(cè)試

分析水利部水環(huán)境研究與評(píng)價(jià)中心的BOD標(biāo)準(zhǔn)樣品，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確度和精密度的測(cè)試。由表1可知標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定值均在允許的誤差范圍內(nèi)，相對(duì)偏差<4，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差[2]<5.0，準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性均良好。

2.2 稀釋接種法與微生物膜法的比對(duì)實(shí)驗(yàn)

在確保實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制體系的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步驗(yàn)證BOD快速測(cè)定儀的可靠性和適用性，通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品、地表水水樣、生活污水和工業(yè)廢水進(jìn)行國(guó)標(biāo)稀釋接種法與微生物膜法的比對(duì)試驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 標(biāo)準(zhǔn)樣品的準(zhǔn)確度和精密度測(cè)試 mg/L

表2 兩種方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表2知，當(dāng)水樣BOD濃度較高時(shí)，懸浮物含量可能也較高，若取樣不均勻，則微生物膜法與稀釋接種法相比測(cè)定結(jié)果會(huì)偏低。以上兩種方法對(duì)同一樣品測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差在1.4%～4.7%的范圍內(nèi)，是可以接受的。采用微生物膜法當(dāng)樣品BOD含量超過(guò)50.0mg/L時(shí)，需稀釋樣品，經(jīng)稀釋后，相對(duì)誤差也在1.4%～4.7%范圍內(nèi)，說(shuō)明微生物膜法與稀釋接種法測(cè)定結(jié)果基本一致，可以滿足BOD分析精度要求，微生物膜法具有一定的可靠性和適用性。

3 快速測(cè)定法與五日生化稀釋接種法相比較的優(yōu)缺點(diǎn)

微生物傳感器快速測(cè)定BOD法與稀釋接種法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①操作簡(jiǎn)便、實(shí)驗(yàn)周期短，能快速反映水質(zhì)狀況，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；②避免了稀釋接種法長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)、人工操作引起的誤差及硝化作用帶來(lái)的影響；③測(cè)量穩(wěn)定，重現(xiàn)性好。

由于微生物傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，現(xiàn)已的到廣泛應(yīng)用，但由于固定的微生物對(duì)不同有機(jī)物降解能力的限制，微生物傳感器快速測(cè)定法還存在許多局限性：①五日生化稀釋接種法所選的微生物是一個(gè)菌群，反映該菌群5天代謝活動(dòng)的綜合結(jié)果，而微生物傳感器則是一種(或兩種)微生物在短時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)的活性變化，對(duì)污水中大分子物質(zhì)降解不充分；②過(guò)酸、過(guò)堿、含游離氯等氧化性物質(zhì)等對(duì)菌膜中的微生物菌種有危害作用，與五日法沒(méi)有可比性，不適合此類廢水的監(jiān)測(cè)。

4 結(jié) 論

微生物膜法測(cè)定水中的BOD具有操作簡(jiǎn)便，分析周期短和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，能滿足批量的樣品和在線應(yīng)急監(jiān)測(cè)的需要。但是對(duì)與如何采用此方法測(cè)定強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有毒廢水，以及提高菌膜中微生物的活性和使用壽命，這是微生物傳感器迫切需要解決的實(shí)際難題。

[1]《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì)．水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法指南[M].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1990.

[2]李子強(qiáng)，等.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社.

Study on Rapid Determination of BOD in water by microbial sensor

CHEN Changyin

(Shangqiu Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Henan，Henan Shangqiu 476000)

In this paper，220B BOD rapid determination of standard samples and water samples were measured by BOD，and compared with the five day biochemical dilution method.Based on the analysis of a large number of samples，the advantages and disadvantages of the rapid determination method of microbial sensor for the determination of BOD compared with the five day biochemical dilution inoculation method were expounded.

microbial sensor；five days biochemical dilution inoculation method；comparative method

陳長(zhǎng)茵，學(xué)士，工程師，從事水環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工作

X21

A

1673-288X(2017)03-0117-02

引用文獻(xiàn)格式：陳長(zhǎng)茵.微生物傳感器快速測(cè)定水中BOD的分析研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(3)：117-118.