劉 雯，林 冬，廉 鑫

(1 天津市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，天津 300110；2 天津天濱瑞成環(huán)境技術工程有限公司，天津 300110)

生化需氧量是指在一定條件下，水中可被氧化的物質在微生物作用的條件下消耗的氧的質量濃度[1]。五日生化需氧量(BOD5)反映的是水體在密封條件下培養(yǎng)五天所消耗的氧的質量濃度。在環(huán)境監(jiān)測任務中，五日生化需氧量是日常地表水測定和國家地表水質量監(jiān)測的常規(guī)項目，所以采取多種手段保證其準確度具有重要意義。在現(xiàn)行標準HJ505-2009中，測定水樣的方式包括四種：稀釋法、稀釋接種法、非稀釋法及非稀釋接種法。這四種方法中，稀釋接種法的測定步驟較為復雜，需要選擇接種液的來源并且對樣品的稀釋倍數(shù)進行預判。接種液的來源主要有地表水和菌種液兩大類。稀釋倍數(shù)的確定可依據(jù)化學需氧量(CODcr)的數(shù)值或者水體的物理性質(氣味、色度、渾濁度等)進行判斷。除此之外，培養(yǎng)前后溶解氧的準確度也是五日生化需氧量測定工作的關鍵?，F(xiàn)將測定五日生化需氧量的過程進行梳理，對接種稀釋水的來源[2]、水樣稀釋倍數(shù)的選擇[3-5]和儀器性能的調控進行合理安排，以便得到更為準確的結果。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑與儀器

實驗所需試劑按照HJ505-2009進行配制，無水氯化鈣(分析純)，天津百倫斯生物技術有限公司；磷酸氫二鉀(分析純)，天津市風船化學試劑科技有限公司；磷酸氫二鈉(分析純)，天津市凱通化學試劑有限公司；磷酸二氫鉀(分析純),天津市凱通化學試劑有限公司；三氯化鐵(分析純)，天津市凱通化學試劑有限公司；硫酸鎂(優(yōu)級純)，天津市光復科技發(fā)展有限公司；接種液采用河水。

實驗儀器：BODAuto-2100 BOD5自動分析儀，天津市賽普新銳儀器科技有限公司；LRH-250A生化培養(yǎng)箱，韶關市泰宏醫(yī)療器械有限公司。

1.2 實驗步驟

按照HJ505-2009稀釋接種法的要求進行測定水樣。首先配制接種稀釋水并曝氣，接種液選擇鹽度低且較為干凈的河水，在稀釋水中加入一定量河水和營養(yǎng)鹽。曝氣后穩(wěn)定放置一小時以上再使用。

儀器運行：打開BOD5自動分析儀，進行電極校準。將接種稀釋水裝入培養(yǎng)瓶，分別用儀器和碘量法進行測定，所得結果的相對誤差不超過5%即認為電極校準合格。然后再進行下一步的測定工作。根據(jù)水樣的情況選擇稀釋比例，用虹吸管將水樣和接種稀釋水分別吸入量筒并攪拌均勻，然后將其裝入培養(yǎng)瓶。同一批水樣需要同時進行質控樣的測定。所有樣品裝入培養(yǎng)瓶后，用儀器進行測定，并記錄下第一天樣品的溶解氧數(shù)值。

將測定后的樣品蓋上瓶塞后放入生化培養(yǎng)箱。在培養(yǎng)過程中，每天向瓶口處加水保證樣品處于水封狀態(tài)。培養(yǎng)5 d±4 h后，再用儀器進行溶解氧的測定，記錄數(shù)值，最后根據(jù)公式進行計算。

2 結果與討論

2.1 接種液的來源和用量

接種液的獲得主要有以下兩種途徑：一是選擇含有一定量微生物的地表水；二是購買菌種液。在監(jiān)測工作中，地表水的獲取較為容易且可供選擇的種類多，因此采取河水作為接種液更加便捷。在對河水的選擇中，應選擇氯離子含量低(小于1000 mg/L)且較為清潔的水樣。通過改變接種液的用量可以調控接種稀釋水五日生化需氧量的大小。選擇CODCr為15 mg/L的河水作為接種液來源，調整稀釋水與河水的比例分別為 1000∶10，1000∶15和1000∶20配制接種稀釋水，并對質控樣(74.7±4.9 mg/L，200255)進行接種培養(yǎng)，所得結果見表1。

表1 不同比例條件下接種稀釋水和質控樣的測定結果

從表1可以看出，選擇CODCr值為15 mg/L的河水作為接種液來源并依次增大接種液的比例，所得BOD5值也隨之增大。同時，用不同比例的接種稀釋水對質控樣進行培養(yǎng)，所得結果均在保證值范圍內(nèi)，說明該河水適用于當接種液。當稀釋水與接種液的比例為1000∶20時，BOD5值最大為1.24 mg/L，滿足標準方法HJ 505-2009對接種稀釋水(BOD5值小于1.5 mg/L)的要求。當選擇其他河水時，可以根據(jù)河水的CODcr值調整接種液與稀釋水的比例，接種液的CODcr值越大，應減少接種液的用量。

另一方面，從公式(1)可以看出接種稀釋水在培養(yǎng)前后的溶解氧差值越大，水樣的五日生化需氧量的計算數(shù)值受到的影響越大。為了減小接種稀釋水引起的結果誤差，接種稀釋水的數(shù)值應控制在0.5～1.0 mg/L為宜。

(1)

式中：C1、C2——水樣在培養(yǎng)前和培養(yǎng)后的溶解氧，mg/L

C3、C4——接種稀釋水在培養(yǎng)前和培養(yǎng)后的溶解氧，mg/L

f——接種稀釋水在培養(yǎng)液中所占的比例，%

2.2 水樣稀釋倍數(shù)的選擇

對于BOD5值較高的水體(如廢水、受污染的地表水)需要選擇不同的稀釋倍數(shù)來獲得準確的結果。稀釋倍數(shù)一方面可以根據(jù)COD值確定，另一方面可以根據(jù)水體顏色、氣味、渾濁度等情況進行BOD5預估后確定。在已知水體COD值的情況下，可以判斷水質類別，然后確定BOD5的數(shù)值范圍。最后以培養(yǎng)前后的溶解氧之差在3～5 mg/L的范圍去推算需要稀釋的倍數(shù)，比如五日生化需氧量的數(shù)值在6～10 mg/L之間需要稀釋2倍，在10～15 mg/L之間需要稀釋3倍。當水樣BOD5數(shù)值大于 50 mg/L時，可以采取逐級稀釋的方法。如果水樣的BOD5值特別大，比如BOD5大于1000 mg/L時，可以先用接種稀釋水將水樣稀釋100倍，然后再選擇不同的稀釋倍數(shù)。

根據(jù)水體的物理特性進行BOD5值預判時，需要對水體顏色、氣味和渾濁度作出正確判斷。水體呈深顏色、渾濁度高(除泥土造成的渾濁外)、有明顯臭味或刺激性氣味時，可以預判該水體BOD5值較大。在這種情況下，稀釋倍數(shù)不確定，可以稀釋“低、中、高”三個梯度的倍數(shù)，不同倍數(shù)下樣品的狀態(tài)有一定差異，使高倍數(shù)下的樣品接近清潔狀態(tài)，以此來保證數(shù)據(jù)的獲得。

此外，在測定五日生化需氧量時，應注意樣品的初始溶解氧。水體溶解氧的數(shù)值隨季節(jié)的變化而變化。冬季時，水樣的溶解氧容易過飽和，可以先倒出一部分樣品，然后將樣品瓶放到溫水中，使水體溫度升到(20±2)℃，再用力搖晃樣品瓶 1～2 min后進行測定。夏季時，水樣的溶解氧容易偏低，溶解氧數(shù)值一般在6～7 mg/L，此時應該進行曝氣，使溶解氧在 8 mg/L左右。

2.3 儀器準確度的調控

對于實驗來說，儀器的準確度對結果起至關重要的作用。在利用電極法進行溶解氧的測定時，需要對電極進行校準。在校準時，可通過采用碘量法與電極法比對的方式進行電極準確度的檢查。當儀器測定溶解氧的數(shù)值與手動測定的數(shù)值相對誤差不超過±5%時，認為電極校準合格。電極校準合格后方可進行樣品測定。此外，應注意對電極進行定期維護，并用標準樣品對儀器進行定期核查。

3 結 語

通過對接種稀釋水的配制、稀釋倍數(shù)的選擇和儀器性能的測定三個方面進行探討，總結測定五日生化需氧量的注意事項。由于五日生化需氧量培養(yǎng)時間長，所以第一天的樣品處理和測定工作是十分重要的。期望通過對測定過程的每個環(huán)節(jié)優(yōu)化后，接種稀釋水的測定結果、培養(yǎng)后溶解氧的剩余量等方面都能滿足HJ 505-2009的要求，提高實驗效率。