王朝云

摘要：五日生化需氧量（BOD5）是目前水質(zhì)污染監(jiān)測常用的重要指標之一，通過對水質(zhì)中BOD5的測定中移取樣品、稀釋等操作過程進行優(yōu)化、完善和改進。本文從稀釋水、樣品前處理、稀釋倍數(shù)、接種液等幾個影響測定結(jié)果準確性的關(guān)鍵因素進行了分析論述。

關(guān)鍵詞：五日生化需氧量；樣品前處理；稀釋倍數(shù)；接種液

前言

生化需氧量（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，BOD5數(shù)值越大證明水中含有的有機物越多，因此污染也越嚴重。測定水中生化需氧量的常用方法有稀釋與接種法，測定原理為：將水樣充滿完全密閉的溶解氧瓶中，在（20±1）℃的暗處培養(yǎng)5d±4h 或者（2+5）d±4h（先在0℃～ 4℃的暗處培養(yǎng)2d，接著在（20±1）℃的暗處培養(yǎng)5d，即培養(yǎng)（2+5）d，分別測定培養(yǎng)前后水樣中溶解氧的質(zhì)量濃度，由培養(yǎng)前后溶解氧的質(zhì)量濃度之差，計算每升樣品消耗的溶解氧量，消耗的溶解氧越多，說明水中的有機物含量越高。影響測定生化需氧量（BOD5）準確度的因素有pH值、水溫、無機鹽、溶解氧含量、微生物的數(shù)量和種類（如硝化菌作用、游離氯及綠胺、銅離子含量及其他化學(xué)毒性等影響）、稀釋度、溶解氧測定等，綜合以上因素，前五項均是對稀釋水的要求。以下著重對稀釋水、樣品前處理、稀釋倍數(shù)、接種液等影響因素進行分析探討。

1 生化需氧量（BOD5）的測定采用稀釋與接種的方法。

1.1 稀釋法

若試樣中的有機物含量較多，BOD5的質(zhì)量濃度大于6mg/L，且樣品中有足夠微生物，采用稀釋法測定。待測試樣的溫度達到（20±2）℃，若試樣中溶解氧濃度低，需要用曝氣裝置曝氣15min，充分振搖趕走樣品中殘留的氣泡；若樣品中氧過飽和，將容器的2/3體積充滿樣品，用力振蕩趕出過飽和氧，然后根據(jù)試樣中微生物含量情況確定測定方法。稀釋法測定，需選擇合適的稀釋倍數(shù)，然后用稀釋水稀釋。

1.2？稀釋接種法

若試樣中的有機物含量較多，BOD5的質(zhì)量濃度大于6mg/L，樣品中無足夠微生物，采用稀釋接種法測定。稀釋接種法測定，用接種稀釋水稀釋樣品。若樣品中含有硝化細菌，有可能發(fā)生硝化反應(yīng)，需在每升試樣培養(yǎng)液中加入2ml丙烯基硫脲硝化抑制劑。

2？稀釋水

稀釋水是在5～20L的玻璃瓶中加入一定量的水，控制水溫在（20±1）℃，用曝氣裝置至少曝氣1h，使稀釋水中的溶解氧達到8mg/L以上。使用前每升水加入磷酸鹽、硫酸鎂、氯化鈣、氯化鐵四種鹽溶液，混勻，20℃保存。在曝氣的過程中防止污染，特別是防止帶入有機物、金屬、氧化物或還原物。稀釋水的質(zhì)量好與壞，直接影響 BOD5的測定結(jié)果。它是通過空白值的大小反映出來的。在分析方法中對稀釋水要求是 BOD5<0.2mg/L。一般情況下，在稀釋水中加入的化學(xué)試劑量不大，而且都是分析純以上的級別，可以認為對稀釋水的質(zhì)量影響不大。而影響稀釋水的質(zhì)量的主要因素是實驗用水的質(zhì)量，因此 BOD5用的純水必須具有較高的質(zhì)量，我們在實驗室里用的測定BOD5的純水由離子交換水（電導(dǎo)率<2μS/cm）再通過活性炭柱（活性炭要經(jīng)過200℃活化），這樣生產(chǎn)出來的水，既去掉了陰、陽離子，又去掉了有機物，其水質(zhì)足以滿足測定BOD5的要求。經(jīng)處理的水配制的稀釋水，可以測定較清潔的沒有被有機物污染的地表水。稀釋水中氧的質(zhì)量濃度不能過飽和，使用前需開口放置1h，且應(yīng)在24h內(nèi)使用。剩余的稀釋水應(yīng)棄去。

3 樣品的前處理

樣品采集后應(yīng)低溫存儲運輸。到達實驗室后，培養(yǎng)之前，通過水浴快速升溫到 20℃用于稀釋培養(yǎng)。 當稀釋后的樣品 pH 值不在 6 ～ 8 （最佳 7 ～ 7.5）范圍內(nèi)時，應(yīng)當用鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié) pH 值至 6 ～ 8；含有游離氯或結(jié)合氯時，采用加入適量亞硫酸鈉溶液去除；含有大量顆粒物的樣品，測定前用水浴超聲振蕩器進行均質(zhì)化處理；含有藻類的樣品，因藻類呼吸作用改變樣品中溶解氧，故測定前應(yīng)用濾孔為 1.6μm的濾膜過濾；若樣品的含鹽量低，電導(dǎo)率小于 125μS/cm 時，則需加入適量的鹽溶液，使電導(dǎo)率大于 125μS/cm。

4 稀釋倍數(shù)

測定 BOD5 的經(jīng)典方法是稀釋接種法，由于稀釋比不同導(dǎo)致測定誤差會很大，稀釋倍數(shù)的確定是該方法的關(guān)鍵技術(shù)之一，受污染的水，由于當天溶解氧較低，如果不稀釋，第五天的溶解氧會小于 1mg/L，可能造成結(jié)果偏低，影響測定的準確性。稀釋倍數(shù)的確定原則是樣品稀釋的程度應(yīng)使消耗的溶解氧質(zhì)量濃度不小于 2 mg/L，培養(yǎng)后樣品中剩余溶解氧質(zhì)量濃度不小于 2 mg/L，且試樣中剩余的溶解氧的質(zhì)量濃度為開始濃度的 1/3 ～ 2/3 為最佳。選擇適宜的稀釋倍數(shù)，是測定 BOD5成敗的重要因素之一。

（1） 對于沒有被有機物污染的較清潔的地表水，可根據(jù)測定的溶解氧來決定它的稀釋倍數(shù)。溶解氧含量是在 7～9mg/L，樣品不需要稀釋，可直接培養(yǎng)。溶解氧含量在 5～7mg/L，樣品可稀釋 2 倍。

（2） 對于測定被污染的地表水及工業(yè)廢水，要根據(jù)該水樣的 CODCr值，按分析方法決定三個稀釋倍數(shù)。對于 CODCr值較高的水樣要進行二級或三級稀釋。在每級稀釋時，最好用容量瓶。根據(jù)廢水類型確定樣品的 BOD5與總有機碳 BOD5/ TOC、高錳酸鹽指數(shù) BOD5/CODmn 和化學(xué)需氧量 BOD5/CODcr 的比值 R，由此估算出BOD5的濃度范圍，確定稀釋倍數(shù)見表 1、表 2。

由表 1 中選擇適當?shù)?R 值，計算 BOD5的期望值：ρ = R·Y

式中： ρ ——五日生化需氧量濃度的期望值， mg/L；

Y——總有機碳（ TOC）、高錳酸鹽指數(shù)（ IMn）或化學(xué)需氧量（CODCr）的值， mg/L。

由估算出的 BOD5的期望值，按表 2 確定樣品的稀釋倍數(shù)。

5 接種液及接種稀釋水

如果測定被污染的地表水及某些行業(yè)的工業(yè)廢水，就需要在稀釋水中加入適量的接種液，加入接種液的目的，是將能分解有機物的微生物引入到稀釋水中去，這樣在培養(yǎng)的五天中，生化過程才能順利進行。加入接種液的稀釋水，就叫接種稀釋水。接種稀釋水是根據(jù)接種液（可購買接種微生物用的接種物質(zhì)，接種液的配制和使用按說明書的要求操作，也可依污水自行配制）的來源不同，每升稀釋水中加入適量接種液：城市生活污水和污水處理廠出水加 1 ～ 10 mL，河水或湖水加 10 ～ 100 mL，將接種稀釋水存放在（ 20±1）℃ 的環(huán)境中，當天配制當天使用。接種稀釋水 pH 值為 7.2，BOD5應(yīng)小于 1.5 mg/L。實際測定中，我們是用生活污水做接種液，這樣樣品就需要高倍的稀釋，否則結(jié)果偏低。接種稀釋水中，接種液的加入量，視其接種液的質(zhì)量及被測水樣的 BOD5的大小而定，有時在測定 BOD5標準樣品時，結(jié)果偏低，很可能就是稀釋水中沒有加入接種液，或者加入的量不夠的緣故。

6 培養(yǎng)溫度

有機物的降解速率，是與溫度成正比例的，溫度相差1℃，將會引起 5%左右的誤差。所以不可忽視培養(yǎng)溫度的影響，應(yīng)嚴格控制在（20±1）℃。

7 培養(yǎng)瓶的體積

目前市售的培養(yǎng)瓶體積，一般都在 310～350mL之間不等，實驗中感覺到，這一體積有點偏大，更合適的體積應(yīng)在220mL左右，在測試時，每一對培養(yǎng)瓶 （當天和第五天）的體積，應(yīng)盡量保持相等，這樣可以減少測定誤差。

8 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

8.1 空白試樣

每一批樣品做兩個分析空白試樣，稀釋法空白試樣的測定結(jié)果不能超過0.5mg/L，非稀釋接種法和稀釋接種法空白試樣的測定結(jié)果不能超過1.5mg/L，否則應(yīng)檢查可能的污染來源。

8.2 接種液、稀釋水質(zhì)量的檢查

每一批樣品要求做一個標準樣品，樣品的配制方法如下：取20mL葡萄糖-谷氨酸標準溶液于稀釋容器中，用接種稀釋水稀釋至1000mL，測定 BOD5，結(jié)果應(yīng)在180～230mg/L范圍內(nèi)，否則應(yīng)檢查接種液、稀釋水的質(zhì)量。

8.3 平行樣品

每一批樣品至少做一組平行樣，計算相對百分偏差RP。當BOD5小于3mg/L時，RP值應(yīng)≤±15%；當BOD5為3～100mg/L時，RP值應(yīng)≤±20%；當BOD5大于100mg/L時，RP值應(yīng)≤±25%。

9 精密度和準確度

稀釋法和稀釋接種法的對比測定結(jié)果重現(xiàn)性標準偏差為11mg/L，再現(xiàn)性標準偏差為3.7～22mg/L。

10 結(jié)束語

用接種稀釋法，測定 BOD5，方法比較繁瑣，時間也長，影響測定因素又多，所以要想得到一個比較滿意的實驗結(jié)果，在分析的整個過程中，對每一步操作都應(yīng)特別注意，實驗用水的質(zhì)量，接種液的質(zhì)量及種類、樣品的前處理、稀釋倍數(shù)的選擇都是很重要影響因素，實際操作中必須高度重視。

參考文獻：

[1]楊立武.BOD5測定常見影響因素及其技巧的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（30）：162.

[2]唐丹，翟小娟，張桂瑞.微生物對生化需氧量測定結(jié)果的影響[J].油氣田環(huán)境保護，2017，27（2）：38-39.