汕头市潮南区环境保护监测站 广东 汕头 515144
【摘 要】本文简述了生化需氧量的测定原理，指出了生化需氧量测定中存在的问题，并对实验室测定生化需氧量结果准确性展开了研究，对实验室测定BOD5的原理、方法、仪器设备及步骤进行了详细的介绍。该方法测定结果准确可靠，可为有关需要提供参考借鉴。
【关键词】生化需氧量(BOD5)；测定；准确性
生化需氧量是指水中微生物在一特定时间内的氧化过程中所需要的溶解氧量，是水质有机污染常用的指标之一，同时也是环境监测中反映水体质量好坏的重要参数。因此，对实验室测定生化需氧量结果准确性展开研究具有重要的现实意义。如何改进实验室测定生化需氧量的方法，提高测定结果的准确性及可靠性是当前的一个重要课题。
1 生化需氧量的测定
1.1 测定原理
按照《水质五日生化需氧量的测定稀释与接种法》(HJ505-2009)方法，BOD5是指在规定的条件下，微生物分解水中的某些可氧化的物质，特别是分解有机物的生物化学过程消耗的溶解氧。通常是指水样充满完全密闭的溶解氧瓶，在(20±1℃)的暗处培养5d,分别测定培养前后水样中溶解氧的质量浓度，由培养前后溶解氧的质量浓度之差，计算每升样品消耗的溶解氧量，以BOD5形式表示。
若样品中的有机物含量较多，BOD5质量浓度大于6mg/L样品需适当稀释后测定；对不含或含微生物少的工业废水，如酸性废水、碱性废水、高温废水、冷冻保存的废水或经过氯化处理等的废水，在测定BOD5时应进行接种，以引进能分解废水中有机物的微生物。当废水中存在难以被一般生活污水中的微生物以正常的速度降解的有机物或含有剧毒物质时，应将驯化后的微生物引入水样中进行接种。但在实际中，BOD5质量浓度小于6mg/L的样品不是很多，大量的样品需要进行接种稀释后进行测定。由于在实验室中高浓度样品稀释倍数较大，相对取样量较少，相应的样品干扰因素会降低，且本方法对测定结果重现性标准偏差规定，质量浓度越高偏差范围越大；而低浓度样品测定结果重现性标准偏差范围较小，较难实现理想的结果，且精密度较高。本文以目前市面上能够买得到的最低的一个BOD5浓度质控样品为例，阐述怎样在实验室中获得理想的BOD5监测结果。经验告诉我们，能够做好较低浓度样品，以此为基础，较容易获得高浓度样品的理想结果。
1.2 存在的问题
①根据1.1中原理，分解有机物的生物化学过程消耗的溶解氧，往往至少需要5d时间，这一过程耗费时间长。如果本次稀释水或接种稀释水选择不当，或稀释倍数过大过小，得到的BOD5质量浓度与实际结果将偏差较大。如果返工的话，已不太合适。经过5d的放置，待测定样品中由于有机物与空气充分接触，加之温湿度的影响，此样品已不是刚采集来时的原样，变化比较大，不适合重新分析。
②如果不考虑样品的变化，把样品进行冷藏处理，重新确定稀释比进行分析的话，又要经过至少5d时间的培养。出现的问题:一是，我们实际中往往承诺，从采样开始到结果报出，是15d时间，报告编写完成后还要经过三级审核直至签发，这样在时间上不允许这么长的做样时间；二是大量的样品需要保存，一般实验室不具备与之匹配的冷藏设备。所以，一次性做好样品是关键。
③为了获取大量可靠、精确的BOD5值，在实验室中往往通过考核标准样品来控制BOD5样品数据的可靠性，即就是考核实验室分析人员、实验室条件及内部质量控制的可靠性。由于实际样品中BOD5值的获得，按照方法《水质五日生化需氧量的测定稀释与接种法》(HJ505-2009)，样品中有机物含量较高的样品，往往需要接种液的稀释，方法给出的接种液的获得至少有5种途径。不同的样品选用不同的接种液，这就需要分析人员必须具备分析问题和解决问题的能力。本文就以怎样获得质控样品理想值为例(质控样品质量浓度值有可靠的范围)，阐述怎样获得可靠的BOD5质控样品浓度值。用准确获得BOD5质控样品质量浓度值的能力，来验证实验室BOD5分析人员实际操作水平和有对含有各种干扰物质的样品的处理处置能力，验证BOD5日常监测数据的可靠性。
2 实验室中BOD5的测定原理
2.1 测定原理
生化需氧量只在规定条件下，微生物分解存在水中的某些可氧化物质，特别是有机物所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量，样品中大多时候含有较多的有机物，所以往往要把样品进行稀释后测定。把样品根据稀释比进行稀释，测定培养前后的溶解氧量进行计算，得到BOD5的质量浓度。
计算公式:BOD5(mg/L)=〔(C1-C2)-(B1-B2)f1〕/f2
式中:C1——水样在培养前的溶解氧浓度(mg/L)；
C2——水样经5d培养后，剩余溶解氧的浓度(mg/L)；
B1——稀释水(或接种稀释水)在培养前的溶解氧(mg/L)；
B2——稀释水(或接种稀释水)在培养后的溶解氧(mg/L)；
f1——稀释水(或接种稀释水)在培养液中所占比例；
f2——水样在培养液中所占比例。
2.2 方法:
2.2.1 所用试剂
①磷酸盐缓冲溶液:将8.5g磷酸二氢钾(KH2PO4)、21.75g磷酸氢二钾(K2HPO4)、33.4g七水合磷酸氢二钠(Na2HPO4•7H2O)和1.7g氯化铵(NH4Cl)溶于水，稀释至1000mL，此液pH应为7.2。
②硫酸镁溶液:将22.5g七水合硫酸镁(Mg⁃SO4.7H2O)溶于水中，稀释至1000mL。
③氯化钙溶液:将27.5g无水氯化钙(CaCl2)溶于水，稀释至1000mL。
④氯化铁溶液:将0.25g六水合氯化铁(Fe⁃Cl3.6H2O)溶于水中，稀释至1000mL。
⑤稀释水:在20L的龙头玻璃瓶中注入10L纯水，使水中溶解氧尽量达到7.0以上或接近7.0(必要时通入氧气)。临用前分别加入磷酸盐缓冲溶液、氯化钙溶液、氯化铁溶液、硫酸镁溶液各10.0mL，摇匀放置一昼夜。
⑥接种液:取花盆土100g(不要太湿或太干，以浇水3d后的土壤最佳)，加入1L蒸馏水混匀，放置一昼夜。条件允许的话，也可以选择城镇污水处理厂的出水作为接种液。
⑦接种稀释水；临用前量取300mL接种液，加入稀释水中混匀(即稀释水中每升加30mL接种液)。
3 仪器和设备
○1溶解氧快速测定仪；
②可控温的恒温培养箱；
③曝气装置:多通道空气泵；
④10L的带塞龙头玻璃瓶:瓶盖是橡胶塞可打孔，可与曝气装置连接；
⑤1000mL的容量瓶；
⑥市售溶解氧瓶；
4 分析步骤
①样品编号GSBZ-50002-88200244。小心割开安瓿瓶，用10mL大肚移液管(A级)移取10.00mL标准样品于250mL容量瓶中，用纯水稀释至标线，摇匀。
②稀释比的确定:测定此样品中的CODcr含量，测得结果COD质量浓度为80mg/L左右。在平时的监测过程中，如果样品是经过生化处理或者未经处理但成分单一，其它干扰成分较少，且样品均衡性较高的，BOD5与CODcr的质量浓度比值在0.15～0.45之间；如果样品成分复杂，有机物含量较高时，BOD5与CODcr的质量浓度比值在0.45-0.75之间。
质控样品由于成分单一且均衡性高，BOD5的期望值大概在12～36mg/L左右。按平时做样品的经验，由《水质五日生化需氧量的测定稀释与接种法》(HJ505-2009)方法中表2“BOD5测定的稀释倍数”得出，此样品的稀释倍数大概是5～20倍。由此确定三个稀释倍数:5倍—对应取样量200mL；10倍—对应取样量100mL；20倍—对应取样量50mL。稀释倍数的获得参考方法中表2，“BOD5测定的稀释倍数”见表1。
③用50mL大肚移液管(A级)移取此液50.00mL到1000mL容量瓶中，用配置好的接种稀释水稀释至标线，摇匀。此液稀释比是5%。(整个过程要小心，尽量不使气泡产生)。
④取两个溶解氧瓶，分别注入稀释好的溶液，使液体没过钟形口，注意整个操作过程中不使产生气泡。多余的稀释液弃之不用。样品编号为样品1。
⑤用上述③～④的方法制定相同的平行样品样品2。
⑥再用上述②～⑤的方法分别稀释好100.0mL和200.0mL的样品(稀释比分别为10%和20%)，编号为样品3、4和样品5、6。
⑦把接种稀释水分别小心注入两个溶解氧瓶(整个操作过程中不使产生气泡)，编号为稀1、稀2。
⑧不盖瓶塞，放置2～3h，待产生的气泡完全溢出后，小心盖好瓶塞，分别将不同稀释比和盛装稀释水的其中一瓶溶解氧瓶放入可控温的恒温箱中，控制温度在20±1℃。放置5昼夜，在此过程中，每天规定在同一时间添加封口水。
⑨另外一瓶进行溶解氧测定，培养箱中的一瓶经过5昼夜后(放置时间一定要足够即120h)，进行溶解氧测定。放置前后溶解氧测定结果见表2。
5 结语
综上所述，生化需氧量是水体质量有机污染常用的指标及水质监测的重要参数，因此，保证生化需氧量测定结果的准确性十分重要。本文对实验室测定生化需氧量的方法进行了详细的介绍，由测定结果可知该方法测定BOD5的结果较为可靠，准确性较高，可在类似BOD5测定中推广应用。
参考文献：
[1]谢姬弘.测定五日生化需氧量（BOD5）结果准确性的控制因素[J].山西建筑.2013(17).
[2]金慕珍,顾晓霞.水中BOD5快速测定方法研究[J].环境科学与管理.2014(07).
论文作者:姚洪生
论文发表刊物:《低碳地产》2016年6月第11期
论文发表时间:2016/11/16
标签：样品论文; 溶解氧论文; 浓度论文; 生化论文; 有机物论文; 需氧量论文; 质量论文; 《低碳地产》2016年6月第11期论文;