郭中偉

（聊城市水文局，山東 聊城 252000）

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，排入河流湖泊的有機(jī)污染物成分日益復(fù)雜,難以分別測(cè)定各種組分的定量數(shù)值，生化需氧量（BOD）作為衡量水體受有機(jī)物污染程度的綜合性指標(biāo)，能相對(duì)表示微生物可氧化的有機(jī)污染物的含量，因此，BOD是環(huán)境監(jiān)測(cè)和污水處理控制中最常用、最重要的指標(biāo)之一，而正確選擇BOD的測(cè)定方法，就有著非常重要的作用。

1 測(cè)定方法

目前國(guó)內(nèi)外主要采用2種方法測(cè)定BOD，一是經(jīng)典方法即稀釋接種法，二是快速測(cè)定法即微生物傳感器法。稀釋接種法是采用5d20℃培養(yǎng)法測(cè)定水樣中的BOD值，該方法測(cè)定效果好、準(zhǔn)確，得到了廣泛應(yīng)用，但測(cè)定周期較長(zhǎng)，不能迅速反映水體污染狀況，不適宜現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，給環(huán)境監(jiān)測(cè)帶來諸多不便。近年來，利用微生物傳感器快速測(cè)定BOD得到了較廣泛的研究以及應(yīng)用，微生物傳感器法具有操作簡(jiǎn)單、測(cè)定時(shí)間短、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，適合在某些特定條件下快速測(cè)定BOD。

1.1 稀釋接種方法及其干擾因素

生化需氧量（BOD）是指在規(guī)定條件下，微生物分解水中的可氧化性物質(zhì)所進(jìn)行的生物化學(xué)過程中消耗的溶解氧的量。他是一個(gè)緩慢的過程，20℃培養(yǎng)時(shí)，可氧化性物質(zhì)被完全分解需要100d左右，在實(shí)際應(yīng)用中不可取。由于5d的耗氧量相當(dāng)于完全氧化分解耗氧量的70%，因此國(guó)內(nèi)外普遍規(guī)定將水樣在20±1℃培養(yǎng)5d，分別測(cè)定培養(yǎng)前后的溶解氧，二者之差即為BOD5值。其干擾因素及消除方法如下：

1）物理因素。樣品中的生化需氧量易隨時(shí)間、溫度的變化而變化。 BOD5的測(cè)定需要嚴(yán)格控制樣品儲(chǔ)存時(shí)間和培養(yǎng)時(shí)間，以及控制采樣溫度、樣品儲(chǔ)存溫度，實(shí)驗(yàn)室溫度及培養(yǎng)箱溫度。

2）pH值的影響。pH影響微生物的增長(zhǎng)速度，BOD5測(cè)定方法規(guī)定水樣的pH必須在6.5～7.5之間，否則應(yīng)加酸堿調(diào)節(jié)pH值。

3）有毒物質(zhì)的影響。重金屬、殺菌劑等有毒物質(zhì)會(huì)抑制生化作用，可使用經(jīng)馴化的微生物接種液的稀釋水進(jìn)行稀釋，或提高稀釋倍數(shù)以降低毒物的濃度。

4）藻類的影響。若樣品中有大量藻類存在，BOD5的測(cè)定結(jié)果會(huì)偏高，當(dāng)分析結(jié)果精度要求較高時(shí)，測(cè)定前應(yīng)用濾孔為1.6μm的濾膜過濾。

5）游離氯的影響。污水處理廠的出水一般加氯消毒，為消除氯的影響，實(shí)驗(yàn)前將樣品在室內(nèi)環(huán)境溫度下放置1～2h以擴(kuò)散去除低濃度的氯，含高濃度氯的樣品可通過加硫代硫酸鈉去除。

1.2 微生物傳感器法及其干擾因素

微生物傳感器是由氧電極和微生物膜構(gòu)成，測(cè)量BOD時(shí)，樣品以一定流量進(jìn)入流通池內(nèi)與微生物傳感器接觸，樣品中可生化降解的有機(jī)物被菌膜中的微生物分解，使擴(kuò)散到氧電極表面上的氧減少，一段時(shí)間后，擴(kuò)散到氧電極表面上的氧的質(zhì)量也達(dá)到恒定并產(chǎn)生一恒定電流，該電流與初始電流的差值代表了微生物傳感器表面溶解氧含量的變化，他與樣品的BOD值在一定范圍內(nèi)線性相關(guān)。其干擾因素及消除方法如下：

1）微生物菌膜的影響。 微生物的活性及生長(zhǎng)周期的變化對(duì)BOD有直接影響，每批次測(cè)量前需用標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)微生物傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)并定期更換微生物膜。

2）溫度的影響。溫度影響微生物的活性及溶解氧在水中的溶解度，傳感器需置于恒溫環(huán)境中。

3）高濃度的殺菌劑、農(nóng)藥類、游離氯及高濃度的含氰廢水會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生較大的毒副作用，致使BOD5測(cè)定值降低，因此該法不適宜此類廢水的測(cè)定。

2 兩種方法的檢測(cè)結(jié)果比較

1）為比較兩種方法的準(zhǔn)確度和測(cè)定結(jié)果有無顯著性差異，首先選擇了中國(guó)環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品（標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為200232）的BOD標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 BOD經(jīng)典法與快速法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較

由表1可知，兩種方法的測(cè)定值均在允許誤差范圍內(nèi)，相對(duì)誤差均〈3%，說明兩種方法準(zhǔn)確度均符合要求。

若要檢驗(yàn)兩種方法測(cè)定結(jié)果有無顯著性差異，須對(duì)其進(jìn)行T檢驗(yàn)，計(jì)算得統(tǒng)計(jì)值t=0.78〈t表=2.57（當(dāng)自由度f=5，α=0.05時(shí)）。說明用兩種方法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的BOD值無顯著性差異，結(jié)果一致。

2）在經(jīng)典法與快速法均能滿足標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢測(cè)的前提下，為了更好地了解這兩種方法的適用范圍，選取了不同類型、不同行業(yè)的水樣進(jìn)行測(cè)定，現(xiàn)對(duì)天然地表水、污水處理廠出水、生活污水、化工廠污水分別采取4個(gè)不同斷面的水樣進(jìn)行測(cè)定，兩種方法的測(cè)定結(jié)果見表2～表5。

表2 地表水測(cè)定結(jié)果比較

表3 污水處理廠出水測(cè)定結(jié)果比較

表4 生活污水測(cè)定結(jié)果比較

表5 化工廠污水測(cè)定結(jié)果比較

根據(jù)以上測(cè)量結(jié)果可知，兩種方法測(cè)定天然水樣、污水處理廠的出水相對(duì)偏差均〈10%,結(jié)果吻合性較好，快速測(cè)定法對(duì)含量較復(fù)雜的化工廠污水與經(jīng)典法相比檢測(cè)結(jié)果偏低，相對(duì)偏差較大。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上分析，在BOD經(jīng)典法中，雖然操作過程繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)，但測(cè)定時(shí)所選用的微生物是一個(gè)菌群，反映出的是該菌群5d的各種代謝活動(dòng)的綜合結(jié)果，是一系列極其復(fù)雜的氧化過程，能較好的反應(yīng)客觀實(shí)際，對(duì)于水樣的測(cè)定來說，方法較穩(wěn)定、準(zhǔn)確度較高，所以在比對(duì)實(shí)驗(yàn)、仲裁分析等過程中應(yīng)采用稀釋接種法測(cè)定。在BOD快速法中，微生物膜固定的微生物量小，在較短時(shí)間內(nèi)（一般小于20min）只是對(duì)濃度較低、組成成分比較簡(jiǎn)單的污水中易降解的有機(jī)物響應(yīng)，對(duì)污染物組成復(fù)雜的廢水響應(yīng)不充分，對(duì)有毒有害物質(zhì)缺乏抵抗性。但其操作簡(jiǎn)單、測(cè)定時(shí)間短、重現(xiàn)性好，對(duì)水質(zhì)的適時(shí)監(jiān)控更具實(shí)際意義。