测定五日生化需氧量(BOD5)结果准确性的控制因素

谢姬弘

(太原城市排水监测站，山西太原 030012)

生活污水和工业废水中含有大量各类有机物。这些有机物在水体中分解时要消耗大量溶解氧，从而破坏水体中氧的平衡，使水质恶化，因缺氧造成鱼类及其他水生生物的死亡。水被有机物污染很普遍。由于水体中所含的有机物成分复杂，难以一一测定其成分，通常利用水中有机物在一定条件下所消耗的氧来间接表示水体中有机物的含量，五日生化需氧量即属于这类重要指标之一。

生化需氧量简称BOD(Biochemical Oxgen Demand)是指水中有机物在好氧微生物作用下，进行分解过程中所消耗水中溶解氧(DO)的量。根据参加反应的物质和最终生成的物质，可利用下列的反应式来概括反应过程:

水中有机物含量多，消耗的溶解氧就多，生化需氧量也就高。BOD间接表示了有机物污染的程度，它的数值反映了受污染水体中可被生物降解的有机污染物的多少。

我国现行的五日生化需氧量BOD5最经典的测定方法是稀释接种法:即将水样稀释接种充满完全密闭的溶解氧瓶中，在20℃+1℃的暗处培养5 d，分别测定样品培养前后的溶解氧，二者之差即为BOD5，以氧的mg/L表示，测量溶解氧优选膜电极法。

采用稀释接种法测BOD5是一种经验方法，生化需氧过程的发生通常需要具备以下条件:1)好氧微生物的存在;2)水中要有足够的溶解氧;3)适合微生物利用的各种营养物质(各种无机营养盐等)。由于此方法测定与微生物密切相关，受诸多因素的影响，测定的重现性差，且测定周期较长，一旦出现失误，无法以原样补测。为了确保实验的准确性及数据的可靠性，必须严格控制条件，对测定全程进行质量控制。

1 水样的采集与保存

测BOD采集的样品应充满并密封于棕色玻璃瓶中，在0℃ ～4℃下进行保存，并于24 h内尽快分析。24 h内不能分析，可冷冻保存(冷冻保存时应避免样品瓶破裂)，冷冻水样测定前需解冻、均质化和接种。

2 试剂

本实验要用的是缓冲溶液和营养盐溶液，配好的溶液用毕后立即放入冰箱冷藏保存，因为营养盐里常温下藻类和微生物极易繁殖，使稀释水的空白值偏高。

3 仪器

3.1 溶氧仪的使用

1)每一次开机，在读取首个读数前必须让探头预热约30 min，这是让探头耗尽保留在盖里的所有的氧，使探头充分极化且温度稳定。如果预热时间不够需进行校准，则校准值会发生漂移并可能超出技术要求。

2)每次测量样品前，仪器都需要校准。先进行零点校准:将探头浸入每升含1 g亚硫酸钠和1 mg钴盐的水中，进行校零。再进行校准:将探头插入已知氧含量的蒸馏水中调节仪器读数到已知氧气的含量值上。有三种方法可供选择:

方法一:通过碘量滴定法测其水中溶解氧值，再将探头插入同一蒸馏水中，调节仪器读数到已测氧气的含量值上。即滴定法校准。

方法二:在温度相对稳定条件下充气达到饱和度的水中溶解氧含量为定值，调节仪器读数到该温度时氧气的含量值上，气饱和水中校准。

方法三:将探头置于盛有1英寸水的BOD瓶中，使空气相对湿度100%，摁自动校准键即可，空气校准不需搅拌。

当仪器无法校准时，应检查膜与电解液，如果膜有鼓包，更换薄膜，如果膜与电解液之间有气泡，需补充电解液。

维护仪器时要注意:不能用手接触探头薄膜表面。更换电解液和膜后，或膜干燥时，需使膜湿润，待读数稳定后再进行校准。原电池式仪器接触氧气可自发进行，因此在不测定时，电极探头要保存在无氧水中并使其短路，以免消耗电极材料，影响测定。对于极谱式仪器的探头，不使用时，应用洁净的布或滤纸擦干探头上的水珠，然后放在潮湿环境中，以防电解质溶液蒸发。

3.2 恒温培养箱

目前市场上许多恒温培养箱有大视角的观察窗，而BOD规定要在20℃+1℃的暗处培养，要用不透光的材料贴住观察窗，以确保样品在暗处培养。

4 水样的预处理

1)水样的pH若超出6.5～7.5，需用盐酸或氢氧化钠调节pH近于7，注意用量不要超过水样体积的0.5%。

2)水样含重金属或砷、氰等有毒物质时，可使用经驯化的微生物接种液的稀释水进行稀释，或提高稀释倍数以减少毒物浓度。

3)从水温较低或水温较高的水域采集的水样，都应迅速将水样放入20℃恒温培养箱使水温调至20℃左右，并充分振摇后打开瓶塞，使之与空气中氧气接近平衡。

含少量游离氯的水样，放置1 h～2 h后，游离氯即可消失，对于游离氯在短时间不能消散的水样，可加入亚硫酸钠溶液除去。

5 稀释水、稀释接种水、稀释倍数

1)稀释水。将一定量的纯水加到2 L～5 L的洁净玻璃瓶中，放置于恒温的培养箱内，控制水温20℃+1℃开口曝气数小时，使水中的溶解氧达到8 mg/L以上，达不到时再进行曝气，使用前每升水加入四种盐溶液各1.0 mL，混匀，即为稀释水，20℃下保存，24 h内使用，剩余的稀释水应弃去。用稀释水做的全程序空白实验中，五日氧消耗量应小于0.5 mg/L。

2)稀释接种水。每升稀释水加入适量接种液后，控制它的pH为7.2，五日氧消耗量应小于1.5 mg/L。

3)稀释倍数。非稀释法的测定上限6 mg/L，测定下限2 mg/L。稀释的目的是:稀释后的水样五日溶解氧消耗量控制在非稀释法的量程内，且五日内溶解氧消耗量不小于2 mg/L，五日后剩余溶解氧量也不小于2 mg/L。据此确定稀释倍数:

通常BOD5的值会占COD的30% ～70%，根据经验:一般生活污水BOD5的值会占COD的50%，假设五日溶解氧消耗量为4 mg/L，则稀释倍数=COD值×50%/4=COD值/8=0.125×COD值。

当不能判断BOD5的期望值时，按照HJ 505-2009推荐的三个稀释倍数来稀释。

6 实验过程

在已知容积的溶解氧瓶内，加入部分稀释水(或接种稀释水)，再加入根据瓶容积和稀释倍数计算出的水样量，然后用稀释水使瓶刚好充满，勿留气泡于瓶内。

测定当日溶解氧后，盖紧瓶塞，加封口水，在瓶盖上外罩一密封罩，培养期间要检查水封，及时补充。

从开始放入培养箱算起，经过5 d±4 h后，弃去封口水，测定剩余的溶解氧。

7 计算结果

有两个或三个稀释倍数的样品中，凡消耗溶解氧大于2 mg/L，剩余溶解氧也大于2 mg/L，计算结果时，应取其平均值。实践表明:同一样品，五日氧消耗量与稀释倍数不一定成比例关系，随着稀释倍数的增大，水样中溶解氧含量的增高，造成微生物繁殖空间变大，使五日耗氧量有增多的可能。

BOD5是间接表示有机物污染及衡量生化处理过程中净化效率的综合指标，并对污水处理构筑物设计以及污水厂的生产运行提供科学依据，错误的数据比没有数据还可怕。由于影响BOD5测定的因素较多，每次进行水样分析时，都要进行水样的预处理和干扰消除，准确估算稀释倍数，严格控制测定和培养温度，正确使用维护溶氧仪，只要严格注意上述影响因素，就可得到良好的实验结果，从而实现对水体的环境保护。

［1］ HJ 505-2009，水质五日生化需氧量(BOD5)的测定 稀释与接种法［S］.

［2］ 国家环保总局，《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法［M］.第4版.北京:中国环境科学出版社，2002.